Wat zijn Elektrische Schakelingbeveiligingssystemen?

Bij het gebruik van elektrische systemen of apparaten is het vaak wenselijk en noodzakelijk om deze in- en uit te schakelen. We hebben apparaten nodig die systemen kunnen schakelen, zowel in normale als in afwijkende situaties, om het gehele of gedeeltelijke elektrisch systeem te beschermen. Deze functie vereist een apparaat dat het systeem onmiddellijk kan beveiligen; anders kunnen de gevolgen ernstig zijn. Het kan leiden tot schade aan elektrische apparaten en zelfs tot letsel of dode slachtoffers. In het verleden werden zekeringen hiervoor veel gebruikt, maar in moderne, geavanceerde elektrische systemen hebben zekeringen twee grote nadelen. Ten eerste moet een doorbrandende zekering worden vervangen, wat tijd kost. Ten tweede kunnen zekeringen zware fouten in moderne systemen met hoge capaciteit niet betrouwbaar onderbreken.

Voortgang in Elektrische Schakelingbeveiligingssystemen

Met de vooruitgang in energienetten werken schakelingen met hoge spanningen en hoge stromen. Om het elektrische systeem te beschermen, hebben we betrouwbare apparaten nodig die de controle kunnen overnemen in zowel normale als afwijkende situaties. Er zijn veel schakelapparaten die bescherming bieden, zoals olie-, luchtblas-, vacuüm- en SF6-schakelaars. We bespreken een van de belangrijkste schakelapparaten: de stroomonderbreker.

Schakelapparaten die een elektrisch systeem of een schakeling in normale of afwijkende toestand (foutieve situatie) kunnen in- en uitschakelen, heten stroomonderbrekers. Vanwege hun constructie en verschillende technieken van boogblussing zijn er veel typen stroomonderbrekers beschikbaar voor zowel hoog- als laagspanningssystemen. Zwavelhexafluoride (SF6)-stroomonderbrekers zijn de meest gebruikte onder alle typen.

Hoe Zwavelhexafluoride (SF6) Stroomonderbrekers Werken en Hun Rol in Elektrische Schakelingbesturing en -beveiliging

In deze stroomonderbreker wordt zwavelhexafluoride gebruikt voor boogblussing. Dit gas is elektronegatief en heeft een sterke neiging om vrije elektronen te absorberen. SF6-stroomonderbrekers blijken zeer effectief bij hoge vermogens. Qua constructie bestaat deze onderbreker uit twee contacten: een vast en een bewegend contact, omsloten in een kamer genaamd de boogkamer. De boogkamer is verbonden met een zwavelhexafluoride-reservoir. Het vaste contact is een holle cilindrische contact met een booghoorn die de stroom geleidt. Het bewegende contact is ook hol met kleine gaten waardoor het SF6-gas kan stromen om de boog te blussen. Meer details zijn in de onderstaande afbeelding te zien.

Wanneer de contacten van de stroomonderbreker in gezonde toestand zijn verbonden (dus in de AAN-stand), worden de contacten omringd door SF6-gas bij een druk van 2,8 kg/cm². Bij schakelen van de contacten opent het SF6-gasklepje, gesynchroniseerd met de contacten. Bij het ontstaan van een boog stroomt het gas met een druk van 14 kg/cm² in de boogkamer. Het SF6-gas absorbeert snel vrije elektronen uit de boog, waardoor onbewegelijke negatieve ionen ontstaan die geen effectieve ladingsdragers zijn. Hierdoor bouwt het medium tussen de contacten een hoge dielectrische sterkte op, wat de boog dooft die ontstaat door het schakelen van de contacten. Het gasklepje sluit na de boogblussing via een veerbesturingssysteem.