Air Blast Breaker Air Blast Circuit Breaker

Ten rodzaj wyłączników jest takim rodzajem wyłącznika, który pracuje w powietrzu o ciśnieniu atmosferycznym. Po opracowaniu wyłącznika oleju, średniego napięcia wyłącznik powietrzny (ACB) jest całkowicie zastąpiony przez obwód olejułamacz w różnych krajach. Jednak w krajach takich jak Francja i Włochy wyłączniki mocy są nadal preferowanym wyborem do napięcia 15 KV. Dobrym wyborem jest również uniknięcie ryzyka pożaru olejowego w przypadku wyłącznika oleju. W Ameryce wyłączniki mocy były używane wyłącznie w systemie do 15 KV, aż do opracowania nowej próżni i SF₆ wyłączniki.

Zasada działania wyłącznika powietrznego

Zasada działania tego łamacza jest raczejróżni się od tych w innych typach wyłączników. Głównym celem wszelkiego rodzaju wyłączników jest zapobieganie ponownemu wyładowaniu łukiem po zera prądowym poprzez stworzenie sytuacji, w której w szczelinie między stykami wytrzyma napięcie odzyskiwania systemu. The wyłącznik powietrzny robi to samo, ale w inny sposób. W przypadku łuku przerywanego wytwarza napięcie łuku przekraczające napięcie zasilania. Napięcie łuku definiuje się jako minimalne napięcie wymagające utrzymywania łuku. Ten wyłącznik zwiększa napięcie łuku głównie trzema różnymi sposobami,

1. Może zwiększać napięcie łuku poprzez chłodzeniełuk plazmowy. Wraz ze spadkiem temperatury plazmy łukowej zmniejsza się ruchliwość cząstki w osoczu łukowym; dlatego do utrzymania łuku wymagany jest większy gradient napięcia.
2. Może zwiększać napięcie łuku poprzez wydłużanieścieżka łuku. Wraz ze wzrostem długości ścieżki łuku, zwiększa się rezystancja ścieżki, a tym samym utrzymuje się ten sam prąd łuku, co wymaga więcej napięcia na drodze łuku. Oznacza to, że napięcie łuku jest zwiększone.
3. Podział łuku na szereg łuków seryjnych zwiększa również napięcie łuku.

Rodzaje ACB

Dostępne są głównie dwa rodzaje ACB.

1. Zwykły wyłącznik powietrzny.
2. Wyrzutnik pneumatyczny.

Działanie ACB

• Pierwszy cel jest zwykle osiągany przezwymuszenie kontaktu łuku z tak dużym obszarem jak to możliwe z materiału izolacyjnego. Każdy wyłącznik powietrzny jest wyposażony w komorę otaczającą styk. Ta komora nazywa się "rynną łukową". Łuk jest w niego wbity. Jeśli wewnętrzna strona rynny łuku jest odpowiednio ukształtowana, a łuk może być dopasowany do kształtu, ściana zsypowa pomoże osiągnąć chłodzenie. Ten typ rynny łukowej powinien być wykonany z pewnego rodzaju materiału ogniotrwałego. Tworzywa wysokotemperaturowe wzmocnione włóknem szklanym i ceramiką są preferowanymi materiałami do wykonywania zsypu łukowego.
• Drugi cel to wydłużenie łukuścieżkę, osiąga się jednocześnie z pierwszym celem. Jeżeli wewnętrzne ściany rynny łukowej są ukształtowane w taki sposób, że łuk jest nie tylko zmuszony do bezpośredniego zbliżenia się do niego, ale również jest wprowadzany w kanał serpentynowy rzucany na ścianę zsypową łuku. Wydłużenie ścieżki łuku zwiększa opór łuku.
• Trzecią technikę uzyskuje się za pomocą metalułuparki wewnątrz łuku wyładowczego. Główna rynna łukowa podzielona jest na liczby małych przedziałów za pomocą metalowych płytek separacyjnych. Te metalowe płytki separujące są w rzeczywistości rozdzielaczami łukowymi, a każda z małych komór zachowuje się jak pojedynczy zsyp mini-łuku. W tym systemie początkowy łuk jest podzielony na kilka łuków seryjnych, z których każdy będzie miał swój własny łuk mini. Każdy łuk ma swój własny efekt chłodzenia i wydłużenia dzięki własnej rynnie mini-arc, a zatem indywidualne napięcie łuku dzielącego staje się wysokie. Te zbiorczo tworzą całkowite napięcie łuku, znacznie wyższe niż napięcie systemowe.

To było zasada działania wyłącznika powietrznego teraz omówimy szczegółowo działanie ACB w praktyce.
Wyłącznik powietrzny, obsługiwany w ramachpoziom napięcia 1 KV, nie wymaga żadnego urządzenia sterującego łukiem. Głównie w przypadku dużego prądu zwarciowego przy niskim napięciu (niski poziom napięcia powyżej 1 KV) dobrym wyborem są ABC z odpowiednim urządzeniem sterującym łukiem. Te wyłączniki mają zwykle dwie pary styków. Główna para styków przenosi prąd przy normalnym obciążeniu i te styki są wykonane z miedzi. Dodatkowa para jest kontaktem łukowym i wykonana jest z węgla. Kiedy otwierany jest wyłącznik, główne styki otwierają się jako pierwsze i podczas otwierania głównych styków styki łukowe pozostają ze sobą w kontakcie. Wraz z prądem, równoległa niska rezystancja ścieżki przez kontakt łukowy podczas otwierania głównych styków, nie będzie żadnego łuku w głównym styku. Łuk jest inicjowany tylko wtedy, gdy ostatecznie styki łukowe są rozdzielone. Każdy ze styków łukowych jest wyposażony w łuk biegnący, który pomaga wyładowaniu łukowemu poruszać się w górę dzięki efektom termicznym i elektromagnetycznym, jak pokazano na rysunku. Gdy łuk jest prowadzony w górę, wchodzi w zsyp łuku, składający się z rozgałęźników. Łuk w rynnie stanie się zimniejszy, wydłużony i podzielony, a więc napięcie łuku staje się o wiele większe niż napięcie systemowe w czasie działanie wyłącznika powietrznego, a zatem łuk jest wygaszany w końcu podczas bieżącego zera.

Chociaż tego typu wyłączniki stały się przestarzałe w zastosowaniach średniego napięcia, ale nadal są preferowanym wyborem dla wysokich wartości prądowych w zastosowaniach niskonapięciowych.

Air Blast Circuit Breaker

Te rodzaje wyłączników powietrznych zostały wykorzystane do napięcia systemowego 245 KV, 420 KV i jeszcze więcej, szczególnie tam, gdzie wymagana była szybsza praca wyłącznika. Wyłącznik powietrzny ma pewne szczególne zalety w stosunku do wyłącznika oleju, które są wymienione w następujący sposób,

1. Nie ma szans na zagrożenie pożarowe spowodowane przez olej.
2. Prędkość wyłączania wyłącznika jest znacznie większa podczas działanie wyłącznika powietrznego.
3. Łuk wygaszania jest znacznie szybszy w trakcie działanie wyłącznika powietrznego.
4. Czas trwania łuku jest taki sam dla wszystkich wartości przerw w małych i dużych prądach.
5. Ponieważ czas trwania łuku jest mniejszy, więc mniejsza ilość ciepła jest realizowana od łuku do prądu przy przenoszeniu styków, a zatem żywotność styków staje się dłuższa.
6. Stabilność systemu może być dobrze utrzymana, ponieważ zależy od szybkości działania wyłącznika.
7. Wymaga znacznie mniej konserwacji w porównaniu z wyłącznikiem oleju.

Są też tacy wady wyłączników powietrznych-

1. Aby móc wykonywać częste operacje, konieczne jest posiadanie sprężarki powietrza o wystarczająco dużej wydajności.
2. Wymagana jest również częsta konserwacja sprężarki, związanych z nią przewodów powietrza i automatycznych urządzeń sterujących.
3. Ze względu na dużą przerwę w prądzie obrotowym zawsze istnieje szansa na szybki wzrost szybkości uderzania w napięcie i prąd.
4. Istnieje również ryzyko wycieku ciśnienia powietrza ze skrzyżowań rur powietrznych.

Jak powiedzieliśmy wcześniej, istnieją głównie dwa typy ACB, wyłącznik powietrzny i wyłącznik nadmuchowy. Ale później można podzielić dalej na trzy różne kategorie.

1. Axial Blast ACB.
2. Axial Blast ACB z bocznym ruchomym kontaktem.
3. Cross Blast ACB.

Axial Blast Air Breaker

W osiowym wybuchu ACB kontakt jest w ruchukontakt ze stałym kontaktem przy pomocy nacisku sprężyny, jak pokazano na rysunku. W stałym styku znajduje się otwór dyszy, który jest blokowany przez czubek ruchomego styku w normalnym zamkniętym stanie wyłącznika. W przypadku wystąpienia błędu powietrze o wysokim ciśnieniu jest wprowadzane do komory łukowej. Ciśnienie powietrza będzie przeciwdziałać naciskowi sprężyny i odkształci sprężynę, przez co ruchomy kontakt zostanie wyciągnięty ze stałego kontaktu, a otwór dyszy zostanie otwarty. W tym samym czasie powietrze o wysokim ciśnieniu zaczyna płynąć wzdłuż łuku przez stały otwór dyszy kontaktowej. Ten osiowy przepływ powietrza wzdłuż łuku przez otwór dyszy powoduje, że łuk wydłuża się i jest zimniejszy, a zatem napięcie łuku elektrycznego staje się znacznie wyższe niż napięcie układu, co oznacza, że ​​napięcie systemu jest niewystarczające do podtrzymania łuku, w wyniku czego łuk zostaje zahartowany.

Axial Blast ACB ze stykiem bocznym

W tego typu osiowym wyłączniku nadmuchowymruchomy kontakt jest zamocowany na tłoku opartym na sprężynie. Aby otworzyć wyłącznik, powietrze jest dopusz- czane do komory łukowej, gdy ciśnienie osiągnie ustaloną z góry wartość, dociska ruchomy kontakt; łuk jest wciągana pomiędzy stałe i ruchome kontakty. Strumień powietrza natychmiast przenosi łuk na elektrodę łukową, w wyniku czego następuje osiowy przepływ powietrza.

Wyłącznik przecinaka powietrznego

Zasada działania podmuchu poprzecznego wyłącznik powietrzny jest dość prosty. W tym systemie wyłącznik nadmuchowy rura wybuchowa jest zamocowana prostopadle do ruryruch styku ruchomego w komorze łukowej i po przeciwnej stronie komory wyładowczej, jedna komora wylotowa jest również zamontowana przy tym samym ustawieniu rury strumieniowej, tak że powietrze z rury wydmuchowej może prosto wejść do komory wydechowej przez szczelinę stykową łamacz. Komora wylotowa jest wyposażona w spluwacze łukowe. Kiedy ruch styku jest wycofany ze stałego kontaktu, powstaje łuk pomiędzy stykiem, a jednocześnie powietrze o wysokim ciśnieniu wychodzące z rury strumieniowej przejdzie przez szczelinę kontaktową i na siłę poprowadzi łuk do komory wydechowej, w której łuk jest dzielony za pomocą łuparki łukowej i ostatecznie łuk jest wygaszany.