Hur ljusbågssläckning fungerar i effektbrytare

Typer av ljusbågssläckare i effektbrytare

Strömbrytaren måste ge ljusbågssläckning under alla möjliga nätverksförhållanden.

Två versioner av ljusbågssläckare har funnits i strömbrytare - halvslutna och öppna.

I den halvslutna versionen är brytaren täckt av ett hus med öppningar för utsläpp av heta gaser. Höljets volym är tillräckligt stor för att undvika stora övertryck inuti höljet. I den halvstängda versionen är den heta och joniserade gasutsläppszonen vanligtvis några centimeter från avgasöppningarna. Denna designlösning används i automatsäkringar installerade bredvid andra enheter, i ställverk, i manuellt manövrerade maskiner. En strömbegränsande effektbrytare överstiger inte 50 kA.

Vid strömmar på 100 kA och högre används öppna kammare med stor urladdningsyta i effektbrytare.Den halvslutna designen används som regel i monterings- och universella automatiska maskiner, öppna — i höghastighets- och automatiska maskiner för höga begränsningsströmmar (100 kA och mer) eller höga spänningar (över 1000V).

Metoder för att släcka en elektrisk ljusbåge i installation och universalbrytare

I strömbrytare för massanvändning (installation och universal) används ett deioniskt bågnät av stålplattor i stor utsträckning. I den mån brytare krävs för att fungera på både AC och DC, väljs antalet plattor av utlösningsvillkoret konstantströmkrets... Varje par av plattor måste ha en spänning på mindre än 25 V.

I växelströmskretsar med en spänning på 660 V ger sådana ljusbågsanordningar bågsläckning med en ström på upp till 50 kA. Vid likström arbetar dessa enheter med spänningar upp till 440 V och skär strömmar upp till 55 kA. Med bågsläckare av stålplåt är släckningen tyst, med minimal frigöring av joniserade och uppvärmda gaser från ljusbågssläckaren.

Typer av brytare ljusbågskammare

För höga strömmar används kammare med labyrintslitsar och raka längsgående spaltkammare. Bågen dras in i spåret genom magnetisk blåsning med en strömspole.

En längsgående slitskammare kan ha flera parallella slitsar med konstant tvärsnitt. Detta minskar det aerodynamiska motståndet i kammaren och gör det lättare för den höga strömbågen att komma in i slitsarna. Först delas bågen upp i en serie parallella fibrer. Men då återstår av alla parallella grenar bara en, i vilken utrotning slutligen sker. Kammarväggar och mellanväggar är av asbestcement.

I labyrintslitskammaren skapar det gradvisa inträdet av bågen i sicksackslitsen inte högt motstånd vid höga strömmar. Ett smalt gap ökar spänningsgradienten i bågen, vilket minskar den erforderliga båglängden för släckning. Slottets sicksackform minskar storleken på maskinen.

I kammaren med labyrintslits kyls ljusbågen intensivt av kammarens väggar.På grund av att bågen avger en stor mängd värme på slitsens väggar måste kammarens material ha en hög termisk effekt. ledningsförmåga och smältpunkt.

För att förhindra att kammaren förstörs av hög temperatur är det nödvändigt att hålla bågen i rörelse kontinuerligt med hög hastighet. Detta kräver att ett kraftfullt magnetfält skapas längs hela bågens väg i spåret. Om hastigheten är otillräcklig förstörs ljusbågssläckningsanordningen.

Cordierit används som kammarmaterial. Gasbildande material som fibrer, organiskt glas används inte på grund av ökat aerodynamiskt motstånd.

För närvarande, för att förenkla designen (avvisa kraftfulla och komplexa magnetiska detonationssystem), återgår de till idén om ett dejonstålnät. Stålplåtar med ett spår för ljusbågskontakter skapar en kraft som förflyttar ljusbågen. Till skillnad från ett konventionellt galler är ljusbågen i kontakt med isolerade stålplåtar: släckning sker på samma sätt som i en kammare med tvärgående isolerande skiljeväggar, men utan ett speciellt magnetiskt system som flyttar bågen.

Inverkan av en ljusbåge på automatiska kontaktbrytare

Den mest kritiska delen av en automatisk strömbrytare är kontakter.Vid märkströmmar upp till 200 A i automatiskt läge använder strömbrytarna ett par kontakter, som kan fodras med metallkeramik för att öka bågresistansen.

Stora märkströmmar kräver automatisk applicering av tvåstegs kontaktbrytare av den rörliga bryggtypen eller ett par huvud- och bågkontakter. Huvudkontakterna på strömbrytarna är fodrade med silver eller metallkeramik (silver, nickel, grafit). Den fasta bågkontakten är täckt med SV-50 metallkeramik (silver, volfram), avtagbar SN-29GZ. Cermet och andra märken används i automatiska växlar.

I brytare för höga märkströmmar används införandet av flera parallella par huvudkontakter.

I höghastighetsbrytare, för att minska sin egen tid, används endast ändkontakter med låg nedsänkning. Kontakterna är gjorda av koppar och kontaktytorna är silver. På grund av ökningen av märkströmmen och den relativt höga kontaktresistansen hos automatiska omkopplare, arbetar man för närvarande med artificiell kylning av kontakterna med hjälp av en vätska. Denna lösning på problemet gör att du kan behålla låg vikt och prestanda. strömbrytare och öka den kontinuerliga strömmen från 2500 till 10000 A.

Stabilitet för kontakter för automatiska strömbrytare i händelse av kortslutning

Stabilitet för brytarkontakter när de är påslagna för kortslutning beror på hastigheten för tryckstegringen i kontakterna. När amplituden för den inkluderade strömmen är mer än 30-40 kA, används momentverkningsmaskiner, där kontakternas rörelsehastighet och trycket i dem inte beror på växlingshandtagets rörelsehastighet.

I selektiva universalbrytare skapas en avsiktlig tidsfördröjning när en kortslutningsström flyter.

För att undvika svetsning av brytarkontakterna måste elektrodynamisk kompensation tillämpas. När ström flyter i en ljusbågskrets till en ledare som bär en fast ljusbågsbrytare, verkar en elektrodynamisk kraft som ökar trycket på kontakterna.