Prečo sme potrební a čo sú zariadenia na prepínanie napájania

Spínacie zariadenie vykonáva hlavnú funkciu ovládania elektrického obvodu: zapnutie a vypnutie. Tento typ prístroja zahŕňa: nožové spínače, spínače, odpojovače.

Spínače sú navrhnuté tak, aby zapínali a vypínali elektrické obvody „naživo“, to znamená, keď obvodom preteká elektrický prúd.

Všetky elektrické zariadenia s pohyblivými časťami možno rozdeliť na automatické a neautomatické. Automatické - sú to zariadenia, ktoré prichádzajú do činnosti z daného režimu obvodu, alebo stroje, a neautomatické, ktorých činnosť závisí len od vôle obsluhy.

Ističe sú nízkonapäťové (dostupné pre napätie do 1000 V) a vysokonapäťové (pre napätie nad 1000 V).

Najjednoduchší neautomatický spínač nízkeho napätia — prepínačpozostávajúce hlavne z pohyblivej čepele, pevného kontaktu a rukoväte.

Operátor ručne zapína alebo vypína spínač otočením noža do zvislej alebo vodorovnej polohy. Kontakty ističa sú umiestnené iba vo vzduchu.

Jednoduchý jednopólový rubľový spínač

700 rubľov v historickej vodnej elektrárni v Nemecku

Poistky vo vnútorných rozvádzačoch v Číne

S nárastom prevádzkového napätia a výkonu takéto zariadenie prestáva vyhovovať potrebám práce a postupne sa objavujú čoraz pokročilejšie typy spínačov.

V elektrických inštaláciách pre napätie do 1000 V sa najviac používajú vzduchové ističe rôznych prevedení.

Nízkonapäťový istič Siemens na prúd 16A

Nízkonapäťový istič Schneider Electric 125 A

Domáce ističe v elektrickej miestnosti (medzi nimi je 30-ročný odstup)

Keď je obvod bez napätia medzi vychyľovacími kontaktmi spínača vzniká elektrický oblúk byť zaplatený. Pre lepšie zhášanie oblúka sa v strojoch používajú špeciálne zariadenia, ktoré zlepšujú proces zhášania oblúka, tzv. oblúkové zhášacie komory rôzne dizajny.

Uzavretý elektrický panel rozvádzača

Pre vysokonapäťové obvody jednoduchý vzduchový istič už nemôže spĺňať prevádzkové požiadavky. Prvá vec, ktorá sa urobila v smere zlepšenia konštrukcie spínača, bolo zníženie kontaktov v transformátorovom oleji, výsledkom čoho je takzvaný olejový spínač. V súčasnosti je olejový lámač už veľmi zložitým zariadením, ktoré na svoju prácu využíva mnohé výdobytky vedy a techniky.

Transformátorová rozvodňa vysokého napätia prerušovača oleja

Činnosť olejového spínača počas odstávky je znížená na nasledovné: pôsobením vysokej teploty oblúka sa olej rozkladá na plyny, ktorých hlavnou zložkou je vodík.Oblúk teda horí v plynnom médiu, ktoré je v dynamickom stave, dochádza k prudkému miešaniu ionizovaných a neionizovaných častíc, častíc studeného a horúceho plynu a v jednom z momentov, keď prúd prechádza nulou, v dôsledku periodicita, oblúk zhasne.

Tvorba plynu je veľmi silná, v spínači sa vytvára značný tlak a ak spínač nie je správne navrhnutý, môže explodovať.

S olejovými ističmi s komorami na zhášanie oblúka je zhášanie oblúka bezbolestnejšie a rýchlejšie. Tu sa energia oblúka využíva na vytvorenie tlaku, ktorý značne zvyšuje pohyb plynu okolo oblúka a tým prispieva k zhášaniu oblúka.

Existuje mnoho dizajnov kamier a princípy ich fungovania sú úplne odlišné, ale všetky slúžia hlavne jednému z dvoch účelov:

• alebo vytvoriť pohyb ropy a plynu vzhľadom na oblúk;
• alebo sa oblúk pohybuje vzhľadom na olej a steny špeciálnych komôr.

Pre takéto spínače už pohon nie je konštrukčnou jednotkou so spínačom: vo väčšine prípadov je pohon realizovaný konštrukčne oddelene od spínača a je k nemu pripojený pomocou špeciálnych mechanizmov.

Existuje tiež toľko iných typov vysokonapäťových ističov, ktoré už dávno nahradili ističe na veľké množstvo oleja. Toto napr. maloobjemové olejové spínače, v ktorých sú použité porcelánové nádrže a preto nie je potrebná špeciálna izolácia kontaktných častí nádrže a množstvo oleja v nich je oveľa menšie.

Spínač olejového stĺpca pre napätie 10 kV

Ďalej treba spomenúť «prerušovače stlačeného vzduchu», kde je oblúk zhášaný prúdom stlačeného vzduchu. Tieto spínače majú množstvo výhod a čoraz častejšie nahrádzajú olejové spínače. Pohon u nich funguje aj zo stlačeného vzduchu, no ovládanie pohonu je elektrické.

Vzduchový istič pre napätie 110 kV

Používajú sa aj moderné vákuové a SF6 ističe.

Vákuový prerušovač

Istič SF6

Dizajn moderných kláves je veľmi rôznorodý a viac sa o nich dočítate tu:Porovnávacie charakteristiky vysokonapäťového oleja, SF6 a vákuových ističov

Odpojovače sú tiež vysokonapäťové spínacie zariadenie, ale nie sú určené na zapínanie a vypínanie pod napätím (okrem prípadov spínania veľmi nízkych prúdov, ktoré sú špecificky uvedené pre každý typ odpojovača).

Vysokonapäťový odpojovačspravidla ide o vzduchové, to znamená s kontaktmi, ktoré sú jednoducho vo vzduchu, pretože jednou z hlavných požiadaviek na odpojovač je, aby jeho kontakty boli priamo viditeľné, aby bolo možné presne určiť, či je odpojovač zapnuté alebo vypnuté.

Odpojovač

Odpojovač je v podstate elektrické zariadenie určené na spojenie (alebo odpojenie) kovových dvoch častí obvodu dohromady, keď cez tieto časti nemôže prúdiť prúd.

Konštrukcia odpojovača je veľmi podobná konštrukcii nožového spínača, len jeho rozmery zodpovedajúce jeho vysokému prevádzkovému napätiu sú oveľa väčšie a systém pohonu je oveľa zložitejší ako u nožového spínača.

Množstvo ďalších zariadení, ktoré vykonávajú operácie zapínania a vypínania, možno pripísať napríklad zariadeniam na spínanie napájania záťažové vypínače, separátory a skraty, ale zariadenia uvedené v tomto článku sú najvýznamnejšími predstaviteľmi spínacích zariadení.

Pozri tiež: Čo sú to, ako sú usporiadané nízkonapäťové rozvádzače a ako fungujú