Қысқа шарж ток үшін коммутациялық аппараттардың жасалу шарты
Сәтті түрде жасалған ағынды және алдын-алау өзараңға түсіру сияқты күйдің толығырақ түсіндірілгені
Күйде, бірінші орында цепь кесерлері (CB) және жүк кесерлері (LBS) ұсынылады. Ағынды жасау процесі - бұл контакттар жабылу басталғанда электрдік арка байқалатын процесс. Бұл процесс физикалық түрде контакттар бір-бірімен кездескенде басталмайды, бірақ алдын-алау деп аталатын өзараңға түсірудің нәтижесінде бірнеше миллисекунд ерте болуы мүмкін. Төменде бұл өзараңға түсіру мен оның әсерлері туралы толығырақ түсіндіріледі.
Алдын-алау: Контакттар бір-бірімен кездескенден алдында арканың байқалуы
Диэлектрикалық жою: Контакттар жабылу операциясына қатысты қарыптасып, олардың арасындағы диэлектрикалық медиум (мысалы, ауа, SF6 немесе вакуум) диэлектрикалық жоюға ұшырайды. Бұл өзараңға түсіру қарыптасып, контакттар арасындағы электрдік поле өседі. Поле күші диэлектрикалық медиумдың диэлектрикалық күшін жеңсе, аралық жоюына әкеледі, сондықтан арка байқалады.
Электрдік поле қалыптасуы: Контакттар бір-біріне қарай қозғалған сайын, олардың арасындағы электрдік поле қалыптасады. Бұл поле контакттар арасындағы напряжениеға пропорционал, ал олардың арасындағы аралыққа теріс пропорционал. Поле жеткілікті қатаң болғанда, аралықтағы газ молекулаларының ионизациясына әкеледі, сонымен арқылы ағынды өтуге мүмкіндік беретін проводимді жол қалыптасады.
Арканың байқалуы: Арка контакттар физикалық түрде бір-бірімен кездескен алдында, адатта бірнеше миллисекунд ерте байқалады. Бұл арканың ерте байқалуы алдын-алау деп аталады. Алдын-алау кезінде, арка контакттар арасындағы кіші аралықта қалыптасады, және ағын арканың арқылы өту басталады, контакттар физикалық түрде бір-бірімен кездескен алдында.
Алдын-алаудың әсерлері
Контакт беттерінің өте жоғары деңгейде пышықтауы: Егер алдын-алау өзараңға түсіру энергиясы өте жоғары болса, бұл контакт беттерінің өте жоғары деңгейде пышықтауына әкеледі. Бұл өзінде кемінде короткое замыкание шарттарында, ағын өте жоғары болуы мүмкін. Пышықтаған металл контакт беттерінде контакттардың қосылуына әкеледі, бұл олардың екеуі бір-бірімен біріктігендегі көрсеткіш.
Контакттардың қосылуы: Қосылып кеткен контакттар келесі ачылу командасына ұқсас түрде жауап беруге қиыншылықтар туғызады. Егер күйдің іске қосылу механизми қосылып кеткен нүктелерді бөлу үшін жеткілікті күш бермесе, құрылғы тура түрде ачыла алмайды, бұл ынтымақты тығыздық риски мен құрылғы зияндарына әкеледі.
Короткое замыкание ағынының өзараңға түсіру сипаттамалары: Короткое замыкание ағынында DC компоненті болуы мүмкін, бұл чисто AC короткое замыкание ағынынан өте жоғары пиктік ағын деңгейіне әкеледі. Бұл артқан пиктік ағын алдын-алау өзараңға түсіру әсерлерін қалыптастырады, контакттардың өте жоғары деңгейде зиянdarына және қосылуына әкеледі.
Арка напряжениесына тәуелділік: Арканың арқасындағы напряжение (арка напряжениесы) күйде қолданылатын бөлісу медиумына өте тәуелді. Негізінен өте қысқа арка ұзындығында да электродтардың жақын аймағында өте жоғары напряжение төмендетулері болуы мүмкін. Бұл арка қарым-қатынасының аралығы бойынша тең емес, электродтардың жақын аймағында жылуы мен ионизацияланған заттар концентрациясына әкеледі.
Короткое замыкание шарттарында жасалу
Цепь кесерлері (CB): Цепь кесерлерінде, короткое замыкание шарттарында жасалу өзінің өте қиын шарты болып табылады. Жоғары ағын деңгейлері және DC компонентінің болуы интенсивті аркалар мен контакт зияндарына әкеледі. Жаңа цепь кесерлері өзараңға түсіру әсерлерін азайту үшін жаңартылған материалдар және жылу алу механизмдерімен қамтамасыз етілген, бірақ алдын-алау өзараңға түсіру әлі де көздейтін проблема болып қала береді.
Жүк кесерлері (LBS): Жүк кесерлері де жасалу операциясы кезінде алдын-алау өзараңға түсіруға ұшыратын болады, әсіресе жоғары ағын қолданылатын жағдайларда. Бірақ, LBS құрылғылары, цепь кесерлерінен салыстырмалы түрде төмен напряжение және ағын деңгейлерінде қолданылады, сондықтан контакттардың өте жоғары деңгейде зияндарының рискі жалпы түрде төмен.
Күйде жасалу операциясының этаптары
Күйде жасалу операциясы төмендегі сызбаның көрсеткішінде бөлінеді:
Этап 1: Контакттардың бастапқы қарапайымы: Контакттар бір-біріне қарай қозғалып, олардың арасындағы электрдік поле қалыптасады. Бұл этапта ағын өтеуі жоқ, бірақ алдын-алау өзараңға түсіру ықтималдығы өседі.
Этап 2: Алдын-алау арканың қалыптасуы: Контакттар жақындалған сайын, электрдік поле диэлектрикалық медиумдың диэлектрикалық күшін жеңеді, сондықтан диэлектрикалық жою қалыптасады. Алдын-алау арка қалыптасады, және ағын контакттар бір-бірімен кездескен алдында арканың арқылы өту басталады.
Этап 3: Контакттардың физикалық кездесуі және арканың ауыстыруы: Контакттар соңында физикалық түрде бір-бірімен кездеседі, және арка контакттар арасындағы аралықтан контакт беттеріне ауыстырылады. Ағын қазіргі түрде жабылған цепь арқылы өту үстінде қалады.
Этап 4: Стационарлық режим: Контакттар толық түрде жабылғаннан кейін, система стационарлық режимге өтеді, және ағын арқылы өту жоқ болатын контакттар арқылы өту үстінде қалады.
Минимизациялық стратегиялар
Алдын-алау өзараңға түсіру мен контакттардың қосылуын азайту үшін, бірнеше дизайн және іске қосылу стратегиялары қолданылады:
Жоғары диэлектрикалық күшті диэлектрикалық медиумдерді қолдану: SF6 газы немесе вакуум сияқты жоғары диэлектрикалық күшті диэлектрикалық медиумдерді қолдану, алдын-алау өзараңға түсіру ықтималдығын азайту үшін, бөлісу үшін жоғары электрдік поле қажет болады.
Жаңартылған контакт материалдары: Жоғары эріту температурасы және жақсы термодиффузиялық қасиеттері бар контакт материалдары алдын-алау өзараңға түсіру кезінде контакт зияндарын азайтуға көмектеседі. Мисалы, медь-вольфрам альянстері жоғары напряжение күйлерінде кеңінен қолданылады.
Жылу алу механизмтері: Пуфер системалары немесе қоршаған газ ағысы сияқты жылу алу механизмтерін қолдану, аркадан жылу алу және контакт беттерінің температурасын азайту, қосылу рискин азайтуға көмектеседі.
Механикалық дизайн жетістіктері: Иске қосылу механизминің қосылып кеткен нүктелерді ачу кезінде жеткілікті күш беретінін тексеру, күйдің тура түрде ачыла алмайтынын бас алуға көмектеседі.
Қорғаулық жүйелер: Оверкуррент реле және дефектті анықтау механизмі сияқты қорғаулық жүйелерді қолдану, короткое замыкание шарттарын тезірек анықтау және қол жетімді жауап беру, арканың ұзақтығы мен интенсивтілігін азайтуға көмектеседі.
Жалпы ақпарат
Алдын-алау өзараңға түсіру, бұл контакттар физикалық түрде бір-бірімен кездескен алдында арка байқалуы, күйде жасалу операциясының маңызды аспектісі болып табылады. Бұл контакттардың өте жоғары деңгейде зияндарына, қосылуына және күйдің өзінің қиындықтарына әкелуі мүмкін. Алдын-алау өзараңға түсіруге әкелетін факторларды, мысалы, электрдік поле қалыптасуы және диэлектрикалық медиумдың өзараңға түсіру қасиеттерін түсіну, надежді күйлерді құрастыру және қолдану үшін маңызды. Жоғары диэлектрикалық күшті диэлектрикалық медиумдер, жаңартылған контакт материалдары және жылу алу механизмдері сияқты үздік минимизациялық стратегияларды қолдану арқылы, алдын-алау өзараңға түсіру әсерлері азайтуға болады, күйлерді цепь кесерлері мен жүк кесерлерінде қауіпсіз және надежді қолдануға болады.
