Popis základních jevů během přepínání vypínače ve svazcích

Terminologie přepínání vypínače lze pochopit na základě skutečného události.
Obrázky 1 až 3 ukazují stopu testu třífázového nezazeměného poruchového proudu s uzavřením-otevřením (CO) na vakuumovém vypínači (stopa poskytnuta KEMA).
Berme každý obrázek postupně, terminologie je následující:

Sekvenční schéma vypínače a související veličiny

Z obrázku 1 můžeme pozorovat následující sekvenci událostí podrobně:

1. Počáteční stav:

• Vypínač začíná v otevřené poloze.

• Na cívku pro uzavírání je aplikován signál k zapnutí, aby byl zahájen proces uzavírání.

2. Proces uzavírání:

Po krátké elektrické prodlevě začne pohyblivý kontakt pohybovat (jak je naznačeno spodním průběhem grafu pohybu) a nakonec se dotkne stacionárních kontaktů. Tento okamžik se nazývá spojení kontaktů nebo uzavření kontaktu. V praxi, kvůli předchozímu prolomení mezi kontakty, může skutečná elektrická spojka nastat mírně dříve než mechanické spojení.

Časový interval mezi aplikací signálu pro uzavírání a okamžikem spojení kontaktů se nazývá mechanický čas uzavírání.

3. Uzavřený stav a poruchový proud:

• Jakmile je uzavřen, vypínač nese poruchový proud. Na cívku pro vypínání je pak aplikován signál, který zahajuje proces otevírání (nebo vypínání) vypínače.

• Po krátké elektrické prodlevě začne pohyblivý kontakt odstupovat od stacionárních kontaktů, což vede k jejich mechanickému oddělení. Tento okamžik se nazývá oddělení kontaktů, separace kontaktů nebo otevření kontaktu.

• Časový interval mezi aplikací signálu pro vypínání a okamžikem oddělení kontaktů se nazývá mechanický čas otevírání.

4. Vytvoření elektrického oblouku a přerušení proudu:

• Mezi kontaktami se vytvoří elektrický oblouk, když se oddělí. Proud se pokusí přerušit v nulových bodech, nejprve v fázi b, poté v fázi a a nakonec úspěšně v fázi c.

•  Fáze c je první fáze, která dosáhne úplného přerušení, s délkou trvání oblouku (čas mezi oddělením kontaktů a přerušením proudu) přibližně polovina cyklu. Čas přerušení (také nazývaný čas vypínání) pro fázi c je součet mechanického času otevírání a délky trvání oblouku.

5. Rozdělení proudu během přerušení:

• V okamžiku přerušení proudu v fázi c se proudy v fázích a a b posunou o 30°, stávají se stejně velké, ale opačné polarity. Proud v vedoucí fázi (fáze a) zaznamená zkrácenou polovinu cyklu, zatímco proud v zpožděné fázi (fáze b) zaznamená prodlouženou polovinu cyklu.

• Celkový čas vyřizování je součet mechanického času otevírání a maximální délky trvání oblouku, která byla pozorována buď v fázi a nebo v fázi b.

Související veličiny přepínacího proudu vypínače:

Lze to pečlivě vidět na obrázku 2, že:

•  Pro poruchu iniciovanou na vrcholu napětí bude proud symetrický. Symetrický znamená, že každá polovina cyklu proudu, také nazývaná smyčka proudu, bude identická s předchozí polovinou cyklu proudu. Proud v fázi a je téměř symetrický v důsledku iniciace poruchy těsně před vrcholem napětí.

• Proudy v fázích b a c jsou asymetrické a skládají se z dlouhých a krátkých smyček proudu, označovaných jako hlavní a vedlejší smyčky, v tomto pořadí.
  Maximální asymetrie nastane, když je porucha iniciována při nulovém přechodu napětí.

Související veličiny přepínacího napětí vypínače

Z obrázku 3 můžeme pozorovat následující sekvenci událostí podrobně:

Nulové přechody proudu:
Nulový přechod proudu nastává každých 60 sekund. Po oddělení kontaktů se póly nejblíže dalšímu nulovému přechodu pokusí první přerušit proud. V tomto případě se b-fázový pól, který je nejblíže prvnímu nulovému přechodu, pokusí první přerušit proud.

2. Počáteční pokusy o přerušení proudu:

B-fázový pól se pokusí přerušit proud, ale selže, protože kontakty jsou příliš blízko, aby odolaly dočasnému obnovovacímu napětí (TRV), což vede k znovuzapálení.
 Následně se a-fázový pól také pokusí přerušit proud, ale také selže a dojde k znovuzapálení.

3. Úspěšné přerušení proudu:

 Nakonec c-fázový pól úspěšně přeruší proud, obnoví systém do TRV a střídavé obnovovací napětí (AC obnovovací napětí).

4. Dočasné obnovovací napětí (TRV):

•  Definice: TRV je dočasná oscilace, která nastává, když napětí na straně zdroje vypínače se obnovuje na předporuchové systémové napětí.

• Chování: TRV osciluje kolem AC obnovovacího napětí, které slouží jako cílový bod nebo osa oscilace. Maximální hodnota TRV závisí na tlumení v obvodu.

• Doba oscilace: Jak je znázorněno na průběhu, TRV osciluje po dobu jedné čtvrtiny cyklu síťové frekvence (tj. 90 stupňů).

• Vliv na póly: První pól, který vyřeší (v tomto případě c-fáze), je vystaven nejvyššímu TRV, protože zažije plnou dočasnou oscilaci.

5.    Vyřízení následujících pólů:

• A-fázový a b-fázový pól vyřeší 90 stupňů později než c-fáze.

• Pro tyto póly jsou hodnoty TRV nižší než ty, které zažila c-fáze, a mají opačné polaritu.

• AC obnovovací napětí je linkové napětí, sdílené mezi dvěma fázemi.