Preklopka je naprava, uporabljena v električnih krugih za zaščito električne opreme pred preobremenitvami in kratkimi spoji. To je najpreprostejša in najcenejša komponenta za prekinjanje električnega kruga ob izpostavljenosti kratkim tokom ali prekomernim preobremenitvam.
Preklopke se uporabljajo za zaščito pred preobremenitvijo ali kratkimi spoji v visokonapetostnih sistemih do 66 kV in nizkonapetostnih sistemih do 400 V. V določenih aplikacijah je njihova uporaba omejena na situacije, kjer so njihove lastnosti posebej primerne za prekinjanje toka.
Načelo delovanja preklopke
Preklopka deluje na podlagi segrevanja zaradi električnega toka. V normalnih pogojih:
Element preklopke nosi normalni delovni tok, ki generira toplotu, ki se razprši v okoljujoč zrak.
To ohranja temperaturo elementa pod njegovim topilskim točkom, kar zagotavlja neprekinjeno delovanje kruga.
Ob nezgodah (na primer pri kratkem spoju ali preobremenitvi):
Velikost toka se dramatično poviša preko normalne ravni.
Rezultirajoča prekomerna toplota hitro taloca element preklopke, prekine krug in izloči nezgodo.
To zaščiti povezano strojno opremo in naprave pred poškodbo, povzročeno z nenormalnimi tokovi.
Izdelava in funkcija
Materijal elementa: Izdelan iz zelo izbranih vodilnih kovin (na primer bakra, srebra ali slitin svinca in olova) z nizkimi topilskimi točki, da se zagotovi hitro taljenje ob nezgodah.
Kartuš: Ohišje elementa, ki zagotavlja mehansko podporo in (v zaprtih tipih) material za ugasanje luka (na primer kvarcni pesek) za zadrževanje luknjanja med prekinjanjem.
Osnovna funkcija: Omogoča normalno pretok toka, hkrati pa hitro prekine velike nezgodne toke.
Prednosti električnih preklopkov
Cenovno učinkovita zaščita: Najcenejša oblika zaščite kruga, ki ne zahteva rednega vzdrževanja.
Avtomatsko delovanje: Odziva se trenutno na nezgode brez zunanje intervencije, pogosto hitreje kot prekinitveni ventili.
Omejevanje toka: Manjši elementi preklopkov samoumevno omejujejo nezgodne toke s hitrim taljenjem, kar zmanjša stres na komponente sistema.
Inverzna čas-tok karakteristika: Naravna sposobnost ločevanja med preobremenitvami (počasnejši odziv) in kratkimi spoji (trenutno prekinjanje), kar jih naredi primerne za zaščito pred preobremenitvami.
Nedostatki električnih preklopkov
Čas za zamenjavo: Zahteva ročno zamenjavo po delovanju, kar vodi do začasne prekinitev storitve.
Težave pri koordinaciji: Ujemanje čas-tok karakteristike preklopka z drugimi zaščitnimi napravami (na primer prekinitvenimi ventili) lahko postane zapleteno, kar ogroža pravilno delovanje ali zakasnelo odstranjevanje nezgod.
Uporaba
Nizkonapetostni sistemi: Zaščitijo kabelske vodove v osvetljevalnih in močnih krugih, tipično do 400 V.
Srednjonapetostni sistemi: Uporabljajo se v primarnih distribucijskih omrežjih za transformatorje do 200 kVA, ki delujejo pri napetostih do 66 kV.
Posebni scenariji: Idealni za redko uporabljane kruge ali tam, kjer so prekinitveni ventili predragi, kot je v stanovanjskih, poslovnih in določenih industrijskih okoljih.
Preklopke ostajajo temelj električne zaščite zaradi svoje preprostosti, zanesljivosti in cene, še posebej v aplikacijah, kjer je frekvenca nezgod nizka in hitro avtomatsko prekinjanje ključno.
