Автоматический выключатель и принципы его работы

Автоматический выключатель - это переключающее устройство, которым можно управлять вручную и автоматически для управления и защиты системы электроснабжения. Поскольку современная энергосистема имеет дело с большими токами, при проектировании автоматического выключателя следует уделять особое внимание, чтобы гарантировать, что он сможет безопасно прервать дугу, возникающую при включении выключателя. Это было основным определением автоматического выключателя.

Современная энергосистема имеет дело с огромной электросетью и огромным количеством связанного с ней электрического оборудования. Во время короткого замыкания или любого другого типа электрической неисправности (например, неисправности электрического кабеля) через это оборудование, а также через саму электрическую сеть будет протекать высокий ток повреждения. Этот высокий ток может навсегда повредить оборудование и сети. Для сохранения этих единиц оборудования и электросетей необходимо как можно быстрее удалить ток короткого замыкания из системы. Опять же, после устранения неисправности система должна как можно скорее прийти в нормальное рабочее состояние, чтобы обеспечить надежное качественное питание на приемных концах. В дополнение к тому, что для правильного управления энергосистемой, требуются различные операции переключения. Таким образом, для своевременного отключения и повторного включения различных частей сети энергосистемы для защиты и управления должны быть какие-то особые типы коммутационных устройств, которые могут безопасно работать в условиях сильного течения. Во время прерывания большого тока между переключающими контактами может возникнуть большая дуга, поэтому следует позаботиться о безопасном гашении этих дуг в автоматическом выключателе. Автоматический выключатель - это специальное устройство, которое выполняет все необходимые коммутационные операции в токопроводящем состоянии. Это было основное введение в автоматический выключатель.

Автоматический выключатель, в основном, состоит из неподвижных и подвижных контактов. В нормальном состоянии «ВКЛ» выключателя эти два контакта физически соединены друг с другом из-за приложенного механического давления на подвижные контакты. В приводном механизме выключателя имеется устройство, в котором хранится потенциальная энергия, высвобождающаяся, если на выключатель подается сигнал переключения. Потенциальная энергия может накапливаться в автоматическом выключателе различными способами, например, путем деформации металлической пружины, сжатым воздухом или гидравлическим давлением. Но каким бы ни был источник потенциальной энергии, она должна высвобождаться во время работы. Высвобождение потенциальной энергии ускоряет скольжение движущегося контакта. Все выключатели имеют рабочие катушки (катушки отключения и катушки включения), когда на эти катушки подается напряжение импульсным переключением, и плунжер внутри них смещается. Этот плунжер рабочей катушки обычно прикреплен к рабочему механизму выключателя, в результате механически накопленная потенциальная энергия в механизме выключателя высвобождается в форме кинетической энергии, которая заставляет подвижный контакт перемещаться, когда эти подвижные контакты механически прикрепляются через расположение рычага переключения передач с приводным механизмом. После цикла срабатывания автоматического выключателя вся накопленная энергия высвобождается и, следовательно, потенциальная энергия снова сохраняется в приводном механизме автоматического выключателя с использованием двигателя взвода пружины или воздушного компрессора либо любым другим способом. До сих пор мы обсуждали механический принцип работы выключателя. Но есть электрические характеристики автоматического выключателя, которые также следует учитывать при обсуждении работы автоматического выключателя. Давайте поговорим об электрическом принципе выключателя. Автоматический выключатель должен выдерживать большую номинальную или аварийную мощность.

Из-за такой большой мощности всегда существует опасно высокая дуга между подвижными и неподвижными контактами во время работы выключателя. Опять же, как мы обсуждали ранее, дуга в автоматическом выключателе может безопасно гаситься, если диэлектрическая прочность между токоведущими контактами автоматического выключателя быстро увеличивается во время каждого перехода переменного тока через ноль. Диэлектрическую прочность среды между контактами можно увеличить множеством способов, например, сжав ионизированную среду искрения, поскольку сжатие ускоряет процесс деионизации среды, охладив среду дуги, так как охлаждение увеличивает сопротивление пути дуги, или заменив ионизированная искровая среда свежими газами. Следовательно, в работе автоматического выключателя должны быть задействованы некоторые процессы гашения дуги. Хотя автоматические выключатели выполняют свои функции независимо и без присмотра, существуют также автоматические выключатели с дистанционным управлением, которые могут управляться по запросу на расстоянии.