Θυμάμαι την πρώτη φορά που στάθηκα μπροστά σε έναν μεγάλο διακόπτη αέρα κατά τη διάρκεια μιας περιοδείας στο εργοστάσιο πριν από χρόνια. Ήταν στο μέγεθος ενός μικρού ψυγείου και ο ηλεκτρολόγος που μου έδειξε γύρω μου είπε: "Αυτό το πράγμα μπορεί να διακόψει αρκετό ρεύμα για να φωτίσει μια μικρή πόλη. Αλλά μέσα, είναι πραγματικά απλώς ένας φανταχτερός διακόπτης που ξέρει πότε να τα παρατήσει."
Δεν είχε άδικο. Στην καρδιά του,διακόπτη κυκλώματος αέρα– ή ACB όπως το αποκαλούμε οι περισσότεροι από εμάς – κάνει ό,τι κάνει κάθε διακόπτης κυκλώματος: μεταφέρει ρεύμα όταν τα πράγματα είναι κανονικά και σταματά το ρεύμα όταν τα πράγματα πάνε στραβά. Αλλά πώς το κάνει αυτό, ειδικά με το είδος των ρευμάτων για τα οποία μιλάμε σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, αξίζει να το κατανοήσουμε.
Η βασική εργασία
Ένα ACB έχει σχεδιαστεί για εργασίες χαμηλής-τάσης, συνήθως κάτω από 600 βολτ, αν και θα το δείτε σε κάθε είδους εφαρμογές . Είναι τα μεγάλα αγόρια στον κόσμο των διακοπτών, που χειρίζονται ρεύματα από μερικές εκατοντάδες αμπέρ έως 6300 αμπέρ σε ορισμένες περιπτώσεις. Θα τα βρείτε να προστατεύουν μετασχηματιστές, γεννήτριες, κεντρικούς πίνακες διανομής – τα σημεία όπου αν κάτι αποτύχει, θέλετε να αστοχήσει με ασφάλεια.
Το τμήμα "αέρας" του ονόματος σάς λέει ποιο μέσο χρησιμοποιεί ο διακόπτης για να σβήσει το τόξο όταν ανοίγουν οι επαφές. Σε αντίθεση με τους διακόπτες λαδιού ή SF6 που χρησιμοποιούν άλλα υλικά, οι ACB κάνουν τη δουλειά τους σε απλό αέρα σε ατμοσφαιρική πίεση.
Τι είναι μέσα έχει σημασία
Πριν ξεκινήσουμε τη δουλειά, ας μιλήσουμε για το τι υπάρχει στην πραγματικότητα μέσα σε ένα από αυτά τα πράγματα.
Οι κύριες επαφές είναι αυτές που μεταφέρουν ρεύμα κατά την κανονική λειτουργία. Είναι κατασκευασμένα από ασήμι-βολφράμιο ή παρόμοια κράματα που αντέχουν στη συγκόλληση και τη διάβρωση. Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, αυτές οι επαφές πιέζονται μεταξύ τους από την πίεση του ελατηρίου και το ρεύμα ρέει μέσα.
Πάνω ή γύρω από αυτές τις κύριες επαφές, θα βρείτε τις επαφές με τόξο. Αυτά έχουν σχεδιαστεί για να αναλαμβάνουν το μεγαλύτερο βάρος της ζημιάς όταν ανοίγει ο διακόπτης. Κάνουν επαφή πριν κλείσει το ηλεκτρικό δίκτυο και διαχωρίζονται μετά το άνοιγμα του δικτύου, έτσι σχηματίζεται το τόξο πάνω τους αντί για τις επιφάνειες που μεταφέρουν το κύριο ρεύμα-. Έξυπνη σχεδίαση.
Έπειτα, υπάρχει ο αγωγός τόξου – μια στοίβα από μεταλλικές πλάκες διατεταγμένες έτσι ώστε ένα τόξο που σύρεται μέσα σε αυτό να χωρίζεται σε μικρότερα τμήματα και να ψύχεται μέχρι να μην μπορεί να συντηρηθεί. Σκεφτείτε το σαν έναν λαβύρινθο μέσα στον οποίο πρέπει να διατρέξει το τόξο, και μέχρι να φτάσει στο τέλος, θα έχει τελειώσει η ενέργεια.
Ο μηχανισμός λειτουργίας είναι αυτός που κινεί τα πάντα. Σε μεγαλύτερα ACB, αυτός είναι συχνά ένας μηχανισμός αποθηκευμένης ενέργειας - ελατήρια που φορτίζονται είτε χειροκίνητα είτε από ένα μικρό μοτέρ, έτοιμα να κλείσουν ή να ανοίξουν τις επαφές με σταθερή ταχύτητα, ανεξάρτητα από το πώς κινεί ο χειριστής τη λαβή.
Κανονική Λειτουργία – Απλά διέλευση ρεύματος
Όταν όλα πάνε καλά, το ACB απλώς κάθεται εκεί και κάνει τη δουλειά του. Το ρεύμα εισέρχεται μέσω ενός ακροδέκτη, διέρχεται από τις επαφές και εξέρχεται από την άλλη πλευρά. Η μονάδα ταξιδιού – είτε είναι θερμική, μαγνητική ή ηλεκτρονική – παρακολουθεί συνεχώς το ρεύμα.
Στους θερμικούς-μαγνητικούς διακόπτες, υπάρχει μια διμεταλλική λωρίδα που θερμαίνεται με βάση το ρεύμα που διέρχεται . Το κανονικό ρεύμα το κρατά ζεστό αλλά όχι αρκετό για να λυγίσει. Υπάρχει επίσης ένα μαγνητικό πηνίο που παράγει ένα μαγνητικό πεδίο ανάλογο με το ρεύμα.
Στις σύγχρονες ηλεκτρονικές μονάδες ταξιδιού, οι μετασχηματιστές ρεύματος σε κάθε φάση τροφοδοτούν σήματα σε έναν μικροεπεξεργαστή που παρακολουθεί για προβλήματα. Αυτά είναι πολύ πιο ακριβή και μπορούν να ρυθμιστούν για διαφορετικές καμπύλες και λειτουργίες ταξιδιού.
Όταν τα πράγματα πάνε στραβά – Η ακολουθία του ταξιδιού
Εδώ είναι που αποκτά ενδιαφέρον. Ας πούμε ότι συμβαίνει βραχυκύκλωμα κατάντη. Το ρεύμα εκτοξεύει έως και χιλιάδες αμπέρ σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Σε έναν θερμικό-μαγνητικό διακόπτη, αυτό το υψηλό ρεύμα δημιουργεί αμέσως ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο γύρω από το πηνίο. Το πεδίο τραβάει έναν οπλισμό που ενεργοποιεί τον μηχανισμό, ανοίγοντας τις επαφές . Αυτό συμβαίνει σε περίπου 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου - λιγότερο από μισό κύκλο.
Σε έναν ηλεκτρονικά απενεργοποιημένο διακόπτη, ο μικροεπεξεργαστής βλέπει το υπερβολικό ρεύμα και στέλνει ένα σήμα σε μια διακοπή διακλάδωσης ή απελευθερώνει ένα μαγνητικό μάνδαλο. Σε κάθε περίπτωση, ο μηχανισμός λειτουργίας απελευθερώνεται.
Το τόξο – Και πώς να το σκοτώσεις
Όταν οι επαφές αρχίζουν να διαχωρίζονται, η τάση προσπαθεί να διατηρήσει το ρεύμα να ρέει στο διάκενο. Ο αέρας ιονίζεται, γίνεται αγώγιμος και σχηματίζεται ένα τόξο. Αυτό το τόξο μπορεί να φτάσει σε θερμοκρασίες πολλών χιλιάδων βαθμών. Έμεινε μόνο του, θα κατέστρεφε τις επαφές και θα συνέχιζε να αγωγιάζει μέχρι να λιώσει κάτι.
Εδώ κερδίζει η λαβή του τόξου. Καθώς η κινούμενη επαφή απομακρύνεται, το τόξο τραβιέται προς τα πάνω –είτε διοχετεύεται μαγνητικά από το ίδιο το πεδίο του ρεύματος είτε οδηγείται μηχανικά– στη στοίβα των μεταλλικών πλακών. Κάθε πλάκα χωρίζει το τόξο σε μικρότερα τόξα σε σειρά. Κάθε διάσπαση προσθέτει πτώση τάσης και οι πλάκες ψύχουν το τόξο. Τελικά, η τάση που απαιτείται για τη διατήρηση όλων αυτών των μικρών τόξων υπερβαίνει αυτό που μπορεί να παρέχει το σύστημα και το τόξο σβήνει.
Η όλη διαδικασία διαρκεί ίσως 25 έως 40 χιλιοστά του δευτερολέπτου για ένα τυπικό ACB. Όχι στιγμιαία, αλλά αρκετά γρήγορα για να περιορίσετε τη ζημιά.
Αποθηκευμένη ενέργεια – Γιατί οι μεγάλοι διακόπτες δεν βασίζονται στους μύες
Εάν έχετε χειριστεί ποτέ ένα μεγάλο ACB χειροκίνητα, ξέρετε ότι δεν γυρίζετε απλώς μια λαβή. Φορτίζετε πρώτα τα ελατήρια αντλώντας ένα μοχλό ή αφήνοντας έναν κινητήρα να λειτουργήσει. Αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια είναι που κλείνει τις επαφές – γρήγορα και με δύναμη, ανεξάρτητα από το πόσο αργά κινείστε.
Αυτό έχει σημασία γιατί η ταχύτητα επαφής επηρεάζει την κατάσβεση του τόξου. Εάν κλείνετε αργά, οι επαφές ενδέχεται να αναπηδήσουν ή να υποχωρήσουν πριν ολοκληρωθούν. Αν ανοίξετε αργά, το τόξο κρέμεται πολύ. Οι μηχανισμοί αποθηκευμένης ενέργειας εξασφαλίζουν σταθερή ταχύτητα κάθε φορά.
Η διαφορά μεταξύ ACB και Smaller Breakers
Οι άνθρωποι μερικές φορές μπερδεύουν τα ACB μεχυτευμένοι διακόπτες θήκηςή MCCB. Είναι και οι δύο διακόπτες αέρα κατά μία έννοια, αλλά τα ACB είναι γενικά μεγαλύτερα, έχουν υψηλότερες τιμές συνεχούς ρεύματος και συχνά περιλαμβάνουν πιο εξελιγμένη προστασία και παρακολούθηση .
Τα ACB έχουν επίσης σχεδιαστεί για να μπορούν να επισκευαστούν. Μπορείτε να τα ανοίξετε, να επιθεωρήσετε τις επαφές, να αντικαταστήσετε τους αγωγούς τόξου και να προσαρμόσετε τις ρυθμίσεις. Ένας χυτευμένος διακόπτης θήκης είναι συνήθως σφραγισμένος - όταν τελειώσει, αντικαθιστάτε ολόκληρη τη μονάδα.
Μια άλλη διαφορά είναι στον τρόπο με τον οποίο χειρίζονται το ρεύμα σφάλματος. Τα MCCB έχουν σχεδιαστεί για να περιορίζουν το ρεύμα – διακόπτουν τόσο γρήγορα που το ρεύμα σφάλματος δεν φτάνει ποτέ στην πλήρη αιχμή του. Τα ACB είναι κατασκευασμένα για να αντέχουν το σφάλμα για σύντομο χρονικό διάστημα, ενώ οι κατάντη συσκευές καθαρίζουν το πρόβλημα. Αυτή η επιλεκτικότητα είναι ζωτικής σημασίας σε μεγάλα συστήματα όπου δεν θέλετε να ενεργοποιείται ο κύριος διακόπτης για κάθε μικρό σφάλμα σε ένα κύκλωμα διακλάδωσης.
Συνήθεις παρανοήσεις
Έχω ακούσει ανθρώπους να λένε ότι τα ACB είναι ξεπερασμένα και έχουν αντικατασταθεί από το vacuum ή το SF6. Δεν ισχύει για χαμηλή τάση. Ο αέρας είναι ελεύθερος, δεν διαρρέει και δεν απαιτεί ειδικό χειρισμό. Για τάσεις κάτω των 1000 V, οι διακόπτες αέρα εξακολουθούν να είναι οι εργάτες.
Ένα άλλο: ότι όλα τα ACB είναι ίδια. Δεν είναι. Μερικοί χρησιμοποιούν απλές θερμικές διαδρομές, άλλοι έχουν πλήρη έλεγχο μικροεπεξεργαστή με επικοινωνία με συστήματα διαχείρισης κτιρίων. Η βασική αρχή είναι η ίδια, αλλά η πολυπλοκότητα ποικίλλει πολύ.
Και αυτό που με τρελαίνει: «Αν σκόνταψε, απλώς επαναφέρετέ το και ενεργοποιήστε το ξανά». Όχι. Ανακαλύπτεις πρώτα γιατί σκόνταψε. Οι διακόπτες δεν σκοντάφτουν χωρίς λόγο.
Αναδίπλωση
Πώς λειτουργεί λοιπόν ένας διακόπτης κυκλώματος αέρα; Μεταφέρει ρεύμα όταν πρέπει, ανιχνεύει πότε το ρεύμα υπερβαίνει τα ασφαλή επίπεδα, ανοίγει τις επαφές για να διακόψει αυτό το ρεύμα και χρησιμοποιεί τις ιδιότητες του αέρα και τον έξυπνο μηχανικό σχεδιασμό για να σβήσει το τόξο που προκύπτει. Αυτό το κάνει αξιόπιστα, επανειλημμένα και χωρίς ειδικά αέρια ή λάδια.
Την επόμενη φορά που θα περάσετε μπροστά από ένα σε υποσταθμό ή εργοστάσιο, θα ξέρετε τι συμβαίνει μέσα σε αυτό το μεταλλικό κουτί. Και θα εκτιμήσετε τη μηχανική που το αφήνει να κάθεται εκεί ήσυχα για χρόνια, περιμένοντας αυτό το κλάσμα του δευτερολέπτου όταν χρειάζεται να κάνει τη δουλειά του.
Εάν συνεργάζεστε μεδιακόπτες κυκλώματος αέρακαι δεν είστε σίγουροι για το μοντέλο που ταιριάζει στις ρυθμίσεις σας, πώς να καλέσετε τις ρυθμίσεις προστασίας ή απλώς θέλετε να αντιμετωπίσετε μια δύσκολη κατάσταση με κάποιον που ήταν εκεί, χαίρομαι να σας βοηθήσω. Χωρίς υπερφόρτωση της τεχνικής ορολογίας, χωρίς πιεστικές συζητήσεις για τις πωλήσεις – απλώς ειλικρινείς, πρακτικές συμβουλές από πολυετή εμπειρία-.
Είτε ρυθμίζετε το μέγεθος του εξοπλισμού σας για ένα νέο έργο, είτε επιδιώκετε ένα ταξίδι όχλησης είτε σκέφτεστε να αναβαθμίσετε μια υπάρχουσα εγκατάσταση, μη διστάσετε να απευθυνθείτε. Ας βεβαιωθούμε ότι οι διακόπτες σας κάνουν ακριβώς αυτό που πρέπει να κάνουν όταν έχει μεγαλύτερη σημασία.
Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου: luna@yawei-electric.com
WhatsApp: +86 15206275931
