Câu chuyện bất thường của một bộ ngắt mạch thông thường

Sự phát triển của thiết bị bảo vệ: từ thời Edison đến nay

Bộ ngắt mạch đã quá quen thuộc với chúng ta đến nỗi dường như không có gì thú vị trong đó. Nhưng trước khi chuyển đổi có được cái nhìn hiện đại và ổn định ở mọi nhà, trong văn phòng, trường học, trung tâm mua sắm và doanh nghiệp, nó đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài.

1836-1899

Bộ ngắt mạch đầu tiên được phát minh bởi American Charles Grafton Page. Năm 1838, ông đã tạo ra một máy cắt - trên thực tế, một bể thủy ngân có một thanh tiếp xúc. Khi dòng điện tăng lên, một trường điện từ xuất hiện, làm cho thanh nổi lên từ thủy ngân. Mạch mở ra và khi từ trường biến mất, tất cả các yếu tố trở về vị trí của chúng.

Các nguyên mẫu sau này của cầu chì xuất hiện. Thiết bị của họ đã được Thomas Edison cấp bằng sáng chế vào năm 1880: một miếng chèn có thể làm bằng giấy bạc hoặc dây được đặt trong bình thủy tinh. Bề ngoài, cầu chì giống như một bóng đèn quen thuộc, nhưng với vẻ nguyên thủy, nó cung cấp một sự cố mạng trong quá tải: chèn bị cháy - mạch mở.

Vào cuối thế kỷ 19, các bộ ngắt mạch xuất hiện với bảo vệ ngắn mạch tự động. Đó là một thiết bị có các tiếp điểm lò xo, được giữ bằng một chốt. Dưới ảnh hưởng của nam châm điện, nó mở ra và kích hoạt một lò xo bị vỡ. Nguyên tắc này đã được chứng minh hiệu quả đến mức nó vẫn được sử dụng trong các máy cắt công nghiệp.

Súng tiểu liên Charles Grafton

1900 Led1910

Vào đầu thế kỷ XX, một sự bùng nổ thực sự của các bộ ngắt mạch đã bắt đầu ở châu Âu. Tại Triển lãm Thế giới ở Paris, Điện b. Schukkert tại Nicheberg giới thiệu máy phát điện ba pha với bộ ngắt mạch mới.

Tạp chí "Điện" năm 1902 đã báo cáo: "Việc chuyển mạch thứ cấp của thiết bị ngắt mạch sau khi nó bị rơi ra khỏi mạch chỉ có thể xảy ra khi nguyên nhân gây đoản mạch hoặc hư hỏng khác thực sự đã được loại bỏ. Thiết bị rất nhạy cảm. Nó luôn luôn hoạt động ở cùng một hiện tại. Bằng một ốc vít đặc biệt, thiết bị có thể được phân phối tới bất kỳ số lượng ampe nào lên tới 2000.

Năm 1910, một công tắc với hai rơle xuất hiện. Thiết bị ngắt kết nối mạng ngay lập tức chỉ với tắc nghẽn lớn. Nếu công suất trong mạng tăng nhẹ, công tắc bị ngắt với độ trễ có thể điều chỉnh.

Trong cùng thời gian, các nhà phát minh đang suy nghĩ về cách giải quyết vấn đề của hồ quang điện, được hình thành khi các tiếp điểm mở và phá hủy các yếu tố của bộ ngắt mạch. Và Mikhail Dolivo-Dobrovolsky đã phát minh ra một thiết bị vũ trang: một lưới kim loại bằng vật liệu cách điện với các khe hẹp làm dập tắt một hồ quang điện bằng cách nghiền nát nó thành các phần nhỏ.

Bộ ngắt mạch vào đầu thế kỷ 20

1911 Từ1920

Năm 1911, thiết bị ngắt mạch dầu đầu tiên đã được trình bày tại một triển lãm ở Torino. Người Pháp đã trình diễn hai lựa chọn cùng một lúc: ba pha ở 25 kV và một pha ở 45 kV với công suất 10 kVA. Các cửa vào, hệ thống tiếp xúc và vũ trang trong một công tắc như vậy được đặt trong một bể chứa được nối đất với dầu, chịu áp lực. Các thùng dầu phục vụ không chỉ để dập tắt hồ quang, mà còn để cô lập các bộ phận sống.

Đơn giản, đáng tin cậy và không tốn kém, những bộ ngắt mạch này cũng có một số nhược điểm đáng kể: chúng có thể phát nổ, nguy hiểm về hỏa hoạn và có kích thước rất ấn tượng.

Vào năm 1914, cùng một chiếc Dolivo-Dobrovolsky đã phát minh ra một tấm lưới khử ion với nam châm điện đặc biệt để vẽ một vòng cung điện vào khe hở của buồng vũ trang. Công nghệ giúp dập tắt hồ quang hiệu quả nhất có thể.Nguyên tắc được áp dụng 105 năm trước vẫn được sử dụng trong các bộ ngắt mạch.

1921 Khúc1945

Các kỹ sư người Đức Hugo Stotz và Heinrich Schachtner đã tạo nên một cuộc cách mạng: họ kết hợp các đơn vị nhiệt và từ thành một đơn vị có thể tái sử dụng. Do đó, các thiết bị bắt đầu bảo vệ không chỉ khỏi tình trạng quá tải (như người tiền nhiệm của chúng đã làm với một lần giải phóng nhiệt), mà còn từ các mạch ngắn. Bây giờ, phần chèn không phải thay đổi sau mỗi thao tác - chỉ cần nhấn nút và khởi động lại công tắc là đủ.

Cầu dao Hugo Stotz

Người Đức đã nhận được bằng sáng chế cho phát minh này vào năm 1924, và bốn năm sau đó, bộ ngắt mạch mô-đun đầu tiên trên thế giới xuất hiện trên thị trường, sau đó được sản xuất mà không thay đổi cấu trúc trong gần 30 năm.

Quảng cáo cầu dao Hugo Stotz trong những năm 20 - 30 của thế kỷ XX

Vào những năm 1930, các buồng vũ trang để dập tắt tia lửa xảy ra khi thiết bị được kích hoạt và các miếng tiếp xúc làm bằng vật liệu chứa bạc cũng xuất hiện.

Theo Denis Nikitin, một kỹ sư chuyên gia, một trong những nhà sản xuất và cung cấp thiết bị điện và chiếu sáng hàng đầu, trong thời đại chúng ta, bạc nguyên chất không được sử dụng trong sản xuất máy cắt do nhiệt độ nóng chảy thấp và phá hủy nhanh trong quá trình đốt hồ quang.

Trong các thiết bị hiện đại, một hợp kim bạc với chất chịu lửa (kim loại hoặc phi kim) được sử dụng để tăng sức đề kháng của nhóm tiếp xúc. Ví dụ, thiết bị chuyển mạch sê-ri sử dụng chất hàn được làm bằng vật liệu chứa bạc, làm tăng khả năng chống mài mòn của nhóm tiếp xúc và giảm điện trở chuyển tiếp. Theo đó, tuổi thọ của bộ ngắt mạch tăng, độ tin cậy của nó tăng.

Bằng sáng chế của Hugo Stotz cho bộ ngắt mạch

Quảng cáo của Stotz chuyển đổi trên bưu thiếp

1946191975

Ở Nga, sự phát triển của công nghệ đi theo một con đường hơi khác. Trong thời kỳ hậu chiến, máy cắt AB25 được sử dụng rộng rãi. Các bản phát hành trong đó chỉ là nhiệt, do đó, các thiết bị này chỉ được bảo vệ một cách đáng tin cậy khỏi quá tải.

Đoản mạch trở thành một vấn đề: mạng điện phải được mở ngay lập tức, nhưng tấm lưỡng kim của bộ giải phóng nhiệt cần có thời gian để làm nóng và hoạt động. Bộ ngắt mạch ngắn mạch với một bản phát hành như vậy, tất nhiên, bị ngắt kết nối, nhưng một đám cháy trong hệ thống dây có thể bắt đầu sớm hơn.

Đối với các phòng vũ trang của các thiết bị ngắt mạch của Liên Xô trong những năm 1950-1960, chúng chứa một số lượng nhỏ các tấm. Hiệu quả của sự tuyệt chủng hồ quang trong trường hợp này là thấp do nghiền nhỏ.

Có nhiều tấm hơn trong các buồng vũ trang hiện đại, trong khi các kỹ sư đang cố gắng tìm sự cân bằng tối ưu giữa số lượng tấm tăng lên để đạt hiệu quả vũ trang và độ nén của máy cắt.

Cầu dao trong nửa đầu thế kỷ 20

Công tắc tự động STOTZ-KONTAKT năm 1952 phát hành

Bộ ngắt mạch ABB

Thiết bị ngắt mạch quảng cáo ở Đức vào những năm 70 của thế kỷ XX

19761991

Trong 20 năm tiếp theo, véc tơ phát triển các bộ ngắt mạch trên thế giới đã chuyển sang cải thiện hiệu suất, cải thiện hệ thống tiếp xúc và tiếp xúc, sự xuất hiện của các ổ đĩa. Nhưng ở nước ta, thời kỳ này được đánh dấu bằng sự phổ biến của các thiết bị chuyển mạch AE1031.

Công tắc tự động AE1031

Phát hành của họ vẫn chỉ là nhiệt, nhưng cũng có một sự khác biệt cơ bản - sự vắng mặt của một buồng vũ trang.

Khi thiết bị được kích hoạt, các tiếp điểm của nó sẽ phân kỳ ở khoảng cách lớn hơn các thiết bị của thế hệ trước và vòng cung sẽ tắt. Các công tắc như vậy đối phó với nhiệm vụ của họ và vẫn được tìm thấy trong các bảng căn hộ của các tòa nhà dân cư.

Công tắc AE1031 ở dạng tháo rời

Thay vào đó, một bộ chuyển đổi như vậy bằng một công tắc hiện đại được trang bị bộ phát điện từ và buồng vũ trang. Tải tăng đáng kể và dòng điện ngắn mạch tăng Denis Nikitin (NHÓM IEK). - Để đảm bảo an toàn cho mạng điện, bộ ngắt mạch đòi hỏi hoạt động và tốc độ đáng tin cậy. Các thiết bị hiện đại hoạt động với một mạch ngắn gần như ngay lập tức - trong 0,1 giây. "

Buồng hồ quang mở rộng của bộ ngắt mạch VA47-60 IEK®

Từ những năm 1990 những ngày này

Vào những năm 1990 Nga đã tạo ra một bước đột phá to lớn trong việc thiết kế và sản xuất máy cắt, áp dụng các thông lệ tốt nhất của các công ty nước ngoài và giới thiệu các công nghệ riêng đáp ứng nhu cầu của thị trường trong nước.

Hầu hết các bộ ngắt mạch hiện đại trong nước đều có các bản phát hành nhiệt và điện từ, bảo vệ mạng cùng lúc khỏi quá tải và ngắn mạch.

Đối với họ, các nhà sản xuất sản xuất các mô-đun bổ sung mở rộng chức năng của các bộ ngắt mạch.

Ví dụ, các đơn vị chuyến đi được phát minh có thể được điều khiển từ xa. Chúng cho phép bạn mở mạch ở khoảng cách xa và không thể thiếu trong đám cháy, khi bạn cần tắt thông gió hoặc mở khóa cửa điện từ, nhưng không có quyền truy cập vào tấm chắn.

BA47-60M IEK® hiện đại

Sự thúc đẩy từ hệ thống phòng cháy chữa cháy được đưa đến một bản phát hành độc lập, và nó giải phóng bộ ngắt mạch. Một ví dụ là lắp đặt không có vít với dải điện áp hoạt động là 161 Phi253 V, được sử dụng để ngắt một, hai, ba hoặc bốn cực của bộ ngắt mạch BA47-29 và BA47-100 IEK®.

Khả năng chống mài mòn cơ học của máy cắt hiện đại được thiết kế không dưới 20.000 chu kỳ và điện không dưới 6000. Các nhà sản xuất hàng đầu đã đạt được các chỉ số ấn tượng như vậy nhờ thiết kế vỏ đặc biệt với tản nhiệt được cải thiện và bảo vệ bổ sung chống cháy từ phía sau vòng cung ( nhiệt được loại bỏ thông qua các tấm nhựa và kim loại).

Sự phát triển của các buồng vũ trang vẫn tiếp tục: số lượng tấm tăng lên trong chúng, lưới tản nhiệt kép được lắp đặt ở đầu ra, làm tăng tính an toàn cháy nổ của thiết bị, ngăn chặn việc xả các sản phẩm của hồ quang bị đốt cháy.

Các hệ thống điều khiển tự động các đặc tính (tùy thuộc vào điều kiện làm việc) ngày càng được đưa vào các thiết bị hiện đại, bộ vi xử lý ngày càng được sử dụng để mô hình hồ quang và sự xuất hiện của máy ba pha với thời gian đáp ứng là 1 ms. Sự phát triển của bộ ngắt mạch tiếp tục.

Tài liệu được chuẩn bị bởi dịch vụ báo chí của IEK GROUP