Sähkökatkaisimen toiminta (toimintaaikavalitsin & sulkemisaika)
Sähkökatkaisimen ensisijainen tehtävä on sähkövirta kulkevien yhteyksien avaaminen ja sulattaminen. Vaikka se näyttää hyvin yksinkertaiselta, meidän tulisi muistaa, että sähkökatkaisin on suurimman osan elinkaarestaan suljettuna asennossa. Hyvin harvoin on tarpeen käyttää sähkökatkaisinta yhteyksien avaamiseen ja sulattamiseen.
Siksi sähkökatkaisimen toiminnan täytyy olla erittäin luotettava ilman viivettä tai hitautta. Tämän luotettavuuden saavuttamiseksi sähkökatkaisimen toimintamekanismi tulee olemaan monimutkaisempi kuin alun perin ajateltiin.
Yhteyksien väliset avaus- ja sulkemispituus sekä liikkuvien yhteyksien nopeus ovat kaikkein tärkeimpiä parametreja, joita on otettava huomioon sähkökatkaisimen suunnittelussa.
Yhteyden väli, liikkuvien yhteyksien matka ja niiden nopeus määräytyvät sähkökatkaisimen arkkipysäytysvälineen, virta- ja jännitteen arvoista. Alla olevassa kaaviossa on esitetty typinen sähkökatkaisimen toimintaominaisuuskäyrä. Kaaviossa X-akseli edustaa aikaa millisekunteina ja Y-akseli etäisyyttä millimetreinä.
Oletetaan, että ajan T0 kohdalla virta alkaa kulkea sulkukenoon. Ajan T1 jälkeen liikuva yhteys alkaa liikkua kiinteän yhteyden luo. Ajan T2 kohdalla liikuva yhteys koskettaa kiinteää yhteyttä. Ajan T3 kohdalla liikuva yhteys saavuttaa suljetun asennon. Aika (T3 – T2) on näiden kahden yhteyden (liikuva ja kiinteä yhteys) ylikuormitusajaksi. Ajan T3 jälkeen liikuva yhteys palaa hieman taaksepäin ja sitten se jälleen saavuttaa kiinteän suljetun asennon ajan T4 kohdalla.
Siirrymme nyt purkutoimintaan. Oletetaan, että ajan T5 kohdalla virta alkaa kulkea sähkökatkaisimen purkokenoon. Ajan T6 kohdalla liikuva yhteys alkaa liikkua taaksepäin yhteyksien avaamiseksi. Ajan T7 jälkeen liikuva yhteys erottuu lopullisesti kiinteästä yhteydestä. Aika (T7 – T6) on päällekkäisyysaika.
Nyt ajan T8 kohdalla liikuva yhteys palaa lopulliseen avoimeen asentoon, mutta siinä ei ole vielä lepotilassa, sillä liikuvalle yhteydelle on joitakin mekaanisia heilahteluja ennen lopullisen lepotilan saavuttamista. Ajan T9 kohdalla liikuva yhteys lopultakin saavuttaa lepotilansa. Tämä pätee sekä standardiin että etäohjattaviin sähkökatkaisimiin.
Sähkökatkaisimen avaustoiminnan vaatimukset
Sähkökatkaisimen halutaan olevan avoimessa asennossa mahdollisimman nopeasti. Tämä johtuu yhteyksien kulun rajoittamisesta ja vikavirran keskeyttämisestä mahdollisimman nopeasti. Mutta liikkuvan yhteyden kokonaismatka ei määräydy vain vikavirran keskeyttämisen tarpeella, vaan pikemminkin yhteyksien välillä tarvittavalla välillä, joka kykenee kestämään normaaleja dielektrisiä paineita ja salaman impulssijännitteitä, kun sähkökatkaisin on avoimessa asennossa.
Jatkuvan virran kuljetuksen ja arkkipysäytysvälineen pitkäaikaisten käyttöajan tarpeen vuoksi on tarpeen käyttää kahden yhteyden rinnakkaisjärjestelyä, joista toinen on pääyhteys, joka on aina tehty korkeasta ohjaimateriaalista, kuten kuparista, ja toinen on arkkiyhteys, joka on tehty arkkipysäytyskykyisestä materiaalista, kuten woltsesta tai molibdeenistä, jolla on paljon pienempi ohjuus kuin pääyhteyksillä.
Sähkökatkaisimen avaustoiminnan aikana pääyhteydet avautuvat ennen arkkiyhteyksiä. Kuitenkin pääyhteyksien ja arkkiyhteyksien sähköisten polkujen vastus- ja induktanssi-erojen vuoksi, on tarpeen ajoitus, jotta voidaan saavuttaa täysi virran siirtymä, eli pääyhteyksistä arkkiyhteyksille.
Kun liikuva yhteys alkaa liikkua suljetusta asennosta avoimeen asentoon, yhteyden väli kasvaa asteittain, ja jonkin ajan kuluttua saavutetaan kriittinen yhteyden sijainti, joka osoittaa vähimmäisvälillä, joka on tarpeellinen estääkseen uudelleenarkkauksen seuraavan virran nollapisteessä. Matkan loppuosa on tarpeen vain ylläpitää riittävää dielektristä vahvuutta yhteyksien välissä ja hidastusta varten.
Sähkökatkaisimen sulattooperoinnin vaatimukset
Sähkökatkaisimen sulattooperoinnissa vaaditaan seuraavaa:
Liikuva yhteys täytyy liikkua kiinteän yhteyden luo riittävällä nopeudella, jotta voidaan estää ennenaikainen arkkaus. Kun yhteyden väli pienenee, arkkaus voi alkaa ennen kuin yhteydet ovat lopullisesti suljettuja.
Yhteyksien sulkemisen aikana yhteyksien välissä oleva mediumi korvataan, joten on tarpeen tuottaa riittävä mekaaninen energia sähkökatkaisimen toiminnan aikana kompressoimaan dielektristä mediumia arkkipysäytyskammiossa.
Kiinteän yhteyden osuuden jälkeen liikuva yhteys voi palautua takaisin, mikä ei ole lainkaan toivottavaa. Siksi on tarpeen tuottaa riittävä mekaaninen energia voittamaan repulsiovoima, joka on aiheutunut sulkemistoiminnasta virheen aikana.
Vedon-vedon mekanismissa yleensä purkovoima tai avaamisvoima ladattaan sulkemistoiminnan aikana. Siksi on tarpeen tuottaa riittävä mekaaninen energia avaamisvoiman lataamiseksi.
Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on rikkominen oikeuksia olemassa, ota yhteyttä poistamiseksi.
