La función principal de un interruptor de circuito eléctrico es proporcionar la apertura y el cierre de la actual llevando contactos. Aunque parece ser muy simple. Pero debemos recordar, que, uno interruptor de circuito… permanece en su posición cerrada durante el máximo período de su vida. Muy ocasionalmente se requiere operar un interruptor para abrir y cerrar sus contactos. Por lo tanto, funcionamiento de los interruptores debe ser muy fiable sin ningún tipo de retraso o lentitud. Para lograr esta fiabilidad el mecanismo de funcionamiento del interruptor de circuito se vuelve más complejo de lo que se pensaba.
El recorrido de la distancia de apertura y cierre entre los contactos y la velocidad de los contactos en movimiento durante la operación, son los parámetros más importantes a considerar durante el diseño interruptor de circuito…. La distancia de contacto, la distancia de viaje de los contactos en movimiento y su velocidad están determinadas por los tipos de medio de extinción de arco, la corriente y voltaje de un disyuntor.
Un típico característica de funcionamiento del disyuntor se muestra en el siguiente gráfico.
Aquí en el gráfico, el eje X representa el tiempo en milisegundos y el eje Y representa la distancia en milímetros.
Vamos a tiempo, T0 la corriente comienza a fluir a través de la bobina de cierre. Después del tiempo T1 el contacto móvil comienza a viajar hacia el contacto fijo. En el momento en que T2 El contacto móvil toca el contacto fijo. En el momento en que T3 el contacto móvil llega a su posición cercana. T3 T2 es el período de sobrecarga de estos dos contactos (contacto móvil y fijo). Después del tiempo T3 el contacto móvil rebota un poco y luego vuelve a su posición cerrada fija, después del tiempo T4.
Ahora llegamos a la operación de disparo. Vamos a la hora T5 la corriente comienza a fluir a través de la bobina de disparo del interruptor de circuito…. En el momento T6 el contacto móvil comienza a viajar hacia atrás para abrir los contactos. Después del tiempo T7el contacto móvil finalmente separa el contacto fijo. El tiempo (T7 T6) está por encima del período de la vuelta. Ahora, en el momento en que T8 el contacto móvil vuelve a su posición final abierta pero aquí no estará en posición de reposo ya que habrá alguna oscilación mecánica del contacto móvil antes de llegar a su posición final de reposo. En el momento en que T9 el contacto móvil finalmente llega a su posición de reposo.
Requisito de funcionamiento de la apertura del interruptor de circuito
Se desea que el disyuntor esté en posición abierta lo más rápido posible. Esto se debe a la limitación de la erosión de los contactos y a la interrupción de la corriente defectuosa lo más rápido posible. Pero la distancia total de viaje del contacto móvil no está determinada sólo por la necesidad de interrupción de la corriente defectuosa, sino más bien por la brecha de contactos necesaria para soportar los esfuerzos dieléctricos normales y el voltaje del impulso del rayo que aparece a través de los contactos cuando el interruptor está en posición abierta.
La necesidad de llevar la corriente continua y de soportar un período de arco en el disyuntorEl hecho de que el sistema de contacto de la Tierra, en el que el sistema de contacto de la Tierra es el mismo que el de la Tierra, hace que sea necesario utilizar dos juegos de contactos en paralelo, uno el contacto primario que siempre está hecho de materiales altamente conductores como el cobre y el otro el contacto de arco, hecho de materiales de resistencia al arco como el tungsteno o el molibdeno, que tiene una conductividad mucho más baja que los contactos primarios. Durante la apertura funcionamiento de los interruptoreslos contactos primarios se abren antes que los contactos de arco.
Sin embargo, debido a la diferencia en la resistencia eléctrica y el inductor de las trayectorias eléctricas de los contactos primarios y de arco, se requiere un tiempo finito para lograr la conmutación total de la corriente, es decir, de los contactos primarios o principales a la rama de contacto de arco.
Así que cuando el contacto móvil comienza a viajar de la posición cerrada a la posición abierta, la brecha de contacto aumenta gradualmente y después de algún tiempo se alcanza una posición de contacto crítica que indica la brecha de conducta mínima requerida para prevenir el rearme después del siguiente cero actual.
La parte restante del viaje sólo se requiere para mantener una fuerza dieléctrica suficiente entre la brecha de contactos y con fines de desaceleración.
Requisito de operación de cierre de interruptores de circuito
Durante la operación de cierre del disyuntor se requiere lo siguiente,
- El contacto móvil debe desplazarse hacia el contacto fijo a una velocidad suficiente para evitar el fenómeno de prearranque. A medida que se reduce la brecha del contacto, el arco puede comenzar antes de que los contactos se cierren finalmente.
- Durante el cierre de los contactos, el medio entre los contactos es reemplazado, por lo que se suministra suficiente energía mecánica durante este funcionamiento de los interruptores para comprimir el medio dieléctrico en la cámara de arco.
- Después de golpear el contacto fijo, el contacto móvil puede rebotar, debido a la fuerza de repulsión que no es en absoluto deseable. Por lo tanto, se debe suministrar suficiente energía mecánica para superar la fuerza de repulsión debido a la operación de cierre en caso de fallo.
- En el mecanismo de resorte, generalmente el resorte de disparo o de apertura se carga durante la operación de cierre. Por lo tanto, también se debe suministrar suficiente energía mecánica para cargar el resorte de apertura.
