Schakelaarbediening (Bedienings- en Uitschakelingstijd)
De primaire functie van een elektrische schakelaar is het openen en sluiten van de stroom dragende contacten. Hoewel dit op het eerste gezicht eenvoudig lijkt, moeten we onthouden dat een schakelaar gedurende de meeste tijd van zijn levensduur in gesloten positie blijft. Zelden is het nodig om een schakelaar te bedienen voor het openen en sluiten van de contacten.
Daarom moet de werking van de schakelaar zeer betrouwbaar zijn, zonder enige vertraging of traagheid. Om deze betrouwbaarheid te bereiken, wordt het bedieningsmechanisme van de schakelaar complexer dan oorspronkelijk gedacht.
De afstand tussen de contacten bij het openen en sluiten en de snelheid van de bewegende contacten tijdens de werking, zijn de belangrijkste parameters die in aanmerking genomen moeten worden bij het ontwerpen van een schakelaar.
De contactafstand, de reisafstand van de bewegende contacten en hun snelheid worden bepaald door het type boogblusmedium, de stroom en de spanning rating van de schakelaar.
Een typische werkingskarakteristiek van een schakelaar is weergegeven in de onderstaande grafiek.
In de grafiek vertegenwoordigt de X-as de tijd in milliseconden en de Y-as de afstand in millimeter.
Laten we bijvoorbeeld zeggen dat op tijdstip T0 de stroom begint te vloeien door de sluitingsspoel. Na tijdstip T1 begint het bewegende contact te bewegen naar het vaste contact. Op tijdstip T2 raakt het bewegende contact het vaste contact. Op tijdstip T3 bereikt het bewegende contact zijn gesloten positie. T3 – T2 is de overbelastingsperiode van deze twee contacten (bewegend en vast contact). Na tijdstip T3 veert het bewegende contact iets terug en komt dan weer tot rust in de gesloten positie, na tijdstip T4.
Nu komen we bij de uitvaloperatie. Laten we bijvoorbeeld zeggen dat op tijdstip T5 de stroom begint te vloeien door de uitschakelspoel van de schakelaar. Op tijdstip T6 begint het bewegende contact achterwaarts te bewegen om de contacten te openen. Na tijdstip T7 scheiden de bewegende en vaste contacten zich definitief. De tijd (T7 – T6) is de overlappende periode.
Op tijdstip T8 komt het bewegende contact terug in zijn eindelijke open positie, maar hier zal het niet in rustpositie zijn omdat er enige mechanische oscillatie van het bewegende contact zal zijn voordat het zijn eindrustpositie bereikt. Op tijdstip T9 komt het bewegende contact definitief in zijn rustpositie. Dit geldt zowel voor standaard als voor op afstand bestuurde schakelaars.
Vereisten voor de opening van de schakelaar
De schakelaar moet zo snel mogelijk in de open positie komen. Dit is om de erosie van de contacten te beperken en om de storingstroom zo snel mogelijk te onderbreken. Maar de totale reisafstand van het bewegende contact wordt niet alleen bepaald door de noodzaak om de storingstroom te onderbreken, maar ook door de contactafstand die nodig is om de normale diëlektrische spanningen en blikseminslagspanningen te weerstaan wanneer de schakelaar in de open positie is.
De behoefte om de continue stroom te dragen en om een periode van boog in de schakelaar te doorstaan, maakt het noodzakelijk om twee sets contacten parallel te gebruiken. Het ene is het primaire contact, altijd gemaakt van hoog geleidende materialen zoals koper, en het andere is het boogcontact, gemaakt van boogbestendige materialen zoals wolfraam of molybdeen, wat veel minder geleidend is dan de primaire contacten.
Tijdens het openen van de schakelaar, gaan de primaire contacten eerder open dan de boogcontacten. Echter, vanwege het verschil in de elektrische weerstand en de inductie van de elektrische paden van de primaire en boogcontacten, is er een eindige tijd nodig om de totale stroomcommutatie te bereiken, d.w.z. van de primaire of hoofdcontacten naar de tak van de boogcontacten.
Dus wanneer het bewegende contact begint te bewegen van de gesloten naar de open positie, neemt de contactafstand geleidelijk toe en na enige tijd wordt een kritische contactpositie bereikt, die de minimale geleidende afstand aangeeft die nodig is om herbooging na de volgende stroomnul te voorkomen.
De rest van de reis is alleen nodig om voldoende diëlektrische sterkte tussen de contactafstand te handhaven en voor de deceleratie.
Vereisten voor het sluiten van de schakelaar
Tijdens het sluiten van de schakelaar zijn de volgende vereisten nodig,
Het bewegende contact moet met voldoende snelheid naar het vaste contact bewegen om het voor-arceringsfenomeen te voorkomen. Terwijl de contactafstand afneemt, kan arcering beginnen voordat de contacten definitief gesloten zijn.
Tijdens het sluiten van de contacten wordt het medium tussen de contacten vervangen, dus moet er voldoende mechanische kracht worden geleverd tijdens deze schakelaaroperatie om het dielectrische medium in de boogkamer te comprimeren.
Na het raken van het vaste contact, kan het bewegende contact door de afstotende kracht terugkaatsen, wat absoluut niet wenselijk is. Daarom moet er voldoende mechanische energie worden geleverd om de afstotende kracht te overwinnen die optreedt bij het sluiten op fout.
Bij een veer-veermechanisme, wordt de uitschakelveer doorgaans opgeladen tijdens het sluiten. Dus moet er voldoende mechanische energie worden geleverd om de uitschakelveer op te laden.
Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, indien er sprake is van inbreuk, neem dan contact op om te verwijderen.
