Hoe boogdoving werkt in stroomonderbrekers

Soorten boogblusapparaten in stroomonderbrekers

De stroomonderbreker moet onder alle mogelijke netwerkomstandigheden vlamboogdovend zijn.

Twee versies van boogblusapparaten hebben toepassing gevonden in stroomonderbrekers - halfgesloten en open.

In de halfgesloten uitvoering is de vermogenschakelaar afgedekt door een behuizing met openingen voor het ontsnappen van hete gassen. Het volume van de behuizing is groot genoeg om grote overdrukken in de behuizing te voorkomen. Bij de halfgesloten versie bevindt de emissiezone van hete en geïoniseerde gassen zich meestal op enkele centimeters van de uitlaatopeningen. Deze ontwerpoplossing wordt gebruikt in automatische stroomonderbrekers die naast andere apparaten zijn geïnstalleerd, in schakelapparatuur, in handbediende machines. Een stroombegrenzende stroomonderbreker is niet groter dan 50 kA.

Bij stromen van 100 kA en hoger worden open kamers met een groot ontladingsoppervlak gebruikt in stroomonderbrekers.Het semi-gesloten ontwerp wordt in de regel gebruikt in assemblage- en universele automatische machines, open - in hogesnelheids- en automatische machines voor hoge grensstromen (100 kA en meer) of hoge spanningen (meer dan 1000V).

Methoden voor het doven van een elektrische boog in installatie- en universele stroomonderbrekers

In stroomonderbrekers voor massaal gebruik (installatie en universeel) wordt veel gebruik gemaakt van een deionisch boogrooster van stalen platen. Voor zover stroomonderbrekers nodig zijn om op zowel AC als DC te werken, wordt het aantal platen geselecteerd door de uitschakelconditie constant stroomcircuit... Elk paar platen moet een spanning hebben van minder dan 25 V.

In wisselstroomcircuits met een spanning van 660 V zorgen dergelijke boogapparaten voor boogdoving met een stroom tot 50 kA. Bij gelijkstroom werken deze apparaten bij spanningen tot 440 V en onderbreken stromen tot 55 kA. Met boogblussers van plaatstaal is het blussen stil, met minimale afgifte van geïoniseerde en verwarmde gassen uit de boogquencher.

Typen boogkamers voor stroomonderbrekers

Voor hoge stromingen worden kamers met labyrintspleten en rechte longitudinale spleetkamers gebruikt. De boog wordt in de gleuf getrokken door magnetisch blazen met een stroomspoel.

Een longitudinale spleetkamer kan verschillende evenwijdige spleten met een constante dwarsdoorsnede hebben. Dit vermindert de aerodynamische weerstand van de kamer en maakt het gemakkelijker voor de hoge stroomboog om de sleuven binnen te gaan. Eerst wordt de boog verdeeld in een reeks parallelle vezels. Maar dan blijft er van alle parallelle takken slechts één over, waarin uiteindelijk uitsterven optreedt. Kamerwanden en scheidingswanden zijn gemaakt van asbestcement.

In de labyrint-spleetkamer zorgt de geleidelijke binnenkomst van de boog in de zigzag-spleet niet voor hoge weerstand bij hoge stromingen. Een smalle opening verhoogt de spanningsgradiënt in de boog, waardoor de vereiste booglengte voor uitdoving wordt verminderd. De zigzagvorm van de sleuf verkleint de grootte van de machine.

In de kamer met een labyrintspleet wordt de boog intensief gekoeld door de wanden van de kamer.Omdat de boog een grote hoeveelheid warmte afgeeft aan de wanden van de spleet, moet het materiaal van de kamer een hoge thermische geleidbaarheid en smeltpunt.

Om te voorkomen dat de kamer door hoge temperaturen wordt vernietigd, is het noodzakelijk om de boog continu met hoge snelheid te laten bewegen. Dit vereist het creëren van een krachtig magnetisch veld langs het gehele pad van de boog in de sleuf. Als de snelheid onvoldoende is, wordt het boogblusapparaat vernietigd.

Cordieriet wordt gebruikt als kamermateriaal. Gasvormende materialen zoals vezels en organisch glas worden niet gebruikt vanwege de verhoogde luchtweerstand.

Om het ontwerp te vereenvoudigen (waarbij krachtige en complexe magnetische ontploffingssystemen worden afgewezen), keren ze momenteel terug naar het idee van een deion-stalen rooster. Stalen platen met een groef voor boogcontacten creëren een kracht die de boog beweegt. In tegenstelling tot een conventioneel rooster staat de boog in contact met geïsoleerde staalplaten: het blussen gebeurt op dezelfde manier als in een kamer met dwarse isolerende scheidingswanden, maar zonder een speciaal magnetisch systeem dat de boog beweegt.

De invloed van een elektrische boog op automatische contactschakelaars

Het meest kritieke onderdeel van een automatische stroomonderbreker zijn contacten.Bij nominale stromen tot 200 A in automatische modus gebruiken de stroomonderbrekers één paar contacten, die kunnen worden bekleed met metaalkeramiek om de boogweerstand te vergroten.

Grote nominale stromen vereisen automatische toepassing van tweetraps contactonderbrekers van het type met beweegbare brug of een paar hoofd- en boogcontacten. De hoofdcontacten van de stroomonderbrekers zijn bekleed met zilver of metaalkeramiek (zilver, nikkel, grafiet). Het vaste boogcontact is bedekt met SV-50 metaalkeramiek (zilver, wolfraam), verwijderbaar SN-29GZ. Cermet en andere merken worden gebruikt in automatische schakelaars.

In stroomonderbrekers voor hoge nominale stromen wordt de opname van meerdere parallelle paren hoofdcontacten gebruikt.

Om hun eigen tijd te verkorten, worden in high-speed stroomonderbrekers alleen eindcontacten met lage onderdompeling gebruikt. De contacten zijn gemaakt van koper en de contactvlakken zijn zilver. Vanwege de toename van de nominale stroom en de relatief hoge contactweerstand van automatische schakelaars wordt momenteel gewerkt aan het kunstmatig koelen van de contacten met behulp van een vloeistof. Met deze oplossing voor het probleem kunt u een laag gewicht en lage prestaties behouden. stroomonderbreker en verhoog de continue stroom van 2500 naar 10000 A.

Stabiliteit van contacten van automatische schakelaars in geval van kortsluiting

Stabiliteit van onderbrekercontacten wanneer ingeschakeld voor kortsluiting hangt af van de mate van drukstijging in de contacten. Wanneer de amplitude van de opgenomen stroom meer is dan 30-40 kA, worden momentactiemachines gebruikt, waarbij de bewegingssnelheid van de contacten en de druk daarin niet afhangen van de bewegingssnelheid van de schakelhendel.

In selectieve universele stroomonderbrekers wordt een opzettelijke tijdvertraging gecreëerd wanneer er een kortsluitstroom vloeit.

Om lassen van de onderbrekercontacten te voorkomen, moet elektrodynamische compensatie worden toegepast. Wanneer stroom in een boogcircuit stroomt naar een geleider die een vaste boogcontactonderbreker draagt, werkt een elektrodynamische kracht, waardoor de druk op de contacten toeneemt.