Het ongewone verhaal van een conventionele stroomonderbreker

De evolutie van het beschermende apparaat: van de tijd van Edison tot heden

De stroomonderbreker is ons zo bekend dat het lijkt alsof er niets interessants in zit. Maar voordat de schakelaar zijn moderne uitstraling kreeg en zich in elk huis, in kantoren, scholen, winkelcentra en ondernemingen vestigde, maakte hij een lange evolutie door.

1836-1899 gg.

De eerste lijn stroomonderbreker werd uitgevonden door de Amerikaan Charles Grafton Page. In 1838 creëerde hij een breker - in feite een kwikreservoir met een contactstaaf. Naarmate de stroom toenam, verscheen een elektromagnetisch veld, waardoor de staaf uit het kwik omhoog kwam. Het circuit ging open en toen het magnetische veld verdween, keerden alle elementen terug naar hun plaatsen.

Later verschenen prototypes van lonten. Hun apparaat werd gepatenteerd door Thomas Edison in 1880: een smeltbaar inzetstuk gemaakt van folie of draad werd in een glazen kolf geplaatst. Uiterlijk leek de lont op een bekende gloeilamp, maar met ogenschijnlijk primitiviteit zorgde het voor een netwerkstoring tijdens overbelasting: het inzetstuk was doorgebrand - het circuit was geopend.

Aan het einde van de 19e eeuw verschenen stroomonderbrekers met automatische kortsluitbeveiliging. Het was een apparaat op veercontacten, die op hun plaats werden gehouden door een grendel. Onder invloed van een elektromagneet opende en bediende een breekveer. Dit principe is zo effectief gebleken dat het nog steeds wordt gebruikt in industriële stroomonderbrekers.

Charles Grafton Page machinepistool

1900-1910 gg.

Aan het begin van de twintigste eeuw begon in Europa een echte stroom van stroomonderbrekers. Op de Wereldtentoonstelling in Parijs, Electric b. Schukkert in Neurenberg ”introduceerde een driefasige generator met een nieuwe stroomonderbreker.

Het tijdschrift "Elektriciteit" in 1902 meldde: "Secundair schakelen van een stroomonderbreker nadat deze uit het circuit is gevallen, is alleen mogelijk wanneer de oorzaak van de kortsluiting of andere schade echt is verholpen. Het apparaat is erg gevoelig. Het werkt altijd op dezelfde stroom. Door middel van een speciale schroef kan het apparaat worden geleverd aan een willekeurig aantal ampères tot 2000 ”.

In 1910 verscheen een schakelaar met twee relais. Het apparaat verbrak het netwerk direct alleen met grote congestie. Als de stroom in het netwerk iets toenam, schakelde de schakelaar uit met een instelbare vertraging.

In dezelfde periode denken uitvinders na over het oplossen van het probleem van de elektrische boog, die wordt gevormd wanneer de contacten openen en de elementen van de stroomonderbreker worden vernietigd. En Mikhail Dolivo-Dobrovolsky vindt een vlamboogapparaat uit: een metalen rooster van isolatiemateriaal met smalle gleuven blust een elektrische boog door deze in kleine delen te pletten.

Stroomonderbrekers aan het begin van de 20e eeuw

1911-1920 gg.

In 1911 werd de eerste aardlekschakelaar gepresenteerd op een tentoonstelling in Turijn. De Fransen demonstreerden twee opties tegelijk: driefasig bij 25 kV en eenfasig bij 45 kV met een capaciteit van 10 kVA. De inlaten, contact- en boogsystemen in een dergelijke schakelaar werden geplaatst in een geaard reservoir met olie, die onder druk stond. De olietank diende niet alleen om de boog te doven, maar ook om delen onder spanning te isoleren.

Eenvoudig, betrouwbaar en goedkoop, deze stroomonderbrekers hadden ook een aantal belangrijke nadelen: ze konden exploderen, waren brandgevaarlijk en hadden zeer indrukwekkende afmetingen.

In 1914 vond dezelfde Dolivo-Dobrovolsky een deionisch rooster uit met speciale elektromagneten voor het trekken van een elektrische boog in de opening van de boogkamer. Technologie helpt om de boog zo efficiënt mogelijk te doven.Het principe dat 105 jaar geleden werd toegepast, wordt nog steeds gebruikt in stroomonderbrekers.

1921-1945 gg.

De Duitse ingenieurs Hugo Stotz en Heinrich Schachtner maakten een revolutie: ze combineerden thermische en magnetische trip-eenheden in een enkele herbruikbare eenheid. Als gevolg hiervan begonnen de apparaten niet alleen te beschermen tegen overbelasting (zoals hun voorgangers deden met één thermische release), maar ook tegen kortsluiting. Nu hoefde het inzetstuk niet na elke bewerking te worden gewijzigd - het was voldoende om op een knop te drukken en de schakelaar opnieuw te starten.

Hugo Stotz-stroomonderbreker

De Duitsers ontvingen een patent voor de uitvinding in 1924 en vier jaar later verscheen de eerste modulaire stroomonderbreker ter wereld, die vervolgens bijna 30 jaar zonder structurele veranderingen werd geproduceerd.

Hugo Stotz-stroomonderbrekerreclame in de jaren 20 - 30 van de 20e eeuw

In de jaren 1930 verschenen vlamboogkamers voor het blussen van vonken die optreden wanneer het apparaat wordt geactiveerd, en ook contactpads gemaakt van zilverhoudend materiaal.

Volgens Denis Nikitin, een deskundige ingenieur - een van de toonaangevende fabrikanten en leveranciers van elektrotechniek en verlichtingstechniek, wordt in onze tijd puur zilver niet gebruikt bij de productie van stroomonderbrekers vanwege het lage smeltpunt en de snelle vernietiging tijdens boogverbranding.

Moderne apparaten gebruiken een legering van zilver met een vuurvaste stof (metaalachtig of niet-metaalachtig) om de weerstand van de contactgroep te verhogen. De serieschakelaars gebruiken bijvoorbeeld soldeer gemaakt van zilverhoudend materiaal, wat de slijtvastheid van de contactgroep verhoogt en de overgangsweerstand vermindert. Dienovereenkomstig neemt de levensduur van de stroomonderbreker toe, neemt de betrouwbaarheid ervan toe.

Hugo Stotz-patent voor stroomonderbreker

Reclame voor Stotz schakelt ansichtkaarten in

1946-1975 gg.

In Rusland volgde de ontwikkeling van technologie een iets ander pad. In de naoorlogse periode werden stroomonderbrekers AB25 veel gebruikt. De releases daarin waren alleen thermisch en daarom waren deze apparaten alleen betrouwbaar beveiligd tegen overbelasting.

Kortsluiting werd een probleem: het elektrische netwerk moet onmiddellijk worden geopend, maar de bimetaalplaat van de thermische afgifte heeft tijd nodig om op te warmen en te werken. De kortsluitstroomschakelaar met een dergelijke ontgrendeling is natuurlijk uitgeschakeld, maar een brand in de bedrading kan eerder beginnen.

Wat betreft de boogkamers van de Sovjet-stroomonderbrekers in de jaren 1950-1960, deze bevatten een klein aantal platen. De efficiëntie van booguitdoving is in dit geval laag als gevolg van kleine verbrijzeling.

Er zijn veel meer platen in moderne vlamboogkamers, terwijl ingenieurs proberen de optimale balans te vinden tussen het verhoogde aantal platen voor vlamboogefficiëntie en de compactheid van stroomonderbrekers.

Stroomonderbrekers in de eerste helft van de 20e eeuw

Automatische schakelaar STOTZ-KONTAKT 1952 release

ABB stroomonderbreker

Reclamecircuitonderbrekers in Duitsland in de jaren 70 van de XX eeuw

1976-1991 gg.

In de komende 20 jaar is de ontwikkeling van stroomonderbrekers in de wereld verschoven naar verbetering van prestaties, verbetering van boog- en contactsystemen, het ontstaan ​​van aandrijvingen. Maar in ons land werd deze periode gekenmerkt door de toename van AE1031-schakelaars.

Automatische schakelaar AE1031

Hun afgifte was nog steeds alleen thermisch, maar er was ook een fundamenteel verschil - de afwezigheid van een boogkamer.

Wanneer het apparaat wordt geactiveerd, lopen de contacten op een grotere afstand uiteen dan de apparaten van de vorige generatie en gaat de boog uit. Dergelijke schakelaars kunnen hun taak aan en worden nog steeds aangetroffen in flatpanelen van woongebouwen.

AE1031-schakelaar in gedemonteerde vorm

“Het is beter om zo'n schakelaar te vervangen door een moderne met een elektromagnetische ontlading en een boogkamer. Belastingen namen aanzienlijk toe en kortsluitstromen namen toe, ”legt uit Denis Nikitin (IEK GROEP). - Om de veiligheid van elektrische netwerken te waarborgen, vereisen stroomonderbrekers een betrouwbare werking en snelheid. Moderne apparaten werken vrijwel onmiddellijk met kortsluiting - in 0,1 seconden. "

Vergrote boogkamer van de VA47-60 IEK®-stroomonderbreker

Vanaf de jaren 1990 tegenwoordig

In de jaren negentig Rusland heeft een enorme doorbraak bereikt in het ontwerp en de productie van stroomonderbrekers, door de beste praktijken van buitenlandse bedrijven over te nemen en zijn eigen technologieën te introduceren die voldoen aan de eisen van de binnenlandse markt.

De meeste moderne stroomonderbrekers voor huishoudelijk gebruik hebben zowel thermische als elektromagnetische releases, beschermen het netwerk tegelijkertijd tegen overbelasting en kortsluiting.

Voor hen produceren fabrikanten extra modules die de functionaliteit van stroomonderbrekers uitbreiden.

Er zijn bijvoorbeeld reiseenheden uitgevonden die op afstand kunnen worden bediend. Hiermee kunt u het circuit op afstand openen en zijn onmisbaar tijdens een brand, wanneer u de ventilatie moet uitschakelen of het elektromagnetische deurslot moet openen, maar er is geen toegang tot het schild.

Moderne BA47-60M IEK®

De impuls van het brandbeveiligingssysteem wordt toegevoerd aan een onafhankelijke vrijgave en geeft de stroomonderbreker vrij. Een voorbeeld is schroefloze montage met een bedrijfsspanningsbereik van 161-253 V, dat wordt gebruikt om een ​​een-, twee-, drie- of vierpolige stroomonderbreker van de serie BA47-29 en BA47-100 IEK® uit te schakelen.

De mechanische slijtvastheid van moderne stroomonderbrekers is ontworpen voor niet minder dan 20.000 cycli, en de elektrische voor niet minder dan 6000. De toonaangevende fabrikanten zijn erin geslaagd om dergelijke indrukwekkende indicatoren te bereiken dankzij het speciale ontwerp van de behuizing met verbeterde warmteafvoer en de extra bescherming tegen doorbranden achter de boog ( warmteafvoer wordt uitgevoerd vanwege kunststof en metalen platen).

De evolutie van de boogkamers gaat door: het aantal platen neemt toe, dubbele vonkdovende roosters worden geïnstalleerd bij de uitlaat, die de brandveiligheid van het apparaat verhogen, waardoor de afvoer van de producten van boogverbranding wordt voorkomen.

Systemen voor automatische controle van eigenschappen (afhankelijk van de werkomstandigheden) worden steeds vaker geïntroduceerd in moderne apparaten, microprocessoren worden steeds vaker gebruikt voor boogmodellering en het uiterlijk van driefasige machines met een responstijd van 1 ms. De evolutie van de stroomonderbreker gaat door.

Materiaal opgesteld door de persdienst van IEK GROUP