Brytartidsfunktion (drift och utlösningstid)
Den primära funktionen hos en strömbrytare är att öppna och stänga strömförande kontakter. Trots att det verkar vara mycket enkelt bör vi komma ihåg att en strömbrytare i de flesta fall håller sina kontakter stängda under hela sin livslängd. Det är mycket sällan som det krävs att en strömbrytare öppnar och stänger sina kontakter.
Därför måste strömbrytarens operation vara mycket tillförlitlig utan några fördröjningar eller tröghet. För att uppnå denna tillförlitlighet blir strömbrytarens drivmekanism mer komplex än vad den först tänktes vara.
Öppnings- och stängningsavstånd mellan kontakterna samt hastigheten på de rörliga kontakterna under operation är de viktigaste parametrarna som ska beaktas vid design av en strömbrytare.
Kontaktdistansen, resandet avståndet för de rörliga kontakterna och deras hastighet bestäms av typen av bågläckemedium, ström och spänningsnitt på en strömbrytare.
En typisk operationskarakteristik för strömbrytare visas i grafen nedan.
Här i grafen representerar X-axeln tid i millisekunder och Y-axeln avstånd i millimeter.
Låt oss säga att vid tidpunkt T0 börjar strömmen flöda genom stängningsbobinen. Efter tid T1 börjar den rörliga kontakten röra sig mot den fasta kontakten. Vid tidpunkt T2 nuddar den rörliga kontakten den fasta kontakten. Vid tidpunkt T3 når den rörliga kontakten sin stängda position. T3 – T2 är överbelastningsperioden för dessa två kontakter (rörlig och fast kontakt). Efter tidpunkt T3 studsar den rörliga kontakten tillbaka lite och kommer sedan igen till sin stängda position efter tidpunkt T4.
Nu kommer vi till utlösningens operation. Låt oss säga att vid tidpunkt T5 börjar strömmen flöda genom utlösarbobinen av strömbrytaren. Vid tidpunkt T6 börjar den rörliga kontakten röra sig bakåt för att öppna kontakterna. Efter tidpunkt T7 har den rörliga kontakten slutligen lossat den fasta kontakten. Tiden (T7 – T6) är överlappningsperioden.
Nu vid tidpunkt T8 kommer den rörliga kontakten tillbaka till sin slutliga öppna position, men här kommer den inte att vara i vila eftersom det kommer att finnas någon mekanisk oscillation av den rörliga kontakten innan den kommer till sin slutliga viloposition. Vid tidpunkt T9 kommer den rörliga kontakten slutligen till sin viloposition. Detta gäller både för standard- och fjärrstyrd strömbrytare.
Krav för strömbrytarens öppningsoperation
Strömbrytaren bör vara i öppen position så snabbt som möjligt. Det beror på begränsningen av kontakternas erosion och för att avbryta felaktig ström så snabbt som möjligt. Men det totala resandet för den rörliga kontakten bestäms inte bara av behovet av att avbryta felaktig ström, utan också av kontaktdistansen som krävs för att motstå normala dielektriska spänningar och blixtimpulsspänning som uppstår mellan kontakterna när strömbrytaren är i öppen position.
Behovet av att bära den kontinuerliga strömmen och för att motstå en period av båge i strömbrytare gör det nödvändigt att använda två uppsättningar kontakter parallellt, en primär kontakt som alltid är gjord av högkonduktiva material som koppar och den andra är bågekontakt, gjord av bågeresistenta material som wolfram eller molybdän, som har betydligt lägre konduktivitet än primärkontakterna.
Under öppningsoperationen av strömbrytare, öppnas de primära kontakterna innan de bågekontakterna. Emellertid, på grund av skillnaden i elektriska resistans och induktans av de elektriska vägar för de primära och bågekontakterna, krävs en ändlig tid för att uppnå fullständig strömkommunikation, dvs. från de primära eller huvudkontakterna till bågekontaktgrenen.
Så när den rörliga kontakten börjar röra sig från stängd position till öppen position, ökar kontaktdistansen gradvis och efter en viss tid nås en kritisk kontaktposition som indikerar den minsta ledningsdistans som krävs för att förhindra återbåge efter nästa strömnoll.
Det återstående delen av resandet krävs endast för att bibehålla tillräcklig dielektrisk styrka mellan kontaktdistansen och för decelerationsändamål.
Krav för strömbrytarens stängningsoperation
Under stängningsoperationen av strömbrytare krävs följande,
Den rörliga kontakten måste röra sig mot den fasta kontakten med tillräcklig hastighet för att förhindra pre-arcing-fenomen. När kontaktdistansen minskar kan arcing börja innan kontakterna är helt stängda.
Under stängning av kontakter ersätts mediumet mellan kontakterna, därför måste tillräcklig mekanisk energi levereras under denna strömbrytarens operation för att komprimera dielektriskt medium i bågekammaren.
Efter att ha träffat den fasta kontakten kan den rörliga kontakten studsa tillbaka på grund av avstötande kraft, vilket inte alls är önskvärt. Därför måste tillräcklig mekanisk energi levereras för att övervinna avstötande kraft på grund av stängningsoperation vid fel.
I fjäder-fjäder-mekanism laddas vanligtvis utlösande eller öppningsfjädern under stängningsoperationen. Därför måste även tillräcklig mekanisk energi levereras för att ladda öppningsfjädern.
Uttalande: Respektera det ursprungliga, godartade artiklar är värda att dela, om det finns upphovsrättsskydd kontakta för radering.
