Prekidac operacija

Definicija prekidača

Prekidač se definiše kao uređaj koji otvara i zatvara električne kontakte kako bi zaštitio krugove od grešaka.

Stoga, prekidači moraju da rade pouzdano bez bilo kakvog kašnjenja. Da bi se osigurala ova pouzdanost, mehanizam rada je složeniji nego što izgleda na prvi pogled. Razdaljina i brzina kretanja pokretnih kontakata tokom otvaranja i zatvaranja su ključni parametri dizajna za prekidače.

Razmak kontakata, putovanje pokretnih kontakata i njihova brzina određuju se vrstom sredstva za ugašavanje lukovi, naponom i strujnim kapacitetom prekidača. Tipičan rad prekidača prikazan je grafičkim karakterističnim krivom.

U grafiku, X-osa predstavlja vreme u milisekundama, a Y-osa predstavlja razdaljinu u milimetrima.

Neka u vremenu T0 struja počne da teče kroz zavojnicu zatvaranja. Nakon vremena T1 pokretni kontakt počne da se kreće prema fiksnom kontaktu. U vremenu T2 pokretni kontakt dodirne fiksnim kontaktom. U vremenu T3 pokretni kontakt stigne do svoje pozicije zatvaranja. T3 – T2 predstavlja period preopterećenja ovih dva kontakta (pokretnog i fiksnog). Nakon vremena T3 pokretni kontakt malo odbija nazad i ponovo dolazi do svoje fiksne zatvorene pozicije, nakon vremena T4.

Sada prelazimo na operaciju isključivanja. Neka u vremenu T5 struja počne da teče kroz zavojnicu isključivanja prekidača. U vremenu T6 pokretni kontakt počne da se kreće unazad kako bi se otvorili kontakti. Nakon vremena T7, pokretni kontakt konačno odvoji fiksnog kontakta. Vreme (T7 – T6) predstavlja period preklapanja.

Sada u vremenu T8 pokretni kontakt stigne do svoje konačne otvorene pozicije, ali neće biti u mirovanju jer će doći do nekih mehaničkih oscilacija pokretnog kontakta pre nego što stigne do svoje konačne pozicije mirovanja. U vremenu T9 pokretni kontakt konačno stigne do svoje pozicije mirovanja. Ovo važi i za standardne i udaljeno upravljane prekidače.

Zahtevi za operaciju otvaranja prekidača

Prekidač treba da brzo otvori kako bi ograničio eroziju kontakata i ubrzao prekid greške struje. Međutim, putovanje pokretnog kontakta takođe se određuje potrebom održavanja dovoljnog razmaka kontakata kako bi se izdržali normalni dielektrički naponi i naponi impulsa bljeska kada je prekidač otvoren.

Potreba za nosenjem neprekidne struje i izdržavanjem perioda luka u prekidaču, čini nužnim korišćenje dva seta kontakata paralelno, jedan glavni kontakt koji je uvek izrađen od materijala visokog provodnosti, poput bakra, a drugi kontakt za luk, izrađen od materijala otpornih na luk, poput volframa ili molibdena, koji ima znatno nižu provodnost od glavnih kontakata.

Tokom operacije otvaranja prekidača, glavni kontakti se otvaraju pre kontakata za luk. Međutim, zbog razlike u elektro-otporu i indukciji električnih puteva glavnih i kontakata za luk, potrebno je konačno vreme da se dostigne totalna komutacija struje, odnosno prelaz sa glavnih na grane kontakata za luk.

Dakle, kada pokretni kontakt počne da se kreće od zatvorene pozicije do otvorene, razmak kontakata postepeno raste, i nakon nekog vremena dostiže kritičnu poziciju koja označava minimalni potreban provodni razmak za sprečavanje ponovnog nastanka luka posle sledećeg nula prelaza struje.

Ostatak putovanja je potreban samo za održavanje dovoljne dielektrične čvrstoće između kontakata i za svrhu usporavanja.

Zahtevi za operaciju zatvaranja prekidača

Tokom operacije zatvaranja prekidača, potrebno je:

Pokretni kontakt mora da se kreće prema fiksnom kontaktu sa dovoljnom brzinom kako bi se sprecio fenomen pre-lukovanja. Kako se smanjuje razmak kontakata, luk može početi pre nego što se kontakti konačno zatvore.

Tokom zatvaranja kontakata, sredstvo između kontakata se menja, stoga je potrebno da se tokom ove operacije prekidača pruži dovoljna mehanička snaga za kompresiju dielektričnog sredstva u komori za luk.

Nakon dotika fiksnog kontakta, pokretni kontakt može odbiti nazad zbog odbojne sile, što uopšte nije poželjno. Stoga je potrebno da se pruži dovoljna mehanička energija da se prevaziđe odbojna sila tokom operacije zatvaranja na grešku.

U mehanizmu sa oprugama, obično se opruga za isključivanje napaja tokom operacije zatvaranja. Stoga je potrebno da se pruži dovoljna mehanička energija za napajanje opruge za otvaranje.