Необичайната история на конвенционален прекъсвач

Еволюцията на защитното устройство: от времето на Едисон до днес

Прекъсвачът е толкова познат за нас, че изглежда, че в него няма нищо интересно. Но преди превключвателят да намери своя модерен вид и да се настани във всеки дом, в офиси, училища, търговски центрове и предприятия, той премина през дълга еволюция.

1836-1899 GG.

Първият прекъсвач на веригата е изобретен от американеца Чарлз Графтън Пейдж. През 1838 г. той създава прекъсвач - всъщност резервоар с живак с контактна пръчка. С увеличаването на тока се появява електромагнитно поле, което кара пръта да се издига от живака. Веригата се отвори и когато магнитното поле изчезна, всички елементи се върнаха на местата си.

По-късно се появяват прототипи на предпазители. Устройството им е патентовано от Томас Едисън през 1880 г.: стопяема вложка, изработена от фолио или тел, е поставена в стъклена колба. Външно предпазителят приличаше на позната крушка, но с привидна примитивност осигури мрежов срив по време на претоварване: вложката изгоря - веригата се отвори.

В края на 19 век се появяват прекъсвачи с автоматична защита от късо съединение. Това беше устройство с пружинни контакти, които се задържаха на място чрез резе. Под въздействието на електромагнит той се отвори и задейства счупваща пружина. Този принцип се оказа толкова ефективен, че все още се използва в индустриални прекъсвачи.

Чарлз Графтън Страница автомат

1900-1910 GG.

В началото на ХХ век в Европа започва истински бум на прекъсвачи. На световното изложение в Париж, Electric b. Schukkert в Нюрнберг ”представи трифазен генератор с нов прекъсвач.

Списанието "Електричество" през 1902 г. съобщава: "Вторичното превключване на прекъсвач, след като той е изпаднал от веригата, е възможно само когато причината за късото съединение или други повреди наистина бъдат отстранени. Устройството е много чувствително. Той винаги функционира при един и същ ток. Чрез специален винт, устройството може да бъде доставено на произволен брой ампери до 2000 ”.

През 1910 г. се появява превключвател с две релета. Устройството незабавно прекъсна мрежата само при големи задръствания. Ако мощността в мрежата се увеличи леко, превключвателят се задейства с регулируемо закъснение.

В същия период изобретателите обмислят как да решат проблема с електрическата дъга, която се образува, когато контактите се отворят и унищожат елементите на прекъсвача. И Михаил Доливо-Доброволски измисля дъгообразно устройство: метална решетка от изолационен материал с тесни прорези гася електрическа дъга, като я натрошава на малки части.

Автоматични прекъсвачи в началото на 20-ти век

1911-1920 GG.

През 1911 г. на изложение в Торино е представен първият прекъсвач на масло. Французите демонстрираха две опции наведнъж: трифазна при 25 kV и еднофазна при 45 kV с капацитет 10 kVA. Входните, контактните и дъговите системи в такъв превключвател бяха поставени в заземен резервоар с масло, който беше под налягане. Резервоарът за масло служи не само за гасене на дъгата, но и за изолиране на живи части.

Прости, надеждни и евтини, тези прекъсвачи имаха и редица съществени недостатъци: те можеха да експлодират, бяха опасни от пожар и имат много впечатляващи размери.

През 1914 г. същият Доливо-Доброволски изобретява йонна решетка със специални електромагнити за изтегляне на електрическа дъга в процепа на дъговидната камера. Технологията помага да се гаси дъгата възможно най-ефективно.Принципът, прилаган преди 105 години, все още се използва в прекъсвачи.

1921-1945 GG.

Немските инженери Уго Стотц и Хайнрих Шахтнер направиха революция: те комбинираха термични и магнитни трип-блокове в едно единично многократно използване. В резултат на това устройствата започнаха да се предпазват не само от претоварвания (както направиха предшествениците им с едно термично освобождаване), но и от късо съединение. Сега вложката не трябваше да се сменя след всяка операция - достатъчно беше да натиснете бутон и да рестартирате превключвателя.

Прекъсвач на прекъсвача Hugo Stotz

Германците получили патент за изобретението през 1924 г., а четири години по-късно на пазара се появи първият в света модулен прекъсвач, който след това се произвежда без структурни промени в продължение на почти 30 години.

Реклама на прекъсвачи на Hugo Stotz през 20-те - 30-те години на XX век

През 30-те години на миналия век са създадени дъгови камери за гасене на искри, които се появяват при задействане на устройството и също така се появяват контактни накладки, изработени от материали, съдържащи сребро.

Според Денис Никитин, експертен инженер, един от водещите производители и доставчици на електрическа и осветителна техника, в наше време чистото сребро не се използва при производството на прекъсвачи поради ниската точка на топене и бързото разрушаване при изгаряне на дъгата.

В съвременните устройства се използва сплав от сребро с огнеупорно вещество (метален или неметален), за да се увеличи устойчивостта на контактната група. Например, серийните превключватели използват припои, изработени от материал, съдържащ сребро, което увеличава износоустойчивостта на контактната група и намалява преходното съпротивление. Съответно, експлоатационният живот на прекъсвача се увеличава, неговата надеждност се увеличава.

Патент на Hugo Stotz за прекъсвач

Реклама на превключватели на Stotz на пощенски картички

1946-1975 GG.

В Русия развитието на технологиите следваше малко по-различен път. В следвоенния период широко се използват прекъсвачи AB25. Изпусканията в тях бяха само термични, следователно, тези устройства надеждно защитени само от претоварвания.

Късо съединение се превърна в проблем: електрическата мрежа трябва да се отвори незабавно, но биметалната плоча на термичното освобождаване се нуждае от време, за да се загрее и да работи. Прекъсвачът на ток на късо съединение с такова освобождаване, разбира се, е изключен, но пожар в окабеляването може да започне по-рано.

Що се отнася до дъгообразните камери на съветските прекъсвачи от 1950-1960-те, те съдържаха малък брой плочи. Ефективността на изгаряне на дъгата в този случай е ниска поради малко смачкване.

В съвременните дъгови камери има много повече плочи, докато инженерите се опитват да намерят оптималния баланс между увеличения брой плочи за ефективност на дъгата и компактността на прекъсвачите.

Автоматични прекъсвачи през първата половина на 20 век

Автоматичен превключвател STOTZ-KONTAKT от 1952 г. на издаване

ABB прекъсвач

Рекламни прекъсвачи в Германия през 70-те години на XX век

1976-1991 GG.

През следващите 20 години векторът на развитие на прекъсвачите в света се измести към подобряване на производителността, подобряване на системи за дъга и контакт, поява на задвижвания. Но у нас този период бе белязан от разпространението на превключватели AE1031.

Автоматичен превключвател AE1031

Освобождаването им все още беше само термично, но имаше и фундаментална разлика - липсата на дъговидна камера.

Когато устройството се задейства, неговите контакти се разминават на по-голямо разстояние от устройствата от предишното поколение и дъгата изгасва. Такива превключватели се справят със задачата си и все още се намират в панелни апартаменти на жилищни сгради.

AE1031 превключвател в разглобен вид

„По-добре е такъв превключвател да бъде заменен с модерен, оборудван с електромагнитно освобождаване и зарядна камера. Натоварванията се увеличават значително и токовете на късо съединение се увеличават “, обяснява Денис Никитин (IEK GROUP), - За да се гарантира безопасността на електрическите мрежи, прекъсвачите изискват надеждна работа и скорост. Съвременните устройства работят с късо съединение почти моментално - за 0,1 секунди. "

Уголемена дъгова камера на прекъсвача на IEK® VA47-60 IEK®

От 90-те тези дни

През 90-те години Русия направи огромен пробив в проектирането и производството на прекъсвачи, възприемайки най-добрите практики на чуждестранните компании и въвеждайки свои собствени технологии, отговарящи на нуждите на вътрешния пазар.

Повечето съвременни битови превключватели имат както термични, така и електромагнитни освобождавания, защитават мрежата едновременно от претоварвания и къси съединения.

За тях производителите произвеждат допълнителни модули, които разширяват функционалността на прекъсвачите.

Например са измислени единици за пътуване, които могат да се управляват дистанционно. Те ви позволяват да отворите веригата на разстояние и са незаменими по време на пожар, когато трябва да изключите вентилацията или да отворите ключалката на електромагнитната врата, но няма достъп до щита.

Модерен BA47-60M IEK®

Импулсът от противопожарната система се подава до независимо освобождаване и той освобождава прекъсвача. Пример за това е безвинтово монтиране с обхват на работното напрежение 161–253 V, което се използва за задействане на един, два, три или четири полюсни прекъсвачи от сериите BA47-29 и BA47-100 IEK®.

Механичната износоустойчивост на съвременните прекъсвачи е проектирана за не по-малко от 20 000 цикъла, а електрическата за не по-малко от 6000. Водещите производители успяха да постигнат толкова впечатляващи показатели благодарение на специалния дизайн на корпуса с подобрен топлопренос и допълнителната му защита срещу изгаряне от дъгата ( топлината се отстранява чрез пластмасови и метални плочи).

Еволюцията на дъговите камери продължава: броят на плочите се увеличава в тях, на изхода се монтират двойни искрогасителни решетки, които повишават пожарната безопасност на апарата, предотвратявайки изхвърлянето на продуктите на дъгата.

Системите за автоматично управление на характеристиките (в зависимост от условията на работа) все по-често се въвеждат в съвременните устройства, микропроцесорите все повече се използват за моделиране на дъги и появата на трифазни машини с време на реакция 1 ms. Еволюцията на прекъсвача продължава.

Материал, подготвен от пресслужбата на IEK GROUP