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Die ungewöhnliche Geschichte eines herkömmlichen Leistungsschalters

 


Die Entwicklung der Schutzvorrichtung: von der Zeit Edisons bis zur Gegenwart

Der Leistungsschalter ist uns so vertraut, dass anscheinend nichts Interessantes daran ist. Doch bevor der Schalter sein modernes Aussehen fand und sich in jedem Haus, in Büros, Schulen, Einkaufszentren und Unternehmen niederließ, durchlief er eine lange Entwicklung.

Die ungewöhnliche Geschichte eines herkömmlichen Leistungsschalters

1836-1899

Der erste Leitungsschutzschalter wurde von dem Amerikaner Charles Grafton Page erfunden. 1838 schuf er einen Brecher - tatsächlich einen Quecksilbertank mit einer Kontaktstange. Mit zunehmendem Strom trat ein elektromagnetisches Feld auf, wodurch der Stab aus dem Quecksilber aufstieg. Der Stromkreis öffnete sich und als das Magnetfeld verschwand, kehrten alle Elemente an ihren Platz zurück.

Spätere Prototypen von Sicherungen erschienen. Ihr Gerät wurde 1880 von Thomas Edison patentiert: Ein schmelzbarer Einsatz aus Folie oder Draht wurde in einen Glaskolben gegeben. Äußerlich ähnelte die Sicherung einer bekannten Glühbirne, aber mit scheinbarer Primitivität verursachte sie einen Netzwerkausfall während der Überlastung: Der Einsatz brannte durch - der Stromkreis öffnete sich.

Ende des 19. Jahrhunderts erschienen Leistungsschalter mit automatischem Kurzschlussschutz. Es war ein Gerät mit Federkontakten, die durch einen Riegel an Ort und Stelle gehalten wurden. Unter dem Einfluss eines Elektromagneten öffnete und betätigte er eine brechende Feder. Dieses Prinzip hat sich als so effektiv erwiesen, dass es immer noch in industriellen Leistungsschaltern verwendet wird.

Maschinenpistole von Charles Grafton Page

Maschinenpistole von Charles Grafton Page


1900-1910

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts setzte in Europa ein echter Boom an Leistungsschaltern ein. Auf der Weltausstellung in Paris, Electric b. Schukkert in Nürnberg “stellte einen Drehstromgenerator mit einem neuen Leistungsschalter vor.

Die Zeitschrift "Electricity" aus dem Jahr 1902 berichtete: "Das sekundäre Schalten eines Leistungsschalters nach dem Herausfallen aus dem Stromkreis ist nur möglich, wenn die Ursache des Kurzschlusses oder anderer Schäden tatsächlich beseitigt ist. Das Gerät ist sehr empfindlich. Es funktioniert immer mit dem gleichen Strom. Mit einer speziellen Schraube kann das Gerät mit einer beliebigen Anzahl von Ampere bis zu 2000 Zoll geliefert werden.

1910 erschien ein Schalter mit zwei Relais. Das Gerät hat das Netzwerk sofort getrennt, nur bei großer Überlastung. Wenn die Leistung im Netzwerk leicht anstieg, löste der Switch mit einer einstellbaren Verzögerung aus.

Im gleichen Zeitraum überlegen die Erfinder, wie das Problem des Lichtbogens gelöst werden kann, der entsteht, wenn sich die Kontakte öffnen und die Elemente des Leistungsschalters zerstören. Und Mikhail Dolivo-Dobrovolsky erfindet eine Lichtbogenvorrichtung: Ein Metallgitter aus Isoliermaterial mit schmalen Schlitzen löscht einen Lichtbogen, indem es in kleine Teile zerquetscht wird.

Leistungsschalter zu Beginn des 20. Jahrhunderts

Leistungsschalter zu Beginn des 20. Jahrhunderts


1911–1920

1911 wurde auf einer Ausstellung in Turin der erste Ölleistungsschalter vorgestellt. Die Franzosen zeigten zwei Optionen gleichzeitig: dreiphasig bei 25 kV und einphasig bei 45 kV mit einer Kapazität von 10 kVA. Die Einlässe, Kontakt- und Lichtbogensysteme in einem solchen Schalter wurden in einen geerdeten Vorratsbehälter mit Öl gegeben, das unter Druck stand. Der Öltank diente nicht nur zum Löschen des Lichtbogens, sondern auch zum Isolieren unter Spannung stehender Teile.

Diese einfachen, zuverlässigen und kostengünstigen Leistungsschalter hatten auch eine Reihe erheblicher Nachteile: Sie konnten explodieren, waren feuergefährlich und hatten sehr beeindruckende Abmessungen.

1914 erfand derselbe Dolivo-Dobrovolsky ein deionisches Gitter mit speziellen Elektromagneten, um einen Lichtbogen in den Spalt der Lichtbogenkammer zu ziehen. Die Technologie hilft, den Lichtbogen so effizient wie möglich zu löschen.Das vor 105 Jahren angewandte Prinzip wird immer noch in Leistungsschaltern angewendet.


1921–1945

Die deutschen Ingenieure Hugo Stotz und Heinrich Schachtner haben eine Revolution gemacht: Sie haben thermische und magnetische Auslöseeinheiten zu einer einzigen wiederverwendbaren Einheit kombiniert. Infolgedessen begannen die Geräte nicht nur vor Überlastungen (wie ihre Vorgänger mit einer thermischen Freigabe), sondern auch vor Kurzschlüssen zu schützen. Jetzt musste der Einsatz nicht nach jedem Vorgang gewechselt werden - es genügte, einen Knopf zu drücken und den Schalter neu zu starten.

Hugo Stotz Leistungsschalter

Hugo Stotz Leistungsschalter

Die Deutschen erhielten 1924 ein Patent für die Erfindung, und vier Jahre später erschien der weltweit erste modulare Leistungsschalter auf dem Markt, der dann fast 30 Jahre lang ohne strukturelle Änderungen hergestellt wurde.

Hugo Stotz Leistungsschalterwerbung in den 20er - 30er Jahren des 20. Jahrhunderts

Hugo Stotz Leistungsschalterwerbung in den 20er - 30er Jahren des 20. Jahrhunderts

In den 1930er Jahren erschienen auch Lichtbogenkammern zum Löschen von Funken, die beim Auslösen des Geräts auftreten, und Kontaktflächen aus silberhaltigen Materialien.

Laut Denis Nikitin, einem erfahrenen Ingenieur, einem der führenden Hersteller und Lieferanten von Elektro- und Beleuchtungsgeräten, wird reines Silber in unserer Zeit aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts und der schnellen Zerstörung beim Lichtbogenbrennen nicht zur Herstellung von Leistungsschaltern verwendet.

In modernen Vorrichtungen wird eine Silberlegierung mit einer feuerfesten Substanz (metallisch oder nichtmetallisch) verwendet, um den Widerstand der Kontaktgruppe zu erhöhen. Beispielsweise verwenden Serienschalter Lote aus silberhaltigem Material, was die Verschleißfestigkeit der Kontaktgruppe erhöht und den Übergangswiderstand verringert. Dementsprechend erhöht sich die Lebensdauer des Leistungsschalters, seine Zuverlässigkeit erhöht sich.

Hugo Stotz Patent für Leistungsschalter

Hugo Stotz Patent für Leistungsschalter

Werbung für Stotz schaltet Postkarten ein

Werbung für Stotz schaltet Postkarten ein


1946–1975

In Russland verlief die technologische Entwicklung etwas anders. In der Nachkriegszeit waren AB25-Leistungsschalter weit verbreitet. Die Freisetzungen in ihnen waren nur thermisch, daher sind diese Geräte nur zuverlässig vor Überlastungen geschützt.

Kurzschlüsse wurden zu einem Problem: Das Stromnetz muss sofort geöffnet werden, aber die Bimetallplatte der thermischen Freisetzung benötigt Zeit zum Aufheizen und Betrieb. Der Kurzschlussstromschalter mit einer solchen Freigabe wurde natürlich abgeschaltet, aber ein Brand in der Verkabelung könnte früher beginnen.

Die Lichtbogenkammern der sowjetischen Leistungsschalter der 1950er bis 1960er Jahre enthielten eine kleine Anzahl von Platten. Die Effizienz der Lichtbogenlöschung ist in diesem Fall aufgrund der geringen Quetschung gering.

In modernen Lichtbogenkammern gibt es viel mehr Platten, während die Ingenieure versuchen, das optimale Gleichgewicht zwischen der erhöhten Anzahl von Platten für die Lichtbogeneffizienz und der Kompaktheit von Leistungsschaltern zu finden.

Leistungsschalter Mitte des 20. Jahrhunderts

Leistungsschalter in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts

1952 STOTZ-KONTAKT Leistungsschalter

Automatikschalter STOTZ-KONTAKT von 1952 der Freigabe

ABB Leistungsschalter

ABB Leistungsschalter

Werbung für Leistungsschalter in Deutschland in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts

Werbung für Leistungsschalter in Deutschland in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts


1976–1991

In den nächsten 20 Jahren hat sich der Entwicklungsvektor von Leistungsschaltern in der Welt in Richtung Leistungsverbesserung, Verbesserung der Lichtbogen- und Kontaktsysteme und der Entstehung von Antrieben verschoben. In unserem Land war diese Zeit jedoch durch die Verbreitung von AE1031-Schaltern gekennzeichnet.

Automatikschalter AE1031

Automatikschalter AE1031

Ihre Freisetzung war immer noch nur thermisch, aber es gab auch einen grundlegenden Unterschied - das Fehlen einer Lichtbogenkammer.

Wenn das Gerät ausgelöst wird, weichen seine Kontakte in größerem Abstand voneinander ab als die Geräte der vorherigen Generation, und der Lichtbogen erlischt. Solche Schalter erfüllen ihre Aufgabe und sind immer noch in Wohnpaneelen von Wohngebäuden zu finden.

AE1031 Schalter in zerlegter Form

„Es ist besser, einen solchen Schalter durch einen modernen zu ersetzen, der mit einem elektromagnetischen Auslöser und einer Lichtbogenkammer ausgestattet ist. Die Lasten nahmen erheblich zu und die Kurzschlussströme nahmen zu “, erklärt er Denis Nikitin (IEK GROUP). - Um die Sicherheit elektrischer Netze zu gewährleisten, benötigen Leistungsschalter einen zuverlässigen Betrieb und eine zuverlässige Geschwindigkeit. Moderne Geräte arbeiten fast augenblicklich mit einem Kurzschluss - in 0,1 Sekunden. "

Vergrößerte Lichtbogenkammer des Leistungsschalters VA47-60 IEK®

Vergrößerte Lichtbogenkammer des Leistungsschalters VA47-60 IEK®


Ab den 1990er Jahren in diesen Tagen

In den 1990er Jahren Russland hat einen enormen Durchbruch bei der Entwicklung und Herstellung von Leistungsschaltern erzielt, indem es die besten Erfahrungen ausländischer Unternehmen genutzt und eigene Technologien eingeführt hat, die den Anforderungen des heimischen Marktes entsprechen.

Die meisten modernen Haushaltsleistungsschalter haben sowohl thermische als auch elektromagnetische Auslöser und schützen das Netzwerk gleichzeitig vor Überlastungen und Kurzschlüssen.

Für sie stellen Hersteller zusätzliche Module her, die die Funktionalität von Leistungsschaltern erweitern.

Beispielsweise werden Auslöseeinheiten erfunden, die ferngesteuert werden können. Sie ermöglichen das Öffnen des Stromkreises aus der Ferne und sind während eines Brandes unverzichtbar, wenn Sie die Belüftung ausschalten oder das elektromagnetische Türschloss öffnen müssen, aber kein Zugang zum Schild besteht.

Modernes BA47-60M IEK®

Modernes BA47-60M IEK®

Der Impuls des Brandschutzsystems wird einer unabhängigen Freigabe zugeführt und gibt den Leistungsschalter frei. Ein Beispiel ist die schraubenlose Montage mit einem Betriebsspannungsbereich von 161–253 V, mit der ein-, zwei-, drei- oder vierpolige Leistungsschalter der IEK®-Serien BA47-29 und BA47-100 ausgelöst werden.

Die mechanische Verschleißfestigkeit moderner Leistungsschalter ist für nicht weniger als 20.000 Zyklen und die elektrische für nicht weniger als 6000 Zyklen ausgelegt. Den führenden Herstellern gelang es, diese beeindruckenden Indikatoren dank des Sondergehäusedesigns mit verbesserter Wärmeableitung und seines zusätzlichen Schutzes gegen Ausbrennen hinter dem Lichtbogen zu erzielen ( Wärme wird durch Kunststoff- und Metallplatten abgeführt).

Die Entwicklung der Lichtbogenkammern geht weiter: Die Anzahl der Platten nimmt zu, am Auslass sind doppelte Funkenlöschgitter installiert, die den Brandschutz der Vorrichtung erhöhen und das Entladen der Produkte des Lichtbogenausbrennens verhindern.

Patent Nr. 139886 für ein Löschsystem mit verlängerter Lebensdauer

Systeme zur automatischen Steuerung von Eigenschaften (abhängig von den Arbeitsbedingungen) werden zunehmend in moderne Geräte eingeführt, Mikroprozessoren werden zunehmend zur Lichtbogenmodellierung und zum Erscheinungsbild von Dreiphasenmaschinen mit einer Reaktionszeit von 1 ms eingesetzt. Die Entwicklung des Leistungsschalters geht weiter.

Material vorbereitet vom Pressedienst der IEK GROUP

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • Über elektrische Schutzeinrichtungen für "Dummies": automatische Schalter ...
  • Automatikschalter der A3700 HEMZ-Serie
  • Das Gerät und Funktionsprinzip des Leistungsschalters
  • Eigenschaften von Leistungsschaltern
  • Übersicht der Leistungsschalter

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