Переривач цепи

Визначення автоматичного вимикача

Автоматичний вимикач визначається як пристрій, який відкриває та замикання електричні контакти для захисту кола від аварій.

Тому, автоматичні вимикачі повинні працювати надійно без будь-яких затримок. Для забезпечення цієї надійності, механізм роботи є більш складним, ніж може здаватися на перший погляд. Відстань та швидкість руху контактів під час відкривання та замикання є ключовими параметрами дизайну автоматичних вимикачів.

Розмір зазору між контактами, відстань руху рухомих контактів та їх швидкість визначаються типом середовища для гасіння дуги, номінальними значеннями струму та напруги автоматичного вимикача.Типова робота автоматичного вимикача показана на графіку характеристичної кривої.

На графіку, вісь X представляє час у мілісекундах, а вісь Y - відстань у міліметрах.

Нехай в момент T0 струм починає проймати через катушку замикання. Після моменту T1 рухомий контакт починає рухатися до фіксованого контакту. У момент T2 рухомий контакт торкається фіксованого контакту. У момент T3 рухомий контакт досягає свого закритого положення. Проміжок T3 – T2 є періодом перевантаження цих двох контактів (рухомого та фіксованого). Після моменту T3 рухомий контакт трохи відскакує, а потім знову повертається до свого фіксованого закритого положення, після моменту T4.

Тепер розглянемо операцію відключення. Нехай в момент T5 струм починає проймати через катушку відключення автоматичного вимикача. У момент T6 рухомий контакт починає рухатися назад для відкриття контактів. Після моменту T7, рухомий контакт нарешті від'єднує фіксований контакт. Проміжок (T7 – T6) є періодом перекриття.

Тепер у момент T8 рухомий контакт повертається до свого фінального відкритого положення, але він не буде в стані спокою, оскільки перед тим, як прийти до свого фінального положення, він буде дещо коливатися. У момент T9 рухомий контакт нарешті приходить до свого положення спокою. Це справедливо как для стандартних, так і для віддалено контролюваних автоматичних вимикачів.

Вимоги до операції відключення автоматичного вимикача

Автоматичний вимикач повинен відкриватися швидко, щоб обмежити ерозію контактів та швидко переривати аварійний струм. Однак, відстань руху рухомого контакту також визначається потребою підтримувати достатній зазор між контактами, щоб витримувати нормальні діелектричні напруження та імпульсну напругу від блискавки, коли вимикач відкритий.

Потреба у проводінні постійного струму та витримання періоду дуги в автоматичному вимикачу робить необхідним використання двох наборів контактів паралельно, один - основний контакт, який завжди виготовлений з матеріалів високої провідності, таких як мідь, а інший - контакт для гасіння дуги, виготовлений з матеріалів, стійких до дуги, таких як вольфрам або молібден, які мають набагато нижчу провідність, ніж основні контакти.

Під час операції відключення автоматичного вимикача, основні контакти відкриваються раніше, ніж контакти для гасіння дуги. Однак, через різницю в електричному опорі та індуктивності електричних шляхів основних та контактів для гасіння дуги, потрібний скінченний час для досягнення повного комутування струму, тобто з основних або головних контактів до гілки контактів для гасіння дуги.

Таким чином, коли рухомий контакт починає рухатися від закритого положення до відкритого, зазор між контактами поступово збільшується, і після деякого часу досягається критичне положення контакту, яке вказує на мінімальний зазор, необхідний для запобігання повторному з'явленню дуги після наступного нульового значення струму.

Залишок шляху потрібен лише для підтримання достатньої діелектричної стійкості між контактами та для зменшення швидкості.

Вимоги до операції замикання автоматичного вимикача

Під час операції замикання автоматичного вимикача потрібні наступні вимоги,

Рухомий контакт повинен переміщатися до фіксованого контакту з достатньою швидкістю, щоб запобігти явищу раннього з'явлення дуги. Коли зазор між контактами зменшується, дуга може початися, ще до того, як контакти будуть повністю замкнуті.

Під час замикання контактів, середовище між контактами замінюється, тому під час цієї операції автоматичного вимикача повинна бути надана достатня механічна потужність для стискання діелектричного середовища в камері гасіння дуги.

Після торкання фіксованого контакту, рухомий контакт може відскочити через відштовхуючу силу, що не є бажаним. Тому повинна бути надана достатня механічна енергія, щоб подолати відштовхуючу силу, що виникає під час замикання при аварії.

У механізмі з пружинами, зазвичай, пружина відключення заряджується під час операції замикання. Тому повинна бути надана достатня механічна енергія, щоб зарядити пружину відключення.