Den uvanlige historien om en konvensjonell effektbryter

Utviklingen av beskyttelsesinnretningen: fra Edisons tid til i dag

Strømbryteren er så kjent for oss at det ser ut til at det ikke er noe interessant i det. Men før bryteren skaffet seg sitt moderne utseende og slo seg ned i hvert hjem, på kontorer, skoler, kjøpesentre og bedrifter, gikk det gjennom en lang evolusjon.

1836-1899 gg.

Førstelinjebryteren ble oppfunnet av amerikaneren Charles Grafton Page. I 1838 opprettet han en bryter - faktisk en kvikksølvtank med en kontaktstang. Etter hvert som strømmen økte, dukket det opp et elektromagnetisk felt som fikk stangen til å stige opp fra kvikksølvet. Kretsen åpnet seg, og da magnetfeltet forsvant, vendte alle elementene tilbake til stedene sine.

Senere dukket prototyper på sikringer opp. Enheten deres ble patentert av Thomas Edison i 1880: et smeltbart innlegg av folie eller ledning ble plassert i en glassflaske. Utad lignet sikringen på en kjent lyspære, men med tilsynelatende primitivitet ga den et nettverksbrudd under overbelastning: innsatsen brant ut - kretsen åpnet.

På slutten av 1800-tallet dukket det opp strømbrytere med automatisk kortslutningsbeskyttelse. Det var en enhet med fjærkontakter, som ble holdt på plass av en sperre. Under påvirkning av en elektromagnet åpnet den og aktiverte en bruddfjær. Dette prinsippet har vist seg så effektivt at det fremdeles brukes i industrielle effektbrytere.

Charles Grafton Page submachine gun

1900-1910 gg.

På begynnelsen av det tjuende århundre begynte en skikkelig boom av effektbrytere i Europa. På verdensutstillingen i Paris, Electric b. Schukkert i Nürnberg ”introduserte en trefasegenerator med en ny effektbryter.

Magasinet "Elektrisitet" i 1902 rapporterte: "Sekundær bytte av en effektbryter etter at den har falt ut av kretsløpet er bare mulig når årsaken til kortslutningen eller andre skader virkelig har blitt eliminert. Enheten er veldig følsom. Den fungerer alltid med samme strøm. Ved hjelp av en spesiell skrue kan enheten leveres til et hvilket som helst antall ampere opp til 2000 ”.

I 1910 dukket det opp en bryter med to reléer. Enheten koblet fra nettverket øyeblikkelig bare med stor overbelastning. Hvis strømmen i nettverket økte litt, utløste bryteren med en justerbar forsinkelse.

I samme periode tenker oppfinnere på hvordan de skal løse problemet med den elektriske lysbuen, som dannes når kontaktene åpnes og ødelegger elementene i effektbryteren. Og Mikhail Dolivo-Dobrovolsky oppfinner en lysbueinnretning: et metallgitter av isolerende materiale med smale spor slokker en elektrisk lysbue ved å knuse den i små deler.

Circuit Breakers på begynnelsen av det 20. århundre

1911-1920 gg.

I 1911 ble den første oljekretsbryteren presentert på en utstilling i Torino. Franskmennene demonstrerte to alternativer på en gang: trefase ved 25 kV og enfase ved 45 kV med en kapasitet på 10 kVA. Innløp, kontakt- og lysbue-systemer i en slik bryter ble plassert i et jordet reservoar med olje, som var under trykk. Oljetanken tjente ikke bare til å slukke buen, men også til å isolere levende deler.

Disse effektbryterne hadde enkle, pålitelige og billige, også en rekke betydelige ulemper: de kunne eksplodere, var brannfarlige og hadde veldig imponerende dimensjoner.

I 1914 oppfant den samme Dolivo-Dobrovolsky en deionisk gitter med spesielle elektromagneter for å trekke en elektrisk lysbue inn i gapet i lysbuen. Teknologi er med på å slukke buen så effektivt som mulig.Prinsippet som ble brukt for 105 år siden, brukes fortsatt i effektbrytere.

1921-1945 gg.

De tyske ingeniørene Hugo Stotz og Heinrich Schachtner gjorde en revolusjon: de kombinerte termiske og magnetiske trippenheter til en enkelt gjenbrukbar enhet. Som et resultat begynte enhetene å beskytte ikke bare mot overbelastning (som forgjengerne gjorde med en termisk frigjøring), men også mot kortslutninger. Nå måtte ikke innlegget byttes etter hver operasjon - det var nok å trykke på en knapp og starte bryteren på nytt.

Hugo Stotz effektbryter

Tyskerne fikk patent på oppfinnelsen i 1924, og fire år senere dukket verdens første modulære effektbryter opp på markedet, som deretter ble produsert uten strukturelle endringer i nesten 30 år.

Hugo Stotz effektbryterannonsering på 20-30-tallet av XX-tallet

På 1930-tallet dukket det også opp lysbuer for å slukke gnister som oppstår når enheten utløses, og kontaktputer laget av sølvholdige materialer.

Ifølge Denis Nikitin, en ekspertingeniør, en av de ledende produsentene og leverandørene av elektrisk og lysutstyr, i vår tid, brukes ikke sølv i produksjonen av effektbrytere på grunn av det lave smeltepunktet og den raske ødeleggelsen under buebrenning.

I moderne apparater brukes en legering av sølv med et ildfast stoff (metallisk eller ikke-metallisk) for å øke kontaktgruppens motstand. For eksempel bruker seriebrytere selgere laget av sølvholdig materiale, noe som øker slitestyrken til kontaktgruppen og reduserer overgangsmotstanden. Følgelig øker levetiden til effektbryteren, påliteligheten øker.

Hugo Stotz patent på effektbryter

Annonsering av Stotz slår på postkort

1946-1975 gg.

I Russland fulgte utviklingen av teknologi en litt annen vei. I etterkrigstiden ble AB25 effektbrytere mye brukt. Utgivelsene i dem var bare termiske, derfor beskyttet disse enhetene pålitelig bare mot overbelastning.

Kortslutninger ble et problem: det elektriske nettverket må åpnes øyeblikkelig, men bimetallplaten til den termiske frigjøringen trenger tid for å varme opp og fungere. Kortslutningsstrømbryteren med en slik frigjøring koblet selvfølgelig ut, men en brann i ledningene kunne starte tidligere.

Når det gjelder lysbuekamrene til de sovjetiske strømbryterne på 1950-1960-tallet, inneholdt de et lite antall plater. Effektiviteten av lysbueutryddelse i dette tilfellet er lav på grunn av liten knusing.

Det er mye mer plater i moderne lysbuekamre, mens ingeniører prøver å finne den optimale balansen mellom det økte antallet plater for lysbueeffektivitet og kompaktheten til effektbrytere.

Strømbrytere i første halvdel av 1900-tallet

Automatisk bryter STOTZ-KONTAKT fra 1952 utgivelse

ABB effektbryter

Reklamebrytere i Tyskland på 70-tallet av XX århundre

1976-1991 gg.

I løpet av de neste 20 årene har vektoren for utvikling av strømbrytere i verden forskjøvet seg mot å forbedre ytelsen, forbedre lysbuen og kontaktsystemer, fremveksten av stasjoner. Men i vårt land var denne perioden preget av spredning av AE1031-brytere.

Automatisk bryter AE1031

Løsningen deres var fortsatt bare termisk, men det var også en grunnleggende forskjell - fraværet av et lysbuekammer.

Når enheten utløses, avviker kontaktene på større avstand enn enhetene fra forrige generasjon, og buen slukker. Slike brytere takler oppgaven deres og finnes fremdeles i leilighetspaneler i boligbygg.

AE1031 bryter i demontert form

"Det er bedre å bytte ut en slik bryter med en moderne en utstyrt med en elektromagnetisk utløsning og et lysbue. Belastningen økte betydelig og kortslutningsstrømmene økte, forklarer Denis Nikitin (IEK GROUP). - For å sikre sikkerheten til elektriske nettverk, krever effektbrytere pålitelig drift og hastighet. Moderne enheter opererer med en kortslutning nesten umiddelbart - på 0,1 sekunder. "

Forstørret lysbue i VA47-60 IEK® effektbryter

Fra 1990-tallet i disse dager

På 1990-tallet Russland har gjort et enormt gjennombrudd innen design og produksjon av effektbrytere, vedtatt beste praksis for utenlandske selskaper og introdusert egne teknologier som oppfyller kravene til det innenlandske markedet.

De fleste moderne innenlandske strømbrytere har både termiske og elektromagnetiske utgivelser, og beskytter nettverket samtidig mot overbelastning og kortslutning.

For dem produserer produsenter ytterligere moduler som utvider funksjonaliteten til effektbrytere.

For eksempel blir oppfinnelsen oppfunnet som kan fjernstyres. De lar deg åpne kretsen på avstand og er uunnværlige under en brann, når du trenger å slå av ventilasjonen eller åpne den elektromagnetiske dørlåsen, men det er ingen tilgang til skjoldet.

Moderne BA47-60M IEK®

Impulsen fra brannsikringssystemet mates til en uavhengig utløsning, og den løser ut effektbryteren. Et eksempel er skruefri montering med et driftsspenningsområde 161–253 V, som brukes til å utløse en, to, tre eller fire polet effektbrytere i BA47-29 og BA47-100 IEK®-serien.

Den mekaniske slitestyrken til moderne effektbrytere er designet for ikke mindre enn 20 000 sykluser, og den elektriske for ikke mindre enn 6000. De ledende produsentene klarte å oppnå så imponerende indikatorer takket være den spesielle saken design med forbedret varmeoverføring og den ekstra beskyttelsen mot å brenne ut bak lysbuen ( varme fjernes gjennom plast- og metallplater).

Utviklingen av lysbuenes kamre fortsetter: antall plater øker i dem, doble gnistslukkingsrister er installert ved utløpet, noe som øker brannsikkerheten til apparatet, og forhindrer utslipp av bueproduktene.

Systemer med automatisk kontroll av kjennetegn (avhengig av arbeidsforhold) blir i økende grad introdusert i moderne enheter, mikroprosessorer brukes i økende grad til lysbue-modellering og utseendet til trefasemaskiner med en responstid på 1 ms. Evolusjonen til effektbryteren fortsetter.

Materiale utarbeidet av pressetjenesten til IEK GROUP