Povestea neobișnuită a unui întreruptor convențional

Evoluția dispozitivului de protecție: din perioada lui Edison până în prezent

Întrerupătorul de circuit ne este atât de familiar, încât pare că nu există nimic interesant în el. Dar, înainte ca comutatorul să își găsească aspectul modern și să se stabilească în fiecare casă, în birouri, școli, centre comerciale și întreprinderi, a trecut printr-o evoluție îndelungată.

1836-1899 gg.

Primul întreruptor de linie a fost inventat de americanul Charles Grafton Page. În 1838, a creat un întreruptor - de fapt, un rezervor de mercur cu o tijă de contact. Odată cu creșterea curentului, a apărut un câmp electromagnetic, determinând ridicarea tijei din mercur. Circuitul s-a deschis, iar când câmpul magnetic a dispărut, toate elementele s-au întors la locurile lor.

Mai târziu au apărut prototipuri de siguranțe. Dispozitivul lor a fost patentat de către Thomas Edison în 1880: un insert fuzibil din folie sau sârmă a fost introdus într-un balon de sticlă. În exterior, siguranța semăna cu un bec familiar, dar cu o aparentă primitivitate a oferit o defecțiune a rețelei în timpul supraîncărcării: insertul a ars - circuitul s-a deschis.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, întreruptoarele au apărut cu protecție automată la scurtcircuit. Era un dispozitiv cu contacte cu arcuri, care erau ținute pe loc de un zăvor. Sub influența unui electromagnet, acesta a deschis și a acționat un arc de rupere. Acest principiu s-a dovedit atât de eficient încât este încă utilizat în întrerupătoarele industriale.

Charles Grafton Page mitralieră

1900-1910 gg.

La începutul secolului XX, în Europa a început un adevărat avânt al întrerupătorilor de circuit. La expoziția mondială de la Paris, Electric b. Schukkert din Nürnberg a introdus un generator trifazat cu un nou întreruptor.

Revista „Electricity” din 1902 a relatat: „Comutarea secundară a unui întreruptor după ce a căzut din circuit este posibilă numai atunci când cauza scurtcircuitului sau a altor daune a fost într-adevăr eliminată. Dispozitivul este foarte sensibil. Funcționează întotdeauna la același curent. Cu ajutorul unui șurub special, dispozitivul poate fi livrat la orice număr de amperi până în 2000 ”.

În 1910, a apărut un comutator cu două relee. Dispozitivul a deconectat rețeaua instantaneu doar cu o congestie mare. Dacă puterea din rețea a crescut ușor, comutatorul a declanșat cu o întârziere reglabilă.

În aceeași perioadă, inventatorii se gândesc cum să rezolve problema arcului electric, care se formează atunci când contactele se deschid și distrug elementele întrerupătorului. Iar Mikhail Dolivo-Dobrovolsky inventează un dispozitiv de arcuire: o rețea metalică de material izolant cu fante înguste stinge un arc electric prin strivirea lui în părți mici.

Întrerupătoare de circuit la începutul secolului XX

1911-1920 gg.

În 1911, primul întreruptor de ulei a fost prezentat la o expoziție din Torino. Francezii au demonstrat două opțiuni simultan: trifazate la 25 kV și monofazate la 45 kV cu o capacitate de 10 kVA. Intrările, sistemele de contact și arcuire ale unui astfel de comutator au fost introduse într-un rezervor împământat cu ulei, care era sub presiune. Rezervorul de ulei a servit nu numai pentru stingerea arcului, ci și pentru izolarea părților vii.

Simplu, fiabil și ieftin, aceste întrerupătoare au avut și o serie de dezavantaje semnificative: puteau exploda, aveau pericol de incendiu și aveau dimensiuni foarte impresionante.

În 1914, același Dolivo-Dobrovolsky a inventat o grătare deionică cu electromagneti speciali pentru a trage un arc electric în golul camerei arcuitoare. Tehnologia ajută la stingerea arcului cât mai eficient.Principiul aplicat în urmă cu 105 ani este încă utilizat în întrerupătoarele de circuit.

1921-1945 gg.

Inginerii germani Hugo Stotz și Heinrich Schachtner au făcut o revoluție: au combinat unitățile termice și cele magnetice într-o singură unitate reutilizabilă. Drept urmare, dispozitivele au început să se protejeze nu numai de supraîncărcări (așa cum au făcut predecesorii lor cu o singură eliberare termică), ci și de scurtcircuite. Acum, inserția nu trebuia schimbată după fiecare operație - a fost suficient să apăsați un buton și să reporniți comutatorul.

Întrerupător de circuit Hugo Stotz

Germanii au obținut un brevet pentru invenție în 1924, iar patru ani mai târziu, pe piață a apărut primul întreruptor modular din lume, care a fost produs fără modificări structurale timp de aproape 30 de ani.

Publicitate întreruptoare Hugo Stotz în anii 20 - 30 ai secolului XX

În anii ’30, au apărut camere de arcuire pentru stingerea scânteilor care apar la declanșarea dispozitivului și au apărut și plăcuțe de contact din materiale care conțin argint.

Potrivit lui Denis Nikitin, un inginer expert, unul dintre cei mai importanți producători și furnizori de echipamente electrice și de iluminat, în timpul nostru, argintul pur nu este folosit la fabricarea întreruptoarelor din cauza punctului de topire scăzut și distrugerea rapidă în timpul arderii arcului.

În dispozitivele moderne, se folosește un aliaj de argint cu o substanță refractară (metalică sau nemetalică) pentru a crește rezistența grupului de contact. De exemplu, întrerupătoarele de serie folosesc lipituri din material care conține argint, ceea ce crește rezistența la uzură a grupului de contact și reduce rezistența de tranziție. În consecință, durata de funcționare a întreruptorului crește, fiabilitatea acestuia crește.

Brevet Hugo Stotz pentru întreruptor

Publicitatea switch-urilor Stotz la cărțile poștale

1946-1975 gg.

În Rusia, dezvoltarea tehnologiei a urmat o cale ușor diferită. În perioada postbelică, întreruptoarele AB25 au fost utilizate pe scară largă. Eliberările din ele au fost numai termice, prin urmare, aceste dispozitive protejate în mod fiabil numai de suprasarcini.

Circuitul scurt a devenit o problemă: rețeaua electrică trebuie deschisă instantaneu, dar placa bimetală a eliberării termice are nevoie de timp pentru încălzire și funcționare. Întrerupătorul de curent de scurtcircuit cu o astfel de eliberare, desigur, deconectat, dar un incendiu în cablare ar putea începe mai devreme.

În ceea ce privește camerele arcuitoare ale întrerupătorilor sovietici din anii 1950-1960, acestea conțineau un număr mic de plăci. Eficiența extincției arcului în acest caz este scăzută datorită mărunțirii mărunte.

Există mult mai multe plăci în camerele cu arcuire moderne, în timp ce inginerii încearcă să găsească echilibrul optim între numărul crescut de plăci pentru eficiența arcuției și compactitatea întreruptoarelor.

Întrerupătoare de circuite în prima jumătate a secolului XX

Comutatorul automat STOTZ-KONTAKT din 1952 a fost lansat

Întrerupător ABB

Dispozitive de publicitate în Germania în anii 70 ai secolului XX

1976-1991 gg.

În următorii 20 de ani, vectorul dezvoltării întreruptoarelor din lume s-a schimbat spre îmbunătățirea performanței, îmbunătățirea sistemelor de arcuire și de contact, apariția acționărilor. Dar în țara noastră, această perioadă a fost marcată de proliferarea de switch-uri AE1031.

Comutator automat AE1031

Eliberarea lor a fost încă termică, dar a existat și o diferență fundamentală - absența unei camere de arcuire.

Când dispozitivul este declanșat, contactele sale diverg la o distanță mai mare decât dispozitivele generației anterioare, iar arcul se stinge. Astfel de comutatoare fac față sarcinii lor și se găsesc în continuare în panourile de apartamente ale clădirilor rezidențiale.

Comutator AE1031 în formă demontată

„Este mai bine să înlocuiți un astfel de întrerupător cu unul modern echipat cu o eliberare electromagnetică și o cameră arcuitoare. Sarcinile au crescut semnificativ, iar curenții de scurtcircuit au crescut ”, explică Denis Nikitin (IEK GROUP). - Pentru a asigura siguranța rețelelor electrice, întreruptoarele de circuit necesită o funcționare și o viteză fiabile. Dispozitivele moderne funcționează cu un scurtcircuit aproape instantaneu - în 0,1 secunde ".

Cameră cu arc lărgit a întreruptorului VA47-60 IEK®

Din anii ’90 în aceste zile

În anii ’90 Rusia a făcut o descoperire extraordinară în proiectarea și fabricarea întreruptoarelor, adoptând cea mai bună experiență a companiilor străine și introducând tehnologii proprii care răspund cerințelor pieței interne.

Majoritatea întreruptoarelor interne interne au degajări termice și electromagnetice, protejează rețeaua în același timp de suprasarcini și scurtcircuite.

Pentru ei, producătorii produc module suplimentare care extind funcționalitatea întreruptoarelor.

De exemplu, unitățile de călătorie sunt inventate care pot fi controlate de la distanță. Acestea vă permit să deschideți circuitul la distanță și sunt indispensabile în timpul unui incendiu, atunci când trebuie să opriți ventilația sau să deschideți blocarea ușii electromagnetice, dar nu există acces la scut.

BA47-60M modern IEK®

Impulsul din sistemul de protecție împotriva incendiilor este alimentat cu o eliberare independentă și eliberează întreruptorul. Un exemplu este montarea fără șurub cu un interval de tensiune de funcționare de 161-253 V, care este utilizat pentru a declanșa unul, doi, trei sau patru poli întrerupători din seria BA47-29 și BA47-100 IEK®.

Rezistența mecanică la uzură a întreruptoarelor moderne este proiectată pentru nu mai puțin de 20.000 de cicluri, iar cea electrică pentru nu mai puțin de 6000. Producătorii de frunte au reușit să obțină astfel de indicatori impresionanți datorită designului special al carcasei, cu disiparea căldurii îmbunătățită și protecția suplimentară împotriva împotriva arderii din spatele arcului ( căldura este îndepărtată prin plăci de plastic și metal).

Evoluția camerelor arcuitoare continuă: numărul de plăci crește în ele, sunt instalate la ieșire grile duble de stingere prin scânteie, care sporesc siguranța la foc a aparatului, împiedicând descărcarea produselor de ardere a arcului.

Sistemele de control automat al caracteristicilor (în funcție de condițiile de lucru) sunt introduse din ce în ce mai mult pe dispozitivele moderne, microprocesoarele sunt din ce în ce mai utilizate pentru modelarea arcului și pentru apariția mașinilor trifazate cu un timp de răspuns de 1 ms. Evoluția întrerupătorului continuă.

Material pregătit de serviciul de presă al IEK GROUP