Prekidac s zračnim prekidom

U prekidaci sa zračnim prekidom, luk se započinje i ugasi u gotovo statičkom zraku dok se luka kreće. Ovi preključivači koriste se za niske napone, obično do 15 kV, sa kapacitetom prekida od 500 MVA. Kao sredstvo za gasenje luke, prekidaci sa zračnim prekidom nude nekoliko prednosti nad naftom, uključujući:

• Eliminaciju rizika i održavanja povezanih sa upotrebom nafta.

• Odsustvo mehaničkog stresa uzrokovanog pritiskom plina i kretanjem nafta.

• Eliminaciju troškova regularne zamene nafta zbog njegove degeneracije tokom sukcesivnih operacija prekida.

U prekidacima sa zračnim prekidom, razdvajanje kontakata i gasenje luke dešavaju se u zraku pod atmosferskim pritiskom, koristeći princip visokog otpora. Luka se širi preko vodilica i kanala, dok se otpor luke povećava putem deljenja, hlađenja i duženja.

Otpor luke se povećava dok pad napona preko luke ne premaši sistemski napon, gašeći luku u nultoj tački AC talasa.

Prekidaci sa zračnim prekidom koriste se u DC krugovima i AC krugovima do 12,000 V. Obično su unutrašnjeg tipa, instalirani na vertikalnim panelima ili unutrašnjim izvlačnim aparaturama, široko primenjivani u unutrašnjoj srednje- i niskonaponskoj aparaturi za AC sisteme.

Prost tip prekidaca sa zračnim prekidom

Najjednostavniji varijanta ima dva rogasta kontakta. Luk se inicijalno pojavljuje preko najkraće udaljenosti između rogov i postepeno se goni nagore konvektivnim strujama zagrijanog zraka i interakcijom magnetskih i električnih polja. Kada se rogoviti kontakti potpuno razdvoje, luka se proširuje od vrha do vrha, ostvarujući duženje i hlađenje.

Relativna sporost ovog procesa i rizik od širenja luke na susedne metalne komponente ograničavaju njegovu primenu na oko 500 V i niskosnažne krugove.

Tip prekidaca sa zračnim prekidom sa magnetnim ispuštanjem

Korišćeni u krugovima sa naponom do 11 kV, gasenje luke u nekim prekidacima sa zračnim prekidom dostiže se putem magnetskog polja od bobina za ispuštanje povezanih serijalno sa prekinutim krugom. Ove bobine guraju luku u kanale - same ne gasi luku. U kanalima, luka se proširuje, hlađa i gasi. Štitovi luke sprečavaju širenje luke na susedne mreže.

Polaritet, kanali za luku i operativni detalji prekidaca sa zračnim prekidom
Važnost polariteta bobina

Ispravan polaritet bobina je ključan za usmeravanje luke nagore, koristeći elektromagnetske sile za poboljšanje kretanja luke. Ovaj princip postaje efektivniji sa većim struja greške, omogućavajući ovim prekidacima dostizanje većih kapaciteta prekida.

Funkcionalnost kanala za luku

Kanal za luku je ključni uređaj za gasenje luke u zraku, obavljajući tri međusobno povezane uloge:

• Ograničenje luke: Ograničava luku na definisano mesto, sprečavajući nekontrolisan širenje.

• Magnetska kontrola: Usmerava kretanje luke putem magnetskih polja kako bi se ubrzalo gasenje unutar kanala.

• Brzo hlađenje: Dejonizuje gasove luke intenzivnim hlađenjem, osiguravajući gasenje luke.

Dizajn prekidaca sa zračnim prekidom sa zračnim kanalima

Za niske i srednje napone, ovaj prekidac ima:

• Duple setove kontakata:

• Glavni kontakti: Bazirani na bakru, srebrni poklopnici za niski otpor, provode normalnu struju u zatvorenom položaju.

• Lukasti (pomoćni) kontakti: Toplotno otporna bakrena legura, dizajnirana da izdrži lukovanje tokom prekida greške. Oni se zatvaraju pre i otvaraju posle glavnih kontakata kako bi zaštitili glavne kontakte od oštećenja.

• Mehanizam za ispuštanje: Čelikaste umetnice u kanalima za luk formiraju magnetska polja koja ubrzavaju kretanje luke nagore. Ove ploče dele luk na seriju kratkih lukova, povećavajući ukupni pad napona (anodni + katodni pad) preko lukova. Ako ova suma premaši sistemski napon, luka brzo gasi.

• Akcija hlađenja: Kontakt luke sa hladnim čelikastim pločama brzo hlađi i dejonizuje luk, pomoću prirodnih ili magnetskih sila za ispuštanje.

Princip rada

• Pojavljivanje greške: Glavni kontakti se prvo razdvajaju, prebacujući struju na lukaste kontakte.

• Formiranje luke: Dok se lukasti kontakti razdvajaju, luka se pojavljuje između njih.

• Kretanje luke: Elektromagnetske i termalne sile guraju luku nagore duž vodilica za luk.

• Deljenje i gasenje luke: Luka se deli pomoću podelilaca, proširuje, hlađa i dejonizuje, što dovodi do gasenja.

Primene

• Pomoćne opreme elektrana i industrijskih objekata: Pogodni za okruženja gde je potrebno smanjenje rizika od požara i eksplozije.

• DC sistemi: Koriste duženje luke, vodilice i magnetsko ispuštanje za prekidace do 15 kV.

Ograničenja

• Nesefektivnost na niskim strujama: Kanali za luku su manje efikasni na niskim strujama zbog slabijih magnetskih polja, što dovodi do sporijeg kretanja luke u kanal i potencijalno kašnjenja u prekidu.

Ovaj dizajn balansira jednostavnost i pouzdanost za srednje/niske napone, iako njegova performansa varira u zavisnosti od veličine struje.