Miért van szükség ránk és mik azok a tápkapcsoló eszközök?
A kapcsolókészülék az elektromos áramkör vezérlésének fő funkcióját végzi: be- és kikapcsolja. Az ilyen típusú készülékek a következőket tartalmazzák: késes kapcsolók, kapcsolók, szakaszolók.
A kapcsolók célja az elektromos áramkörök „éles” be- és kikapcsolása, azaz miközben elektromos áram folyik át az áramkörön.
Minden mozgó alkatrészt tartalmazó elektromos eszköz felosztható automatikus és nem automatikus. Automatikus - ezek olyan eszközök, amelyek egy adott áramköri módból lépnek működésbe, vagy gépek és nem automatikusak, amelyek működése csak a kezelő akaratától függ.
A megszakítók kisfeszültségűek (1000 V-ig elérhetők) és nagyfeszültségűek (1000 V feletti feszültséghez).
A legegyszerűbb nem automatikus kisfeszültségű kapcsoló - kapcsolóamely főleg egy mozgatható pengéből, egy rögzített érintkezőből és egy fogantyúból áll.
A kezelő manuálisan kapcsolja be vagy ki a kapcsolót a penge függőleges vagy vízszintes helyzetbe forgatásával. A megszakító érintkezői csak a levegőben találhatók.
Egyszerű egypólusú rubel kapcsoló
700 rubel egy történelmi vízierőműben Németországban
Biztosítékok a beltéri kapcsolóberendezésekben Kínában
Az üzemi feszültség és teljesítmény növekedésével egy ilyen készülék már nem tudja kielégíteni a munkaigényeket, fokozatosan egyre fejlettebb típusú kapcsolók jelennek meg.
Leggyakrabban 1000 V-ig terjedő feszültségű elektromos berendezésekben használják őket különböző kivitelű légtörők.
Siemens kisfeszültségű megszakító 16A áramerősséghez
Schneider Electric 125 A kisfeszültségű megszakító
Háztartási megszakítók az elektromos helyiségben (30 év különbség van közöttük)
Amikor az áramkör feszültségmentes a kapcsoló eltérítő érintkezői között elektromos ív keletkezik fizetendő. A jobb ívoltás érdekében a gépekben speciális, az ívoltási folyamatot javító eszközöket, ún. ívoltó kamrák különböző kialakítások.
Zárt kapcsolóberendezés elektromos panel
A nagyfeszültségű áramkörök esetében egy egyszerű levegős megszakító már nem felel meg az üzemeltetési követelményeknek. Az első dolog, amit a kapcsoló kialakításának javítása érdekében tettek, az érintkezők leengedése volt transzformátorolajban, ami az úgynevezett olajkapcsolót eredményezi. Jelenleg az olajtörő már egy nagyon összetett eszköz, amely a tudomány és a technológia számos vívmányát használja fel munkájához.
Transzformátor alállomási nagyfeszültségű olajmegszakító
Az olajkapcsoló működése leálláskor a következőkre csökken: az ív magas hőmérsékletének hatására az olaj gázokra bomlik, amelyek fő összetevője a hidrogén.Így az ív dinamikus állapotú gázközegben ég, ionizált és nem ionizált részecskék, hideg és forró gázrészecskék heves keveredése következik be, és az áram nullán való áthaladásának egyik pillanatában, a periodicitás, az ív kialszik.
A gázképződés nagyon erős, a kapcsolóban jelentős nyomás keletkezik, és ha a kapcsolót nem megfelelően tervezték, felrobbanhat.
Az ívoltó kamrás olajmegszakítókkal az ívoltás fájdalommentesebb és gyorsabb. Itt az ív energiáját olyan nyomás létrehozására használják fel, amely nagymértékben megnöveli a gáz ív körüli mozgását, és így hozzájárul az ív kioltásához.
Számos kamerakialakítás létezik, és működési elvei is meglehetősen eltérőek, de mindegyik főként két cél egyikét szolgálja:
- vagy hozzon létre olaj és gáz mozgását az ívhez képest;
- vagy az ívet az olajhoz és a speciális kamrák falaihoz képest elmozdítják.
Az ilyen kapcsolóknál a hajtás már nem egy szerkezeti egység a kapcsolóval: a legtöbb esetben a hajtás szerkezetileg külön van megvalósítva a kapcsolótól, és az utóbbihoz speciális mechanizmusok segítségével csatlakozik.
Nagyon sok más típusú nagyfeszültségű megszakító is létezik, amelyek már régóta felváltották az olajos megszakítókat. Ez pl. kis térfogatú olajkapcsolók, amelyben porcelán tartályokat használnak és ezért nincs szükség a tartály érintkező részeinek speciális szigetelésére és sokkal kevesebb az olaj mennyisége bennük.
Olajoszlop kapcsoló 10 kV feszültséghez
Ezután meg kell említeni a "sűrített levegő megszakítókat", ahol az ívet sűrített levegő sugárral oltják el. Ezek a kapcsolók számos előnnyel rendelkeznek, és egyre inkább felváltják az olajkapcsolókat. A hajtás náluk is sűrített levegőből működik, de a hajtásvezérlés elektromos.
Levegő megszakító 110 kV feszültséghez
Modern vákuum és SF6 megszakítókat is használnak.
Vákuum megszakító
SF6 megszakító
A modern kulcsok dizájnja nagyon sokrétű, itt olvashatsz róluk bővebben:A nagyfeszültségű olaj-, SF6- és vákuum-megszakítók összehasonlító jellemzői
A szakaszolók egyben nagyfeszültségű kapcsolókészülékek is, de nem feszültség alatti be- és kikapcsolásra szolgálnak (kivéve a nagyon kis áramerősség kapcsolási eseteit, amelyeket minden szakaszolótípushoz külön jeleznek).
Nagyfeszültségű szakaszolóáltalában levegőből épül fel, vagyis egyszerűen levegőben lévő érintkezőkkel, mivel a szakaszolókkal szemben az egyik fő követelmény, hogy az érintkezők közvetlenül láthatóak legyenek, így pontosan meg lehet határozni, hogy a szakaszoló be vagy ki.
Leválasztó
Lényegében a szakaszoló egy elektromos eszköz, amelyet arra terveztek, hogy összekapcsolja (vagy leválasztja) az áramkör két szakaszát, amikor az áram nem tud átfolyni ezeken a szakaszokon.
A szakaszoló felépítése nagyon hasonlít a késkapcsoló kialakításához, csak a nagy üzemi feszültségének megfelelő méretei jóval nagyobbak és a hajtásrendszere sokkal összetettebb, mint a késkapcsolóé.
Számos egyéb be- és kikapcsolási műveletet végző eszköz például a teljesítménykapcsoló berendezésekhez köthető terhelésmegszakító kapcsolók, elválasztók és rövidzárlatok, de a cikkben felsorolt eszközök a kapcsolóberendezések legkiemelkedőbb képviselői.
Lásd még: Mik ezek, hogyan vannak elrendezve a kisfeszültségű kapcsolóberendezések és hogyan működnek