Preklopnik (Čas delovanja in čas prekinitve)

Osnovna funkcija električnega preklopnika je odpiranje in zapiranje kontaktnih točk, ki nosijo tok. Čeprav se to zdi zelo enostavno, moramo upoštevati, da preklopnik večino svojega življenjskega obdobja ostane v zaprtem položaju. Zelo redko je potrebno, da preklopnik deluje za odpiranje in zapiranje kontaktnih točk.

Zato mora biti delovanje preklopnika zelo zanesljivo brez kakršnekoli zamude ali počasnosti. Za dosego te zanesljivosti postane mehanizem za delovanje preklopnika bolj kompleksen, kot je bilo na začetku misljeno.

Razdalja med kontaktnimi točkami pri odpiranju in zapiraju ter hitrost premikanja kontaktnih točk med delovanjem so najpomembnejši parametri, ki jih je treba upoštevati pri razvoju preklopnika.

Razmik med kontaktoma, pot premikanja premičnih kontaktov in njihova hitrost so določeni z vrsto sredstva za ugasanje loka, tokom in napetostjo preklopnika.
Tipična krivulja delovanja preklopnika je prikazana na spodnjem grafikonu.
Na grafikonu os x predstavlja čas v milisekundah, os y pa razdaljo v milimetrih.

Naj bo čas T0, ko se tok začne pretokovati skozi zapirajoči bobin. Po času T1 začnejo premični kontakti premikati proti fiksni kontaktni točki. Ob času T2 premični kontakt dotakne fiksni kontakt. Ob času T3 premični kontakt doseže svoj zaprt položaj. Razlika T3 – T2 predstavlja obremenitev teh dveh kontaktov (premičnega in fiksnega). Po času T3 se premični kontakt malo odskoči in ponovno pride v svoj zaprt položaj, po času T4.

Sedaj pridemo do operacije prekinitve. Naj bo čas T5, ko se tok začne pretokovati skozi trip bobin preklopnika. Ob času T6 začnejo premični kontakti premikati nazaj za odpiranje kontaktov. Po času T7 premični kontakt končno loči fiksni kontakt. Čas (T7 – T6) je območje prekrivanja.

Ob času T8 premični kontakt pride nazaj v svoj končni odprt položaj, toda tu ne bo v miru, ker bo preden pride v svoj končni mirovan položaj, nastopila nekaj mehanskih nihanij. Ob času T9 premični kontakt končno pride v svoj mirovan položaj. To velja za oba standardna in oddaljeno krmiljen preklopnik.

Zahteva za odpiranje preklopnika

Preklopnik je želeno, da je v odprtih položajih čim hitreje. To je zaradi omejevanja erozije kontaktov in čim hitrejše prekinjanje nepravilnega toka. Vendar pa celotna pot premikanja premičnega kontakta ni določena le z potrebo po prekinjanju nepravilnega toka, ampak tudi z potrebo po razmiku med kontakti, ki je potreben za vzdrževanje normalnih dielektričnih napetosti in napetosti možni udarca, ki se pojavita med kontakti, ko je preklopnik v odprtih položajih.

Potreba za prenašanjem stalnega toka in za vzdrževanjem obdobja luka v preklopniku, naredi potrebno uporabo dveh nizov kontaktov v paraleli, en primarni kontakt, ki je vedno izdelan iz visoko vodljivih materialov, kot je bakar, in drug arčni kontakt, izdelan iz materialov, ki so odporni na luk, kot sta volfram ali molibden, ki imata znatno manjšo vodljivost kot primarni kontakti.

Med odpiranjem operacije preklopnika, se primarni kontakti odprejo pred arčnimi kontakti. Vendar zaradi razlike v električnem uporu in induktorju električnih poti primarnih in arčnih kontaktov, je potrebno določeno čas, da se doseže celotna komutacija toka, torej prehod toka iz primarnih ali glavnih kontaktov v vejico arčnega kontakta.

Torej, ko premični kontakt začne premikati od zaprtih položajev do odprtih, razmik med kontakti se povečuje in po nekaj časa doseže kritično lego, ki označuje minimalni provodni razmik, potreben za preprečevanje ponovnega lukanja po naslednjem trenutku nicle toka.
Preostali del poti je potreben samo za vzdrževanje zadostne dielektrične trdosti med razmiki med kontakti in za namen usporitve.

Zahteva za zapiranje preklopnika

Med zapiranjem preklopnika so potrebni naslednji elementi,

1. Premični kontakt mora premikati proti fiksni kontaktni točki z dovolj hitro hitrostjo, da prepreči pojav predlukanja. Ko se razmik med kontakti zmanjša, se lahko lukanje začne preden so kontakti končno zaprli.

2. Med zapiranjem kontaktov je sredstvo med kontakti zamenjano, zato je potrebno zagotoviti dovolj mehanske moči za ta operaciji preklopnika, da bi stisnilo dielektrično sredstvo v lučnici.

3. Po dotiku fiksne kontaktni točke se premični kontakt lahko odskoči nazaj zaradi odbojnega sile, kar ni želeno. Zato je potrebno zagotoviti dovolj mehanske energije, da premoči odbojno silo zaradi zapiranja na nezgodah.

4. V mehanizmu z navijalkama se običajno navija navijalka za odpiranje med zapiranjem. Zato je potrebno zagotoviti dovolj mehanske energije tudi za nabiranje navijalke za odpiranje.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredne delitve, če gre za kršitev avtorskih pravic se obrnite za brisanjem.