De ce avem nevoie și ce sunt dispozitivele de comutare a puterii

Dispozitivul de comutare îndeplinește funcția principală de control al circuitului electric: pornirea și oprirea acestuia. Acest tip de aparate include: întrerupătoare cu cuțit, întrerupătoare, întrerupătoare.

Întrerupătoarele sunt concepute pentru a porni și opri circuitele electrice „sub tensiune”, adică în timp ce un curent electric circulă prin circuit.

Toate dispozitivele electrice cu părți mobile pot fi împărțite în automate și neautomate. Automate - acestea sunt dispozitive care intră în acțiune dintr-un anumit mod de circuit, sau mașini, și neautomate, a căror acțiune depinde doar de voința operatorului.

Întreruptoarele de circuit sunt de joasă tensiune (disponibile pentru tensiune de până la 1000 V) și de înaltă tensiune (pentru tensiune de peste 1000 V).

Cel mai simplu comutator neautomat de joasă tensiune — intrerupatorconstând în principal dintr-o lamă mobilă, un contact fix și un mâner.

Operatorul pornește sau oprește manual întrerupătorul prin rotirea lamei într-o poziție verticală sau orizontală. Contactele întreruptorului sunt localizate numai în aer.

Un simplu comutator de ruble cu un singur pol

700 de ruble la o hidrocentrală istorică din Germania

Siguranțe în aparatele de comutare interioare din China

Odată cu creșterea tensiunii de funcționare și a puterii, un astfel de dispozitiv nu mai poate satisface nevoile de lucru și, treptat, apar tipuri din ce în ce mai avansate de comutatoare.

În instalațiile electrice pentru tensiuni de până la 1000 V, acestea sunt cele mai utilizate întrerupătoare de aer de diferite modele.

Întrerupător Siemens de joasă tensiune pentru curent 16A

Schneider Electric 125 A întrerupător de joasă tensiune

Întreruptoare domestice în camera electrică (există un interval de 30 de ani între ele)

Când circuitul este scos de sub tensiune între contactele de deviere ale comutatorului apare un arc electric a fi platit. Pentru o mai bună stingere a arcului, la mașinile se folosesc dispozitive speciale care îmbunătățesc procesul de stingere a arcului, așa-numitele camere de stingere a arcului modele diferite.

Panou electric al aparatului de distribuție închis

Pentru circuitele de înaltă tensiune, un simplu întrerupător de circuit de aer nu mai poate îndeplini cerințele operaționale. Primul lucru care a fost făcut în direcția îmbunătățirii designului comutatorului a fost coborârea contactelor în ulei de transformator, rezultând așa-numitul comutator de ulei. În prezent, spargătorul de ulei este deja un dispozitiv foarte complex care folosește multe realizări ale științei și tehnologiei pentru munca sa.

Disjunctor de ulei de înaltă tensiune substație de transformare

Funcționarea comutatorului de ulei în timpul opririi se reduce la următoarele: datorită acțiunii temperaturii ridicate a arcului, uleiul se descompune în gaze, a căror componentă principală este hidrogenul.Astfel, arcul arde într-un mediu gazos aflat în stare dinamică, are loc un amestec violent de particule ionizate și neionizate, particule de gaz reci și fierbinți, iar într-unul dintre momentele în care curentul trece prin zero, datorită periodicitatea, arcul se stinge.

Formarea de gaz este foarte puternică, se acumulează o presiune semnificativă în comutator și dacă comutatorul nu este proiectat corect, acesta poate exploda.

Cu întrerupătoarele cu ulei cu camere de stingere a arcului, stingerea arcului este mai nedureroasă și mai rapidă. Aici, energia arcului este folosită pentru a crea o presiune care crește foarte mult mișcarea gazului în jurul arcului și astfel contribuie la stingerea arcului.

Există multe modele de camere și principiile funcționării lor sunt destul de diferite, dar toate servesc în principal unuia dintre cele două scopuri:

• sau creați mișcarea petrolului și gazelor în raport cu arcul;
• sau arcul este deplasat în raport cu uleiul și pereții camerelor speciale.

Pentru astfel de comutatoare, unitatea nu mai este o unitate structurală cu comutatorul: în majoritatea cazurilor, unitatea este implementată structural separat de comutator și este conectată la acesta din urmă folosind mecanisme speciale.

Există, de asemenea, multe alte tipuri de întrerupătoare de înaltă tensiune care au înlocuit de mult întrerupătoarele de circuit de ulei în vrac. Aceasta, de exemplu, întrerupătoare de ulei de volum mic, în care se folosesc rezervoare de porțelan și, prin urmare, nu este necesară izolarea specială a părților de contact ale rezervorului, iar cantitatea de ulei din acestea este mult mai mică.

Comutator coloana de ulei pentru tensiune 10 kV

În continuare trebuie menționate „întrerupătoarele cu aer comprimat”, unde arcul este stins cu un jet de aer comprimat. Aceste comutatoare au o serie de avantaje și înlocuiesc din ce în ce mai mult întrerupătoarele de ulei. Acționarea pentru ei funcționează și din aer comprimat, dar controlul conducerii este electric.

Întrerupător de aer pentru tensiune 110 kV

De asemenea, sunt utilizate întrerupătoarele moderne de vid și SF6.

Spărgător de vid

Întrerupător SF6

Designul cheilor moderne este foarte divers și puteți citi mai multe despre ele aici:Caracteristici comparative ale întrerupătoarelor de ulei de înaltă tensiune, SF6 și vid

Separatoarele sunt, de asemenea, un dispozitiv de comutare de înaltă tensiune, dar nu sunt proiectate să pornească și să se oprească în timp ce sunt sub tensiune (cu excepția cazurilor de comutare a curenților foarte mici, indicat în mod specific pentru fiecare tip de deconectator).

Separator de înaltă tensiunede regulă, este construit aer, adică cu contacte care sunt pur și simplu în aer, deoarece una dintre principalele cerințe pentru un deconectator este ca contactele sale să fie direct vizibile, astfel încât să fie posibil să se determine cu exactitate dacă deconectatorul este pornit sau oprit.

Deconectator

În esență, un deconectator este un dispozitiv electric conceput pentru a conecta (sau deconecta) două secțiuni metalice ale unui circuit împreună atunci când curentul nu poate circula prin acele secțiuni.

Designul deconectatorului este foarte asemănător cu designul comutatorului cu cuțit, doar dimensiunile sale, corespunzătoare tensiunii sale de funcționare ridicate, sunt mult mai mari, iar sistemul de acționare este mult mai complex decât cel al comutatorului cu cuțit.

O serie de alte dispozitive care efectuează operațiuni de pornire și oprire pot fi atribuite, de exemplu, echipamentelor de comutare a puterii Întrerupătoare de sarcina, separatoare și scurtcircuite, dar dispozitivele enumerate în acest articol sunt cei mai proeminenți reprezentanți ai echipamentelor de comutare.

Vezi si: Ce sunt acestea, cum sunt aranjate aparatele de comutare de joasă tensiune și cum funcționează