Geleneksel bir devre kesicinin alışılmadık hikayesi

Koruyucu cihazın evrimi: Edison'dan günümüze

Devre kesici bize o kadar tanıdık geliyor ki, içinde ilginç bir şey yok gibi görünüyor. Ancak geçiş modern görünümünü elde etmeden ve her eve, ofislere, okullara, alışveriş merkezlerine ve işletmelere yerleşmeden önce uzun bir evrim geçirdi.

1836-1899 gg.

İlk hat devre kesici Amerikan Charles Grafton Page tarafından icat edildi. 1838'de bir kırıcı yarattı - aslında bir kontak çubuğuna sahip bir cıva tankı. Akım arttıkça, çubuğun cıvadan yükselmesine neden olan bir elektromanyetik alan ortaya çıktı. Devre açıldı ve manyetik alan kaybolduğunda, tüm elemanlar yerlerine döndü.

Daha sonra sigorta prototipleri ortaya çıktı. Cihazları 1880'de Thomas Edison tarafından patentlendi: bir cam şişeye folyo veya telden yapılmış eriyebilir bir insert yerleştirildi. Dışa doğru, sigorta tanıdık bir ampule benziyordu, ancak ilkel görünme ile aşırı yük sırasında bir ağ arızası sağladı: uç yanmış - devre açıldı.

19. yüzyılın sonunda otomatik kısa devre korumalı devre kesiciler ortaya çıktı. Bir mandalla yerinde tutulan yay kontaklarına sahip bir cihazdı. Bir elektromıknatısın etkisi altında bir kırma yayı açtı ve çalıştırdı. Bu ilkenin o kadar etkili olduğu kanıtlanmıştır ki, hala endüstriyel devre kesicilerde kullanılmaktadır.

Charles Grafton Sayfa hafif makineli tüfek

1900-1910 gg.

Yirminci yüzyılın başında Avrupa'da gerçek bir devre kesici patlaması başladı. Paris'teki Dünya Sergisinde, Electric b. Nürnberg'deki Schukkert ”yeni devre kesicili üç fazlı bir jeneratör tanıttı.

1902'deki "Elektrik" dergisi şunları bildirdi: "Devre kesicinin devre dışına düştükten sonra ikincil anahtarlanması ancak kısa devrenin nedeni veya diğer hasarlar gerçekten ortadan kaldırıldığında mümkündür. Cihaz çok hassas. Her zaman aynı akımda çalışır. Özel bir vida ile cihaz 2000 ”e kadar istenilen sayıda ampere teslim edilebilir.

1910'da iki röleli bir anahtar ortaya çıktı. Cihaz ağın bağlantısını sadece büyük bir tıkanıklıkla anında kapattı. Ağdaki güç biraz artarsa, anahtar ayarlanabilir bir gecikmeyle tetiklenir.

Aynı dönemde mucitler, kontaklar devre kesicinin elemanlarını açıp yok ettiğinde oluşan elektrik ark probleminin nasıl çözüleceğini düşünüyorlar. Ve Mikhail Dolivo-Dobrovolsky bir ark cihazını icat ediyor: dar yuvalara sahip yalıtım malzemesinin metal ızgarası, bir elektrik arkını küçük parçalara ayırarak söndürüyor.

20. yüzyılın başlarında devre kesiciler

1911-1920 gg.

1911 yılında, ilk petrol devre kesici Turin'deki bir sergide sunuldu. Fransızlar aynı anda iki seçenek gösterdiler: 25 kV'de üç fazlı ve 10 kVA kapasiteli 45 kV'da tek fazlı. Böyle bir anahtardaki girişler, temas ve ark sistemleri, basınç altında olan yağ ile topraklanmış bir rezervuar içine yerleştirilmiştir. Yağ deposu sadece yayı söndürmekle kalmayıp, aynı zamanda canlı parçaları izole etmeye de hizmet etti.

Basit, güvenilir ve ucuz olan bu devre kesicilerin de birtakım önemli dezavantajları vardı: patlayabilirler, yangın tehlikeleri vardı ve çok etkileyici boyutlara sahiplerdi.

1914 yılında, aynı Dolivo-Dobrovolsky, ark odasının boşluğuna bir elektrik arkı çekmek için özel elektromıknatıslı bir deiyonik kafes icat etti. Teknoloji, arkın mümkün olduğunca verimli bir şekilde söndürülmesine yardımcı olur.105 yıl önce uygulanan ilke hala devre kesicilerde kullanılmaktadır.

1921-1945 gg.

Alman mühendisler Hugo Stotz ve Heinrich Schachtner bir devrim yaptı: termal ve manyetik açma ünitelerini tek bir yeniden kullanılabilir ünitede birleştirdiler. Sonuç olarak, cihazlar sadece aşırı yüklerden (seleflerinin bir termal salınımla yaptığı gibi) değil, aynı zamanda kısa devrelerden de korumaya başladı. Artık her işlemden sonra ek parçanın değiştirilmesi gerekmiyordu - bir düğmeye basmak ve anahtarı yeniden başlatmak yeterliydi.

Hugo Stotz devre kesici

Almanlar 1924'te buluş için bir patent aldı ve dört yıl sonra dünyanın ilk modüler devre kesici piyasaya çıktı ve daha sonra neredeyse 30 yıl boyunca yapısal değişiklikler olmadan üretildi.

Hugo Stotz devre kesici reklam 20'li - 30'uncu yüzyıl

1930'larda, cihaz tetiklendiğinde oluşan kıvılcımları söndürmek için ark bölmeleri ve gümüş içeren malzemelerden yapılmış temas pedleri de ortaya çıktı.

Elektrik ve aydınlatma mühendisliğinin önde gelen üreticilerinden ve tedarikçilerinden biri olan uzman bir mühendis olan Denis Nikitin'e göre, günümüzde, düşük erime noktası ve ark yanması sırasında hızlı tahribat nedeniyle devre kesicilerin üretiminde saf gümüş kullanılmıyor.

Modern cihazlarda, temas grubunun direncini arttırmak için refrakter madde içeren bir metal alaşımı (metalik veya metalik olmayan) kullanılır. Örneğin, seri anahtarlar, kontak grubunun aşınma direncini artıran ve geçiş direncini azaltan gümüş içeren malzemeden yapılmış lehimler kullanır. Buna göre, devre kesicinin hizmet ömrü artar, güvenilirliği artar.

Kesici için Hugo Stotz patenti

Kartpostallarda Stotz anahtarlarının reklamı

1946-1975 gg.

Rusya'da teknolojinin gelişimi biraz farklı bir yol izledi. Savaş sonrası dönemde AB25 devre kesicileri yaygın olarak kullanıldı. İçlerindeki salınımlar sadece termaldi, bu nedenle bu cihazlar sadece aşırı yüklerden güvenilir bir şekilde korunuyordu.

Kısa devreler bir sorun haline geldi: elektrik şebekesi anında açılmalıdır, ancak termal serbest bırakmanın bimetal plakasının ısınması ve çalışması için zamana ihtiyaç vardır. Böyle bir serbest bırakma ile kısa devre akım devre kesicisi elbette kesildi, ancak kablolardaki bir yangın daha erken başlayabilir.

1950-1960'ların Sovyet devre kesicilerinin ark odalarına gelince, az sayıda plaka içeriyordu. Bu durumda arkın sönmesinin verimliliği, küçük ezilme nedeniyle düşüktür.

Mühendisler, modern ark odalarında çok daha fazla plaka var, mühendisler ise ark verimliliği için artan plaka sayısı ile devre kesicilerin kompaktlığı arasında en uygun dengeyi bulmaya çalışıyor.

20. yüzyılın ilk yarısında devre kesiciler

Otomatik şalter STOTZ-KONTAKT 1952 serbest bırakma

ABB devre kesici

XX yüzyılın 70'lerinde Almanya'da reklam devre kesicileri

1976-1991 gg.

Önümüzdeki 20 yıl boyunca, dünyadaki devre kesicilerin gelişimi vektörü, performansı iyileştirmeye, ark ve temas sistemlerini, sürücülerin ortaya çıkmasına doğru kaymıştır. Ancak ülkemizde, bu dönem AE1031 anahtarlarının çoğalmasıyla damgasını vurdu.

Otomatik anahtar AE1031

Onların salınımı hala sadece termaldi, ancak temel bir fark da vardı - bir ark odasının olmaması.

Cihaz tetiklendiğinde, kontakları önceki neslin cihazlarından daha uzak bir mesafeden ayrılır ve ark söner. Bu tür anahtarlar görevleriyle başa çıkar ve hala konut binalarının apartman panellerinde bulunur.

AE1031 anahtarı demonte

“Böyle bir düğmeyi elektromanyetik serbest bırakma ve ark bölmesi ile donatılmış modern bir anahtarla değiştirmek daha iyidir. Yükler önemli ölçüde arttı ve kısa devre akımları arttı ”diye açıklıyor Denis Nikitin (IEK GRUP). - Elektrik şebekelerinin güvenliğini sağlamak için devre kesiciler güvenilir çalışma ve hız gerektirir. Modern cihazlar neredeyse anında kısa devre ile çalışıyor - 0.1 saniye içinde. "

VA47-60 IEK® devre kesicinin genişletilmiş ark bölmesi

1990'lardan günümüze

1990'larda Rusya, devre kesicilerin tasarımı ve üretiminde büyük bir atılım gerçekleştirdi, yabancı şirketlerin en iyi uygulamalarını benimsedi ve iç pazarın taleplerini karşılayan kendi teknolojilerini tanıttı.

Modern ev tipi devre kesicilerin çoğu hem termal hem de elektromanyetik serbest bırakmalara sahiptir, ağı aynı zamanda aşırı yüklerden ve kısa devrelerden korur.

Onlar için, üreticiler devre kesicilerin işlevselliğini genişleten ek modüller üretir.

Örneğin, uzaktan kontrol edilebilen açma üniteleri icat edilir. Devreyi uzaktan açmanıza izin verir ve havalandırmayı kapatmanız veya elektromanyetik kapı kilidini açmanız gerektiğinde bir yangın sırasında vazgeçilmezdir, ancak kalkana erişim yoktur.

Modern BA47-60M IEK®

Yangın koruma sisteminden gelen dürtü, bağımsız bir serbest bırakmaya beslenir ve devre kesiciyi serbest bırakır. Bir örnek, BA47-29 ve BA47-100 IEK® serisinin bir, iki, üç veya dört kutuplu devre kesicilerini açmak için kullanılan 161-253 V çalışma voltajı aralığı ile vidasız montajdır.

Modern devre kesicilerin mekanik aşınma direnci, 20.000 devirden az olmayan ve elektrikli olanı 6000'den az olmayanlar için tasarlanmıştır. Önde gelen üreticiler, gelişmiş ısı transferine sahip özel kasa tasarımı ve arkın arkasından yanmaya karşı ek koruma sayesinde bu etkileyici göstergeleri elde etmeyi başardılar ( ısı plastik ve metal plakalardan çıkarılır).

Ark odalarının evrimi devam eder: içlerinde plaka sayısı artar, çıkışa aparatın yangın güvenliğini artıran, arkın yanma ürünlerinin deşarjını önleyen çift kıvılcım söndürme ızgaraları monte edilir.

Karakteristiklerin otomatik kontrol sistemleri (çalışma koşullarına bağlı olarak) modern cihazlara giderek daha fazla sokulmakta, mikroişlemciler artan bir şekilde ark modellemesi ve 1 ms tepki süresine sahip üç fazlı makinelerin görünümü için kullanılmaktadır. Devre kesicinin evrimi devam ediyor.

IEK GROUP basın servisi tarafından hazırlanan materyal