Czasy pracy i wyłączania przekaźnika bezpieczeństwa (czas pracy i czas wyłączania)

Podstawowym zadaniem wyłącznika elektrycznego jest otwieranie i zamykanie kontaktów przewodzących prąd. Chociaż to może wydawać się bardzo proste, należy pamiętać, że wyłącznik pozostaje w zamkniętym położeniu przez większość swojego czasu użytkowania. Bardzo rzadko wymagane jest operowanie wyłącznikiem do otwierania i zamykania kontaktów.

Zatem działanie wyłącznika musi być niezawodne, bez żadnych opóźnień lub ociężałości. Aby osiągnąć tę niezawodność, mechanizm działania wyłącznika staje się bardziej skomplikowany niż początkowo przypuszczano.

Odległość między kontaktami podczas otwierania i zamykania oraz prędkość poruszających się kontaktów podczas działania są najważniejszymi parametrami, które należy uwzględnić podczas projektowania wyłącznika.

Przerwa kontaktowa, odległość podróży poruszających się kontaktów i ich prędkość są określone przez typ środka gaśnięcia łuku, prąd i napięcie nominalne wyłącznika.
Typowa charakterystyka działania wyłącznika przedstawiona jest na poniższym wykresie.
Na wykresie oś X reprezentuje czas w milisekundach, a oś Y odległość w milimetrach.

Niech w chwili T0 prąd zacznie płynąć przez cewkę zamykającą. Po czasie T1 poruszający się kontakt zaczyna podróżować w kierunku stałego kontaktu. W chwili T2 poruszający się kontakt dotyka stałego kontaktu. W chwili T3 poruszający się kontakt dochodzi do swojej pozycji zamkniętej. T3 – T2 to okres przeciążenia tych dwóch kontaktów (poruszającego się i stałego). Po czasie T3 poruszający się kontakt odskakuje trochę, a następnie ponownie dochodzi do swojej zamkniętej pozycji po czasie T4.

Teraz przejdźmy do operacji rozłączania. Niech w chwili T5 prąd zacznie płynąć przez cewkę rozłączającą wyłącznika. W chwili T6 poruszający się kontakt zaczyna podróżować wstecz, aby otworzyć kontakty. Po czasie T7, poruszający się kontakt w końcu odłącza się od stałego kontaktu. Czas (T7 – T6) to okres nakładania się.

W chwili T8 poruszający się kontakt wraca do swojej końcowej otwartej pozycji, ale tu nie będzie on w pozycji spoczynku, ponieważ wystąpi pewna oscylacja mechaniczna poruszającego się kontaktu przed osiągnięciem jego końcowej pozycji spoczynku. W chwili T9 poruszający się kontakt w końcu dochodzi do swojej pozycji spoczynku. To dotyczy zarówno standardowych, jak i wyłączników sterowanych zdalnie.

Wymagania dotyczące otwierania wyłącznika

Wyłącznik powinien być w pozycji otwartej jak najszybciej. Jest to spowodowane ograniczeniem erozji kontaktów i szybkim przerwaniem błędnego prądu. Jednak całkowita odległość podróży poruszającego się kontaktu nie jest określane tylko przez konieczność przerwania błędnego prądu, ale także przez potrzebną przerwę kontaktową, która musi wytrzymać normalne naprężenia dielektryczne i impulsowe napięcia błyskawiczne pojawiające się między kontaktami, gdy wyłącznik jest w pozycji otwartej.

Konieczność przewodzenia ciągłego prądu i wytrzymywania okresu łuku w wyłączniku sprawia, że niezbędne jest użycie dwóch zestawów kontaktów równolegle: pierwotnego kontaktu, który zawsze wykonany jest z materiałów o wysokiej przewodności, takich jak miedź, oraz kontaktu łukowego, wykonanego z materiałów odpornych na łuk, takich jak wolfram lub molibden, które mają znacznie niższą przewodność niż pierwotne kontakty.

Podczas otwierania wyłącznika, pierwotne kontakty otwierają się przed kontaktami łukowymi. Jednak ze względu na różnicę w oporze elektrycznym i indukcyjności dróg elektrycznych pierwotnych i kontaktów łukowych, potrzebny jest skończony czas, aby osiągnąć pełną komutację prądu, tj. od pierwotnych lub głównych kontaktów do gałęzi kontaktów łukowych.

Więc kiedy poruszający się kontakt zaczyna podróżować od pozycji zamkniętej do otwartej, przerwa kontaktowa stopniowo zwiększa się, a po pewnym czasie osiąga krytyczną pozycję kontaktu, która wskazuje minimalną przerwę przewodzącą niezbędną do zapobieżenia ponownemu łukowaniu po kolejnej zerowej wartości prądu.
Pozostała część podróży jest potrzebna tylko do utrzymania wystarczającej siły dielektrycznej między przerwą kontaktową i do celów hamowania.

Wymagania dotyczące zamykania wyłącznika

Podczas zamykania wyłącznika wymagane są następujące czynności,

1. Poruszający się kontakt musi podróżować w kierunku stałego kontaktu z wystarczającą prędkością, aby zapobiec zjawisku pre-łukowania. Gdy przerwa kontaktowa maleje, łukowanie może zacząć się przed całkowitym zamknięciem kontaktów.

2. Podczas zamykania kontaktów, środek między kontaktami jest zastępowany, więc trzeba dostarczyć wystarczającą moc mechaniczną podczas tej operacji wyłącznika, aby skompresować środek dielektryczny w komorze łukowej.

3. Po uderzeniu w stały kontakt, poruszający się kontakt może odskoczyć, co jest niepożądane. Zatem trzeba dostarczyć wystarczającą energię mechaniczną, aby pokonać siłę odpychającą wynikającą z zamykania wyłącznika w przypadku uszkodzenia.

4. W mechanizmie sprężyna-sprężyna, zwykle sprężyna rozłączająca jest nabierana podczas operacji zamykania. Zatem trzeba dostarczyć wystarczającą energię mechaniczną, aby naładować sprężynę rozłączającą.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich proszę o kontakt w celu usunięcia.