Perché siamo necessari e quali sono i dispositivi di commutazione dell'alimentazione

Il dispositivo di commutazione svolge la funzione principale di controllo del circuito elettrico: accenderlo e spegnerlo. Questo tipo di apparecchi comprende: sezionatori, interruttori, sezionatori.

Gli interruttori sono progettati per accendere e spegnere i circuiti elettrici "live", cioè mentre una corrente elettrica scorre attraverso il circuito.

Tutti i dispositivi elettrici con parti mobili possono essere suddivisi in automatici e non automatici. Automatico: si tratta di dispositivi che entrano in azione da una determinata modalità circuitale, o macchine, e non automatici, la cui azione dipende solo dalla volontà dell'operatore.

Gli interruttori automatici sono di bassa tensione (disponibili per tensioni fino a 1000 V) e di alta tensione (per tensioni superiori a 1000 V).

Il più semplice interruttore a bassa tensione non automatico — interruttorecostituito principalmente da una lama mobile, un contatto fisso e una maniglia.

L'operatore accende o spegne manualmente l'interruttore ruotando la lama in posizione verticale o orizzontale. I contatti dell'interruttore automatico si trovano solo in aria.

Un semplice interruttore rublo unipolare

700 rubli in una storica centrale idroelettrica in Germania

Fusibili nei quadri interni in Cina

Con l'aumento della tensione e della potenza operativa, un tale dispositivo non può più soddisfare le esigenze di lavoro e gradualmente compaiono tipi di interruttori sempre più avanzati.

Negli impianti elettrici per tensioni fino a 1000 V, sono i più utilizzati demolitori d'aria di diversi modelli.

Interruttore di bassa tensione Siemens per corrente 16A

Schneider Electric 125 A interruttore di bassa tensione

Interruttori automatici domestici nella cabina elettrica (c'è un intervallo di 30 anni tra di loro)

Quando il circuito è diseccitato tra i contatti deviatori dell'interruttore si verifica un arco elettrico essere pagato. Per una migliore estinzione dell'arco, nelle macchine vengono utilizzati dispositivi speciali che migliorano il processo di estinzione dell'arco, il cosiddetto camere di estinzione dell'arco disegni diversi.

Quadro elettrico quadro chiuso

Per i circuiti ad alta tensione, un semplice interruttore aperto non è più in grado di soddisfare i requisiti operativi. La prima cosa che è stata fatta per migliorare il design dell'interruttore è stata abbassare i contatti nell'olio per trasformatori, determinando il cosiddetto cambio dell'olio. Attualmente, il demolitore è già un dispositivo molto complesso che utilizza molti risultati della scienza e della tecnologia per il suo lavoro.

Interruttore dell'olio ad alta tensione della sottostazione del trasformatore

Il funzionamento dell'interruttore dell'olio durante lo spegnimento è ridotto a quanto segue: a causa dell'azione dell'alta temperatura dell'arco, l'olio si decompone in gas, il cui componente principale è l'idrogeno.Pertanto, l'arco brucia in un mezzo gassoso che si trova in uno stato dinamico, vi è una violenta miscelazione di particelle ionizzate e non ionizzate, particelle di gas fredde e calde, e in uno dei momenti in cui la corrente passa per lo zero, a causa di la periodicità, l'arco si spegne.

La formazione di gas è molto forte, si accumula una pressione significativa nell'interruttore e se l'interruttore non è progettato correttamente, può esplodere.

Con gli interruttori automatici ad olio con camera di estinzione dell'arco, l'estinzione dell'arco è più rapida e indolore. Qui l'energia dell'arco viene utilizzata per creare una pressione che aumenta notevolmente il movimento del gas attorno all'arco e contribuisce così allo spegnimento dell'arco.

Esistono molti design di fotocamere e i principi del loro funzionamento sono piuttosto diversi, ma tutti servono principalmente a uno dei due scopi:

• o creare movimento di petrolio e gas rispetto all'arco;
• oppure l'arco viene spostato rispetto all'olio e alle pareti di camere speciali.

Per tali interruttori, l'azionamento non è più un'unità strutturale con l'interruttore: nella maggior parte dei casi, l'azionamento è implementato strutturalmente separatamente dall'interruttore ed è collegato a quest'ultimo mediante meccanismi speciali.

Esistono anche tanti altri tipi di interruttori automatici ad alta tensione che da tempo hanno sostituito gli interruttori automatici sfusi. Questo, ad esempio, interruttori dell'olio di piccolo volume, in cui vengono utilizzati serbatoi di porcellana e quindi non è richiesto alcun isolamento speciale delle parti a contatto del serbatoio e la quantità di olio in essi contenuta è molto inferiore.

Interruttore colonna olio per tensione 10 kV

Vanno poi menzionate le «ruote ad aria compressa», dove l'arco viene spento con un getto di aria compressa. Questi interruttori presentano una serie di vantaggi e stanno sempre più sostituendo gli interruttori dell'olio. L'azionamento per loro funziona anche dall'aria compressa, ma il controllo dell'azionamento è elettrico.

Interruttore aperto per tensione 110 kV

Vengono utilizzati anche moderni interruttori automatici in vuoto e SF6.

rompivuoto

Interruttore automatico SF6

Il design delle chiavi moderne è molto vario e puoi leggere di più su di loro qui:Caratteristiche comparative degli interruttori automatici ad alta tensione in olio, SF6 e in vuoto

Anche i sezionatori sono dispositivi di manovra ad alta tensione, ma non sono progettati per l'accensione e lo spegnimento sotto tensione (tranne nei casi di commutazione di correnti molto basse, specificatamente indicati per ogni tipo di sezionatore).

Sezionatore alta tensionedi norma è costruito in aria, cioè con contatti che sono semplicemente in aria, poiché uno dei requisiti principali per un sezionatore è che i suoi contatti siano direttamente visibili, in modo che sia possibile determinare con precisione se il sezionatore è acceso o spento.

Sezionatore

In sostanza, un sezionatore è un dispositivo elettrico progettato per collegare (o scollegare) due sezioni metalliche di un circuito insieme quando la corrente non può fluire attraverso tali sezioni.

Il design del sezionatore è molto simile al design dell'interruttore a coltello, solo le sue dimensioni, corrispondenti alla sua alta tensione operativa, sono molto più grandi e il sistema di azionamento è molto più complesso di quello dell'interruttore a coltello.

Un certo numero di altri dispositivi che eseguono operazioni di accensione e spegnimento possono essere attribuiti, ad esempio, alle apparecchiature di commutazione dell'alimentazione sezionatori di carico, separatori e cortocircuiti, ma i dispositivi elencati in questo articolo sono i rappresentanti più importanti delle apparecchiature di commutazione.

Guarda anche: Cosa sono, come sono disposti i quadri di bassa tensione e come funzionano