Waarom zijn we nodig en wat zijn stroomschakelapparaten

Het schakelapparaat vervult de belangrijkste functie van het regelen van het elektrische circuit: het in- en uitschakelen. Dit type apparaat omvat: messchakelaars, schakelaars, scheiders.

Schakelaars zijn ontworpen om elektrische circuits "live" in en uit te schakelen, dat wil zeggen terwijl er een elektrische stroom door het circuit stroomt.

Alle elektrische apparaten met bewegende delen kunnen worden onderverdeeld in automatisch en niet-automatisch. Automatisch - dit zijn apparaten die in actie komen vanuit een bepaalde circuitmodus, of machines, en niet-automatisch, waarvan de actie alleen afhangt van de wil van de operator.

Stroomonderbrekers zijn laagspanning (beschikbaar voor spanning tot 1000 V) en hoogspanning (voor spanning boven 1000 V).

De eenvoudigste niet-automatische laagspanningsschakelaar — schakelaarvoornamelijk bestaande uit een beweegbaar mes, een vast contact en een handgreep.

De operator zet de schakelaar handmatig aan of uit door het blad naar een verticale of horizontale positie te draaien. De contacten van de stroomonderbreker bevinden zich alleen in de lucht.

Een eenvoudige eenpolige roebelschakelaar

700 roebel bij een historische waterkrachtcentrale in Duitsland

Zekeringen in binnenschakelapparatuur in China

Met de toename van de bedrijfsspanning en het vermogen kan zo'n apparaat niet langer voldoen aan de behoeften van het werk en geleidelijk verschijnen er steeds geavanceerdere soorten schakelaars.

In elektrische installaties voor spanningen tot 1000 V worden ze het meest gebruikt luchtbrekers van verschillende uitvoeringen.

Siemens laagspanningsschakelaar voor stroom 16A

Schneider Electric 125 A laagspanningsstroomonderbreker

Huishoudelijke stroomonderbrekers in de elektrische ruimte (er zit een gat van 30 jaar tussen)

Wanneer het circuit spanningsloos is tussen de afbuigcontacten van de schakelaar er ontstaat een elektrische boog betaald worden. Voor een betere boogdoving worden in de machines speciale apparaten gebruikt die het boogdovingsproces verbeteren, de zgn boogdovende kamers verschillende ontwerpen.

Gesloten schakelkast elektrisch paneel

Voor hoogspanningscircuits kan een eenvoudige luchtstroomonderbreker niet langer voldoen aan de operationele vereisten. Het eerste dat werd gedaan om het ontwerp van de schakelaar te verbeteren, was het verlagen van de contacten in transformatorolie, resulterend in de zogenaamde oliewissel. Momenteel is de oliebreker al een zeer complex apparaat dat voor zijn werk veel verworvenheden van wetenschap en technologie gebruikt.

Transformator Onderstation Hoogspanningsoliebreker

De werking van de olieschakelaar tijdens het uitschakelen is beperkt tot het volgende: door de werking van de hoge temperatuur van de boog valt de olie uiteen in gassen, waarvan waterstof het hoofdbestanddeel is.Zo brandt de boog in een gasmedium dat zich in een dynamische toestand bevindt, is er een gewelddadige vermenging van geïoniseerde en niet-geïoniseerde deeltjes, koude en hete gasdeeltjes, en op een van de momenten waarop de stroom door nul gaat, als gevolg van de periodiciteit, de boog is gedoofd.

Gasvorming is erg sterk, er wordt een aanzienlijke druk opgebouwd in de schakelaar en als de schakelaar niet correct is ontworpen, kan deze exploderen.

Met oliestroomonderbrekers met boogdovende kamers is het doven van de boog pijnloos en sneller. Hier wordt de energie van de boog gebruikt om een ​​druk te creëren die de beweging van gas rond de boog sterk vergroot en zo bijdraagt ​​aan het doven van de boog.

Er zijn veel camera-ontwerpen en de principes van hun werking zijn behoorlijk verschillend, maar ze dienen allemaal hoofdzakelijk een van twee doelen:

• of beweging van olie en gas creëren ten opzichte van de boog;
• of de boog wordt verplaatst ten opzichte van de olie en de wanden van speciale kamers.

Bij dergelijke schakelaars is de aandrijving niet langer een structurele eenheid met de schakelaar: in de meeste gevallen is de aandrijving structureel gescheiden van de schakelaar geïmplementeerd en door middel van speciale mechanismen met de laatste verbonden.

Er zijn ook zoveel andere soorten hoogspanningsstroomonderbrekers die allang de bulkolie-stroomonderbrekers hebben vervangen. Dit is bijvoorbeeld klein volume olie schakelaars, waarin porseleinen tanks worden gebruikt en daarom is geen speciale isolatie van de contactdelen van de tank vereist en is de hoeveelheid olie daarin veel minder.

Oliekolomschakelaar voor spanning 10 kV

Vervolgens moeten de «persluchtonderbrekers» worden genoemd, waarbij de boog wordt gedoofd met een straal perslucht. Deze schakelaars hebben een aantal voordelen en vervangen steeds vaker oliewissels. De aandrijving werkt voor hen ook vanuit perslucht, maar de aandrijvingsbesturing is elektrisch.

Luchtstroomonderbreker voor spanning 110 kV

Moderne vacuüm- en SF6-stroomonderbrekers worden ook gebruikt.

Vacuümbreker

Stroomonderbreker SF6

Het ontwerp van moderne sleutels is zeer divers en u kunt er hier meer over lezen:Vergelijkende kenmerken van hoogspanningsolie-, SF6- en vacuümstroomonderbrekers

Scheidingsschakelaars zijn ook hoogspanningsschakelaars, maar ze zijn niet ontworpen om onder spanning in en uit te schakelen (behalve in het geval van het schakelen van zeer lage stromen, specifiek aangegeven voor elk type scheider).

Hoogspanningsscheiderin de regel is het lucht gebouwd, dat wil zeggen met contacten die gewoon in de lucht zijn, aangezien een van de belangrijkste vereisten voor een scheider is dat de contacten direct zichtbaar zijn, zodat nauwkeurig kan worden bepaald of de scheider is aan of uit.

Scheidingsschakelaar

In wezen is een scheider een elektrisch apparaat dat is ontworpen om twee metalen delen van een circuit met elkaar te verbinden (of los te koppelen) wanneer er geen stroom door die delen kan stromen.

Het ontwerp van de scheidingsschakelaar lijkt sterk op het ontwerp van de messchakelaar, alleen zijn de afmetingen, die overeenkomen met de hoge bedrijfsspanning, veel groter en het aandrijfsysteem is veel complexer dan dat van de messchakelaar.

Een aantal andere apparaten die in- en uitschakelen, kunnen bijvoorbeeld worden toegeschreven aan stroomschakelapparatuur lastscheidingsschakelaars, afscheiders en kortsluitingen, maar de apparaten die in dit artikel worden genoemd, zijn de meest prominente vertegenwoordigers van schakelapparatuur.

Zie ook: Wat zijn het, hoe zit het laagspanningsbord in elkaar en hoe werkt het