Каково истинное значение воздуха в воздушном переключателе

В системах распределения электроэнергии низкого-напряжения широко используется разговорный термин «воздушный выключатель». его официальное название — низковольтный-выключатель или автоматический воздушный выключатель. Под «воздухом» здесь подразумевается не переключатель, проводящий ток через воздух, а скорее тот факт, что дугогасящей средой между контактами является воздух, когда автоматический выключатель размыкает цепь.

 

С точки зрения электротехники термин «воздух» в основном используется для обозначения типа изоляции и дугогасительной среды,-используемой автоматическим выключателем при отключении тока. Контактная система воздушного выключателя работает в воздушной среде с атмосферным давлением, опираясь на изолирующие свойства самого воздуха и специально разработанную дугогасящую-структуру для гашения дуги. Эта характеристика явно отличает его от вакуумных выключателей, элегазовых выключателей и т. д.

 

 

Воздушный выключатель — это устройство защиты выключателя, подходящее для систем низкого-напряжения 400 В и ниже и объединяющее в себе функции подключения, отключения, управления и многочисленные функции защиты. Он может использоваться для контроля состояния включения/выключения цепей нормальной нагрузки, а также для нечастого запуска двигателя и автоматического отключения питания при неисправности цепи.

 

В распределительных сетях низкого-напряжения и системах электропривода воздушные выключатели выполняют такие важные задачи, как защита от перегрузки, защита от короткого-замыкания и защита от пониженного напряжения, а также являются одними из основных компонентов, обеспечивающих безопасную работу электрических систем.

 

С точки зрения надежности электрического соединения воздушные выключатели имеют большое количество электрических контактов, а их материалы и конструкция напрямую влияют на отключающую способность, срок службы и безопасность.

 

Существенная разница между «воздушными» и вакуумными выключателями:

 

Воздушные выключатели называются «воздушными» в отличие от вакуумных выключателей:

 

Воздушные выключатели: контакты размыкаются и замыкаются в воздухе при атмосферном давлении; электрическая дуга возникает в воздушной среде, растягивается, охлаждается и гасится.

 

Вакуумные автоматические выключатели: контакты заключены в камеру вакуумного прерывателя, что практически исключает окисление, увеличивает срок службы контактов и повышает эффективность отключения.

 

Поскольку средой является воздух, контакты воздушного выключателя неизбежно подвергаются окислению и дуговой эрозии во время длительной-работы.

 

Поэтому в их контактных материалах обычно используются серебряные электрические контакты или композитные конструкции из драгоценных металлов для снижения контактного сопротивления и повышения долговечности.

 

 

Автоматические воздушные выключатели обычно состоят из следующих пяти основных частей:

Контактное устройство

Устройство гашения дуги

Механизм отключения

Механизм передачи

Защитное устройство

 

Среди них контактная система является ключевым компонентом автоматического выключателя, в которой часто используются композитные контакты или фиксированные серебряные контакты для баланса проводимости и дугостойкости. В некоторых конструкциях также используются биметаллические серебряные контакты для повышения термической стабильности и срока службы.

 

При возникновении короткого замыкания контакты быстро разъединяются, образуя сильную дугу в воздухе. Металлическая сетка внутри дугогасительной камеры разделяет и удлиняет дугу, в то время как окружающий изоляционный материал испаряется и поглощает тепло, тем самым обеспечивая быстрое гашение дуги и ограничение тока.

 

 

Автоматические выключатели обычно имеют двойной расцепитель, в котором в основном используются следующие три метода отключения:

 

1. Электромагнитное отключение (мгновенная защита)

При возникновении короткого замыкания или сильного тока перегрузки катушка генерирует сильное магнитное поле, быстро притягивая якорь и запуская механизм мгновенного размыкания главных контактов.

 

2. Тепловое отключение (защита с обратнозависимой выдержкой времени)

При возникновении общей перегрузки биметаллическая полоска изгибается из-за нагрева, задерживая действие по отключению цепи. Эта биметаллическая конструкция в принципе имеет характеристики термического реагирования, аналогичные биметаллическому заклепочному контакту.

 

3. Отключение при пониженном напряжении.

Когда напряжение источника питания значительно падает или пропадает, контакты автоматически размыкаются, чтобы предотвратить работу оборудования под аномальным напряжением.
 

 

Безопасность и срок службы автоматического выключателя во многом зависят от выбора материала контактов. Из-за риска искрения и окисления на воздухе в контактах обычно используется система,-содержащая серебро, из драгоценных металлов, например контакт Switch Silver или контакт из благородных металлов.

 

В сценариях с высокой-частотной коммутацией или высоким-током можно использовать биметаллические контакты с холодной головкой или прецизионные электрические контакты для достижения баланса между проводимостью, механической прочностью и стойкостью к истиранию.

 

Для деталей со скользящим или мгновенным контактом:Скользящие электрические контактыили пружинные электрические контакты также учитываются в конструкции для обеспечения стабильности контакта.

 

 

С инженерной точки зрения слово «воздух» в слове «воздушный выключатель» в основном отражает следующие три значения:

В качестве средства пожаротушения дуги- используется воздух, а не вакуум или газовая-изоляционная среда.

Контакты работают в условиях атмосферного давления, что требует более высоких требований к конструкции контактного материала.

Подходит для систем низкого-напряжения и предлагает значительные преимущества по стоимости, конструкции и обслуживанию.

 

Таким образом, «воздух» — это не просто соглашение об именах, а общее-обобщение рабочей среды автоматического выключателя, уровня применения и технического подхода.

 

 

Являясь одним из самых основных и важных защитных электроприборов в системах распределения электроэнергии низкого-напряжения, слово "воздух" в названии воздушного автоматического выключателя точно отражает принцип гашения дуги-и условия его эксплуатации. Поскольку контакты прерывают ток в воздухе, к свойствам материалов и конструктивному решению контактных электрических цепей предъявляются более высокие требования.

 

Благодаря рациональному выбору контактных материалов из драгоценных металлов и оптимизации конструкции-гашения дуги и механизма отключения воздушные автоматические выключатели могут надежно прерывать ток в сложных условиях эксплуатации, обеспечивая стабильную и безопасную основу для современных энергосистем.