Ako funguje zhášanie oblúka v ističoch

Typy zariadení na zhášanie oblúka v ističoch

Istič musí zabezpečiť zhášanie oblúka za všetkých možných podmienok siete.

V ističoch našli uplatnenie dve verzie zariadení na zhášanie oblúka – polouzavreté a otvorené.

V polouzavretom prevedení je istič zakrytý puzdrom s otvormi pre únik horúcich plynov. Objem plášťa je dostatočne veľký, aby nedochádzalo k veľkým pretlakom vo vnútri plášťa. V polouzavretej verzii je zóna emisií horúcich a ionizovaných plynov zvyčajne niekoľko centimetrov od výfukových otvorov. Toto konštrukčné riešenie sa používa v automatických ističoch inštalovaných vedľa iných zariadení, v rozvádzačoch, v ručne ovládaných strojoch. Istič obmedzujúci prúd nepresahuje 50 kA.

Pri prúdoch 100 kA a vyšších sa v ističoch používajú otvorené komory s veľkou výbojovou plochou.Polouzavreté prevedenie sa používa spravidla v montážnych a univerzálnych automatoch, otvorené — vo vysokorýchlostných a automatických strojoch pre vysoké obmedzujúce prúdy (100 kA a viac) alebo vysoké napätia (nad 1000 V).

Spôsoby hasenia elektrického oblúka v inštalačných a univerzálnych ističoch

V ističoch pre hromadné použitie (inštalačné a univerzálne) je široko používaná deionická oblúková mriežka vyrobená z oceľových dosiek. Pokiaľ sa vyžaduje, aby ističe fungovali na striedavý aj jednosmerný prúd, počet dosiek sa volí podľa podmienok vypnutia obvod s konštantným prúdom... Každý pár platní musí mať napätie menšie ako 25 V.

V obvodoch striedavého prúdu s napätím 660 V takéto oblúkové zariadenia zabezpečujú zhášanie oblúka prúdom do 50 kA. Pri jednosmernom prúde tieto zariadenia pracujú pri napätiach do 440 V a strihajú prúdy do 55 kA. S oceľovými doskovými zhášačmi oblúka je zhášanie tiché, s minimálnym uvoľňovaním ionizovaných a zahriatych plynov zo zhášača oblúka.

Typy oblúkových komôr ističov

Pre vysoké prúdy sa používajú komory s labyrintovými štrbinami a priame pozdĺžne štrbinové komory. Oblúk je vtiahnutý do štrbiny magnetickým fúkaním prúdovou cievkou.

Pozdĺžna štrbinová komora môže mať niekoľko paralelných štrbín s konštantným prierezom. To znižuje aerodynamický odpor komory a uľahčuje vstup oblúku s vysokým prúdom do štrbín. Po prvé, oblúk je rozdelený na sériu paralelných vlákien. Potom však zo všetkých paralelných vetiev zostáva len jedna, v ktorej napokon dôjde k zániku. Steny komory a priečky sú vyrobené z azbestocementu.

V labyrintovej štrbinovej komore postupný vstup oblúka do kľukatej štrbiny nevytvára vysoký odpor pri vysokých prúdoch. Úzka medzera zvyšuje gradient napätia v oblúku, čo znižuje potrebnú dĺžku oblúka na zhášanie. Kľukatý tvar štrbiny zmenšuje veľkosť stroja.

V komore s labyrintovou štrbinou je oblúk intenzívne ochladzovaný stenami komory.Vzhľadom k tomu, že oblúk vyžaruje veľké množstvo tepla na steny štrbiny, materiál komory musí mať vysokú tepelnú vodivosť a teplotu topenia.

Aby sa zabránilo zničeniu komory vysokou teplotou, je potrebné udržiavať oblúk v nepretržitom pohybe vysokou rýchlosťou. To si vyžaduje vytvorenie silného magnetického poľa pozdĺž celej dráhy oblúka v štrbine. Ak je rýchlosť nedostatočná, zariadenie na zhášanie oblúka sa zničí.

Ako komorový materiál sa používa kordierit. Plynotvorné materiály ako vlákna, organické sklo sa nepoužívajú kvôli zvýšenému aerodynamickému odporu.

V súčasnosti sa pre zjednodušenie dizajnu (odmietanie výkonných a zložitých magnetických detonačných systémov) vracajú k myšlienke mriežky z deionovej ocele. Oceľové platne s drážkou pre oblúkové kontakty vytvárajú silu, ktorá posúva oblúk. Na rozdiel od bežnej mriežky je oblúk v kontakte s izolovanými oceľovými platňami: zhasnutie prebieha rovnakým spôsobom ako v komore s priečnymi izolačnými priečkami, ale bez špeciálneho magnetického systému, ktorý oblúkom pohybuje.

Vplyv elektrického oblúka na automatické kontaktné spínače

Najkritickejšou časťou automatického ističa sú kontakty.Pri menovitých prúdoch do 200 A v automatickom režime využívajú ističe jeden pár kontaktov, ktoré môžu byť pre zvýšenie odolnosti oblúka obložené metalokeramikou.

Veľké menovité prúdy vyžadujú automatickú aplikáciu dvojstupňových ističov typu pohyblivý mostík alebo dvojice hlavných a oblúkových kontaktov. Hlavné kontakty ističov sú obložené striebrom alebo kovokeramikou (striebro, nikel, grafit). Pevný oblúkový kontakt je pokrytý kovovou keramikou SV-50 (striebro, volfrám), odnímateľný SN-29GZ. Cermet a iné značky sa používajú v automatických spínačoch.

V ističoch pre vysoké menovité prúdy sa používa zahrnutie niekoľkých paralelných párov hlavných kontaktov.

Vo vysokorýchlostných ističoch sa na zníženie vlastného času používajú iba koncové kontakty s nízkym ponorom. Kontakty sú vyrobené z medi a kontaktné plochy sú strieborné. Vzhľadom na zvýšenie menovitého prúdu a pomerne vysoký prechodový odpor automatických spínačov sa v súčasnosti pracuje na umelom chladení kontaktov pomocou kvapaliny. Toto riešenie problému umožňuje zachovať nízku hmotnosť a výkon. istič a zvýšiť trvalý prúd z 2500 na 10000 A.

Stabilita kontaktov automatických spínačov v prípade skratu

Stabilita kontaktov ističa pri zapnutí pre skrat závisí od rýchlosti nárastu tlaku v kontaktoch. Keď je amplitúda zahrnutého prúdu väčšia ako 30-40 kA, používajú sa momentové stroje, v ktorých rýchlosť pohybu kontaktov a tlak v nich nezávisia od rýchlosti pohybu rukoväte spínača.

V selektívnych univerzálnych ističoch sa pri pretekaní skratového prúdu vytvára zámerné časové oneskorenie.

Aby sa zabránilo zváraniu kontaktov ističa, musí sa použiť elektrodynamická kompenzácia. Keď prúd prúdi v oblúkovom obvode do vodiča nesúceho pevný istič elektrického oblúka, pôsobí elektrodynamická sila, ktorá zvyšuje tlak na kontakty.