Bytte lysbue
En koblingsbue er en seriell lysbue (kjent som en gnist ) som oppstår når to elektriske kontakter som strømmer gjennom er skilt . Med små strømmer, bare såkalt rive -off gnister eller svitsje gnister oppstår, som slukker av seg selv. Ved større strømmer forhindres dannelsen av en lysbue av spesielle komponenter, eller det oppnås en rask sammenbrudd av gnisten (f.eks. Ved et lysbue-slukkekammer ) for å forhindre at kontaktene blir skadet av de høye temperaturene. Disse tiltakene er kjent som gnistslokking .
årsaker
Koblingsgnister og koblingsbuer oppstår fordi den elektriske strømmen fortsetter å strømme i form av en gnistutladning eller en lysbueutladning etter at kontaktene har åpnet seg, som vist i den tilstøtende skissen. Med lukkede kontakter, under en. vist, er det en tilnærmet homogen strømfordeling, vist med røde strømtråder. Når kontakten skilles, blir strømtettheten først konsentrert ved det siste kontaktpunktet, under b. vist. Ved ytterligere åpning dannes buen mellom kontaktene på det punktet eller punktene, som under c. vist.
Årsaken til dette er den lave dielektriske styrken til isolasjonsmaterialet, for eksempel luft mellom kontaktene som ennå ikke er vidåpne, noe som fører til at disse isolasjonsmaterialene ioniseres . En slik utladning fremmes i tillegg hvis, i øyeblikket når kontaktene løftes fra hverandre, strømmen strømmer over et lite tverrsnitt og høy strømtetthet skaper varme flekker ved avbrytingspunktene, forårsaker glødemisjon og den påfølgende levering av metallioner. Ved støtionisering som i en gassutladning nå avtar avfyringsspenningen og gjør det vanskelig å avbryte.
Å slå av induktive belastninger ( motorer , kontaktspoler , elektromagneter , transformatorer ) er spesielt problematisk . Her får energien som er lagret i magnetfeltet til induktansen strømmen til å fortsette å strømme - spenningen over kontaktene øker umiddelbart til veldig høye verdier når de åpnes. En bryterbue kan derfor også forekomme her hvis driftsspenningen er langt under lysbuen.
Med vekselstrøm og en ohmsk belastning (spenning og strøm i fase) stoppes strømmen ved nullkryssingen til spenningen igjen er høy nok til å antenne lysbuen. I tilfelle en induktiv belastning (strøm henger bak spenningen) slukker lysbuen også når strømmen krysser null. På grunn av den ledende spenningen oppnås imidlertid gjentenningsspenningen raskere, slik at avbruddet blir betydelig kortere enn tidligere beskrevet. Den kortere tidsavbruddet gjør det også lettere å ionisere ruten. Dette betyr at svitsjebuen er vanskeligere å slukke enn med en ren ohmsk belastning.
Med en kapasitiv belastning (strømledninger) er det stikk motsatt. Når strømmen krysser null, faller spenningen enda lenger i retning 0 og tar dermed betydelig lenger tid å nå et tilsvarende tenningsspenningsnivå igjen. I løpet av denne tiden har imidlertid gnistgapet for det meste avionisert, noe som øker motstanden, noe som gjør omtenning enda vanskeligere.
Kontaktene til kontaktorene på grunn av dette i høyt induktiv last (som AC-3 kalt lasttypen) til lavere svitsjestrømmer enn med resistiv last (lasttypen AC-1 er angitt), er dette belastning i kategori Utility spesifisert. Ved mye høyere frekvenser har koblingsbuer en lignende problematisk oppførsel som med direkte spenning, de er enda vanskeligere å slukke ved høye frekvenser , siden forskyvningsstrømmer også bidrar til ionisering.
Med likestrøm er det ingen nullkryssing, slik at denne muligheten for denne (uavhengige) sletting ikke gjelder. Her må isolasjonsavstanden være tilstrekkelig stor, og denne avstanden må også nås raskt slik at buen bryter av trygt og raskt.
konsekvenser
Bytte av gnister og svingbuer fører til interferensutslipp og kontaktslitasje. Hvis buen ikke blir undertrykt eller slukket raskt nok, fører dette til ødeleggelsen av bryterkontaktene på grunn av kontakterosjon, spesielt med høye strømmer og spenninger. I verste fall kan dette føre til at kontakter sveises sammen og ikke lenger kan skilles fra hverandre. På grunn av de ekstremt høye temperaturene på flere tusen ° C, er det, avhengig av nærmeste miljø, en risiko for å tenne andre gjenstander og starte en brann.
Brekkende gnister som er selvslukkende, fører også på lang sikt til kontaktslitasje og for tidlig svikt i reléer og brytere . Når man spesifiserer maksimalt antall koblingssykluser for releer og kontaktorer, skilles det derfor mellom det mekaniske antall sykluser og antall sykluser under nominell elektrisk belastning. Begge antall bytter sykluser skiller seg ofte fra hverandre med en faktor på 10.
litteratur
- Walter Castor: Grunnleggende om elektrisk energiforsyning . Red.: HAAG Elektronische Messgeräte GmbH. 2007, 4: Bryterutstyr ( archive.org [PDF]).
Individuelle bevis
- ↑ Påvisning av svakstrømsbuefeil i lavspenningsbryter. (PDF; 4,8 MB) Forbrukere i nettverket og deres innflytelse på lysbuen. Peter Müller, februar 2015, s. 74ff , åpnet 28. januar 2019 .
- ↑ Europeisk undervisningsmateriell for elektroteknikk. Kapittel 28.3 Kontaktmateriell. Utgave 22, s. 522.