Urządzenia elektroenergetyczne - przeznaczone są do rozdziału i manewrowania energią elektryczną , ochrony układu i urządzeń , pomiarów i sterowania pracą systemów wytwarzania , przesyłu , przetwarzania , rozdziału i urzytkowania energii elektrycznej .

Do podstawowych urządzeń elektroenergetycznych zaliczamy :

A ) transformatory i autotransformatory .

B )aparaty elektryczne niskiego i wysokiego napięcia .

C )rozdzielnice i stacje elektroenergetyczne .

D )urządzenia pomiarowe .

E )urządzenia pomiarowe stacji jak : potrzeby własne stacji , urządzenia i instalacje sprzężonego powietrza , koncentratory , urządzenia do kompensacji mocy biernej , dławiki i rezystory oraz transformatory uziemniające .

F )urządzenia kierowania pracą stacji .

G )uziemnienia , ochrona przeciw porażeniowa i przepięcia w stacjach .

Aparaty elektryczne - są to urządzenia służące do spełnienia następujących funkcji :

A )izolowania części znajdujących się pod napięciem lub potencjałem innym od ziemi .

B )do przewodzenia prądu w warunkach roboczych i zakłóceniowych , służą do przewodzenia prądu .

C )do łączenia prądu w różnych warunkach pracy układu .

D )do pomiaru dużych prądów i wysokich napięć .

E )do ograniczenia prądów zwarciowych .

F )do ochrony przeciw przepięciowej .

G )innych funkcji rozruchu i regulacji .

Z przedstawionych funkcji wynika odpowiedni podział urządzeń na :

A ) Łączniki elektroenergetyczne - Łączniki zestykowe , półprzewodnikowe i inne służące do dokonywania czynności łączeniowych w obwodzie i do przewodzenia prądu .

B )Aparaty pomiarowe - przede wszystkim przekładniki ( napięciowe lub prądowe ) oraz dzielniki napięcia , boczniki układy z chalotronami , elementami optoelektrycznymi .

C )odgromniki służące do ochrony urządzeń i układów przed skutkami przepięć piorunowych urządzeń i układów .

D )Dławiki przeciw zwarciowe - służące do ograniczania prądów zwarciowych .

E )Kondensatory elektroenergetyczne - służące do kompensacji mocy biernej indukcyjnej .

F )Aparaty regulacyjne rozruchowe , trakcyjne , sprzęgniki i tym podobne .

Aparaty specjalnej konstrukcji stosowane są w hutnictwie , górnictwie na statkach oraz motoryzacji .

Aparaty elektroenergetyczne spełniają odpowiednie zadania np : manewrowaniem przepływem energii izolowaniem oraz czynności łączeniowe , regulacyjne , pomiarowe w obwodzie elektroenergetycznym strat pojawiają się odpowiednie podziały funkcyjne i zdolnościowe . Niezależnie od tego aparaty są sklasyfikowane ze względu na rodzaj budowy i konstrukcje w danej grupie funkcjonalnej lub zdolnościowej .

Podstawową grupą aparatów są łączniki elektroenergetyczne .

Łączniki elektroenergetyczne - najsilniejszą grupą są łączniki zestykowe . Łącznikiem nazywamy aparat zdolny do przewodzenia prądu oraz do wykonywania określonych czynności łączeniowych w obwodach elektroenergetycznych .

Klasyfikacja aparatów łączeniowych

A )Podział funkcyjny łączników

1.Rodzaj czynności łączeniowych

- połączniki dokonuja czyności łączeniowych w jednym obwodzie .

- przełączniki może być przewinięnty z dwoma obwodami i dokonuje dwóch przełączeń obwodów .

2.Zadania łącznika

- łączniki izolacyjne są przeznaczone do stworzenia bezpiecznych przerw izolacji .

- łączniki manewrowe są przeznaczone do łączenia prądów roboczych oraz przeciążeniowych przy określonej liczbie i części łączeń .

-łącznik zabezpieczeniowy ma za zadanie zabezpieczyć urządzenia i zlikwidowanie skutków w stanach zakłóceniowych , przełączeń lub zwarć .

- łączniki wielozadaniowe jednocześnie spełniają kilka funkcji .

Podział zdolnościowy łączników

1. Rodzaje prądów w torach głównych łącznika :

• łączniki prądu stałego DC

• łączniki prądu przemiennego AC

• łączniki uniwersalne AC + DC

Napięcia znamionowe Ua łącznika :

• dla AC Un ≤ 1000V

• dla DC Un ≤ 1500V

• łączniki wysoko napięciowe

Największy prąd wyłączeniowy przez włącznik Igw

- odcinacze łączniki nie mające praktycznie zdolności wyłączenia prądu , jeżeli odcinacz w stanie otwartym zapewnia bezpieczną przerwę izolacyjną to nazywa się odłącznikiem

Igw / I = 0

- rozłączniki łączniki przeznaczone do wyłączania prądów roboczych Igw / I < 10

wyłączniki łączniki o zdolności łączenia prądów przekraczających 10-krotną wartość I

I / I > 10

Zdolności do pracy w środowisku :

• łączniki wnętrzowe

• łączniki napowietrzne

Podział ze względu na sposób konstrukcyjnego toru prądowego .

Łączniki podzielone ze względu na rodzaj środowiska , które decyduje o warunkach gaszenia łuku .

1.Łączniki gazowe ( zależne od rodzaju użycia gazu ).

• łączniki powietrzne normalno ciśnieniowe p = pn

• łączniki pneumatyczne ( powietrzne ) p > 1

• łączniki z sześcioflourkiem siarki SF6 p > 1

2.Łączniki cieczowe ( praktycznie olejowe ).

3.Łączniki gazowo dmuchowe .

4.Łączniki ze stałym materiałem gaszeniowym , bezpieczniki piaskowe .

5.Próżniowe środowisko gazowe o ciśnieniu p < 10*4 Pa .

Wielkości znamionowe łączników elektroenergetycznych .

Podstawowymi elementami energetycznymi charakteryzującymi wszystkie rodzaje włączników w normalnych i zakłóceniowych warunkach pracy są :

PN - 89 / E - 06105 ( odpowiada IEC - 56 )

PN - 86 / E - 05155

1. Un - napięcie znamionowe jest to największa dopuszczalna wartość skuteczna napięcia między przewodowego sieci do , której przeznaczona jest aparatura rozdzielcza i sterowania ( wytwarzająca w określonych warunkach ustalone wartości napięc probierczych ).

2.Poziom znamionowy izolacji Uni , Ui - jest to skuteczna wartość napięcia między przewodowego , na którą izolacja włącznika została zbudowana .Dla łączników Ns napięcie Uni jest wartością do której są odniesione napięcia probiercze wytrzymałości elektrycznej i odstępy izolacji powierzchniowe .

Rozróżnia się następujące wartości Ns - niskiego napięcia

dla AC : Uni = 250-380-500-660-800-1000V napięcie znormalizowane

dla DC : Uni = 250-...-1000V dodatkowo 1200-1500V

Norma ustala następujące wartości napięć znamionowych izolacji łączników wysokiego napięcia :

Uni = 3,6-7,2-12-17,5-24-36-52-72,6-123-145-170-245-300-(362)-420-525-765kV

Napięcia znamionowe izolacji - jest parametrem i cechą charakterystyczną dla odporności elektrycznej łącznika .Jest to skuteczna wartość prądu , która przepływając dostatecznie długo przez tor włącznika , nie spowoduje przekroczenia w określonych normach przyrosty temperatury przyjętych za dopuszczalne Λϑdop .

Łączniki niskiego napięcia są zbudowane na następujące prądy znamionowe ciągłe : niskiego napięcia :

• manewrwe Jnc = 6-10-16-25-40-63-100-160-250-400-630 A

• inne łączniki Jnc = 25-40-63-100-160-250-400-630-1000-1600-2500-40000 A

Znormalizowane prądy ciągłe łączników wysokiego napięcia są :

• łączniki ( z wyjątkiem wkładek bezpieczeństwa )

Inc = 200-400-630-800-1250-1600-2000-2500-3150-4000-5000 A

• wkładki bezpieczeństwa

Inc = 6-10-15-20-25-30-(35)-40-50-60-(75)-80-100-125-(150)-160-200-225-260-300-430-500-6000 A

• Nadmiarowo prądowe wyzwalacze pierwotne

Inc = 6-10-16-25-40-63-100-160-200-250-315-400-5000-630 A

4.Zdolność zwarciowa

Wszystkie aparaty i włączniki włączane szeregowo do układu elektroenergetyczne są narażone na przepływ przez ich tory prądowe prądów zwarciowych przez czas trwania tz (Tk) i musi mieć odpowiednią wytrzymałośc na skutki działania tych prądów .

Prądy zwarciowe przepływając przez tory prądowe powodują wysktępowanie sił elektrodynamicznych ( momentów gnących , rozrywających oraz powodują nagrzewanie tych torów ) . Największą wartość oddziaływań elektrodynamicznych jest wyznaczana szczytową wartością prądu zwarciowego , natomiast stopień obciążenia cieplnego toru prądowego , zależy od wydzielonej ilości ciepła w czasie przepływu prądu zwarciowego .

Rozróżnia się :

A ) obciążalność zwarciową elektrodynamiczną , która jest określona szczytową wartością prądu zwarciowego , którą włącznik wytrzymuje bez uszkodzeń , w stanie pracy przepustowej czyli zamknięcia oraz którą jest w stanie poprawnie załączyć ( prąd załączalny iz ) izs - to wartość szczytowa którą łącznik jest w stanie wytrzymać

Izs = iż = 2,5 Iws

Isz = 15,75-20-25-31,5-40-50-62,5-78,8-100-125-157,5-200-250 kA

B )obciążalność zwarciowa cieplna krótkotrwała - jest ustalona wartością prądu krótkotrwałego n-sekundowego , który płynąc w czasie n-sekund , nie spowoduje torze prądowym przekroczenia temperatur uznanych za dopuszczalne , w tym przypadku kryterium dopuszczalnego prądu jest temperatura dopuszczalna krótkotrwale

ϑdop ≈ 100 C ϑdop (kn) ≈ 200 C

Prądy obciążalności zwarciowej cieplnej oznaczone są :

Ith = 6,3-8-10-12,5-16-20-25-31,5-40-50-63 kA ( 100-160 kA )

Prąd znamionowy wyłączalny zwarciowy - jest to najmniejszy , który wyłącznik powinien być w stanie wyłączyć w warunkach użytkowania , w obwodzie , w którym napięcie powrotne przejściowe jest równe wartości znamionowej PN - 89 / E - 06105

Znamionowy prąd wyłączalny zwarciowy charakteryzują dwie wartości :

- składowa okresowa znamionowa prądu wyłączalnego Iws definicja geometryczna

Iws = 6,3-8-10-12,5-16-20-25-31,5-40-50-63-80-100 kA

Sws = Ith ( 1sek ) gdy prąd cieplny jest 1-sekundowy

- składowa nieokresowa znamionowego prądu wyłączalnego , wyznaczenie odbywa się tylko wtedy gdy czas rozdzielania jest dostatecznie krótki , oraz gdy stosunek R do xjest dostatecznie mały R/X .

Jest wyrażona w procentach wartości szczytowej składowej okresowej

Idc% = Idc/Iac * 100 [ % ]

Napięcie znamionowe powrotne przejściowe TRV

pojawi się tu napięcie powrotne , wraca na otwarte styki łącznika , po zgaszeniu łuku .

e ( t ) = Em sin (ωt + ϕ )

Napięcie powrotne znamionowe .

Norma podaje zasadę obliczania napięcia powrotnego TRV dla dwóch podstawowych rodzaju obwodu .Definiuje się wartość maksymalną napięcia powrotnego Uc i czas jego występowania dUc / dt = Uc / t3 .

Prądy znamionowe wyłączalne , łączenia obwodów .

W szczególnych warunkach pracy zdolność łączenia obejmuje :

A )linii napowietrznych w stanie jałowym

podaje się największy prąd ładowania linii dla łączników Un≥72,5-525 kV . Zakres prądó w stanie jałowym linii jest zawarty w przedziale Ii = 10-500 A

b )linii kablowych na biegu jałowym jest to największy prąd ładowania linii kablowych dla napięć Un≥3,6kV - 525 kV .

c )baterii kondensatorowej pojedyńczej - największy prąd który wyłącznik jest w stanie wyłączyć przy napięciu Un bez przekroczenia dopuszczalnych poziomów przepięć łączeniowych .

d )baterii kondensatorowej wielo członowej , dotyczy baterii równoległych przyłączanych doźródła zasilania .

e )prąd wyłączalny przy łączeniu małych prądów indukcyjnych np : transformatorów na biegu jałowym .

f )prąd znamionowy wyłączalny przy niezgodności faz .

g )prąd znamionowy wyłączalny przy łączeniu zwarć pobliskich .

Koordynacja danych znamionowych .

Skoordynowanie wartości napięć znamionowych Un ,prądów znamionowych ciągłych Inc i prądów wyłączalnych Iws podawane są do określonych wykonań łączników w taki sposób , że podstawowe szeregi prądów znamionowych ciągłych dotyczy ściśle określonych wartości prądów wyłączalnych . Wynikają z występowania max wartości prądów znamionowych przy danych wartościach Un i spotykanych w danych warunkach sieciowych prądów roboczych obciążenia ciągłego .

Tablice koordynacji nie są obowiązujące lecz traktowane jako wytyczne do wartości zalecanych.

Un kV	Iws kA				Jnc
		4 0 0	6 3 0	8 0 0	1250	16 00	20 00	25 00	40 00
	8	x
	12,5	x	x		x
7,2	16		x		x	x
	25		x		x	x		x
	40				x	x		x	x
	8	x
12kV
	50				x	x	x	x	x

Narażenia środowiskowe - powodują określone narażenia klimatyczne , fizyczne , chemiczne i biologiczne . Czynnikami narażeniowymi nazywamy takie procesy lub zjawiska zachodzące w środowisku , które mogą niekorzystnie wpłynąć na wyrób umieszczony w tym środowisku .

Środowisko ⇒ wyrób

Mogą występować w miejscach zainstalowania w czasie transportu lub przechowywania . Na styku wyrób środowiskowy mogą występować czynniki narażeniowe pochodzące od wyrobu , które działać będą niekorzystnie na środowisko , nazywamy czynnikami zagrożeniowymi , a odwrotnie narażeniowe .

Każdy wyrób podlega sprawdzeniu w weryfikowaniu odporności wyrobu na narażenia środowiskowe podczas wykonywania prób środowiskowych . Obejmują one naturalne lub sztuczne warunki środowiskowe , w których dany wyrób się znajduje w celu uzyskania oceny o jego zachowaniu się w warunkach urzytkowania , transportu i przechowywania .

Klasyfikacja warunków środowiskowych .

A )narażenia klimatyczne dla napowietrznych aparatów elektrycznych związane z warunkami klimatycznymi , które wyrażają się przez : temperaturę , wilgotność , ciśnienie powietrza , zanieczyszczenie powietrza , składnikami stałymi odparowanymi lub gazowymi .Występują mgły , sadzi , oblodzenia , opady , wiatry i promieniowanie słoneczne .

Zgodnie z obowiązującą w normach klasyfikacją klimatów aparaty przystosowuje się do pracy w następujących , głównych strefach klimatycznych .

Główne strefy klimatyczne :

1.Klimat zimny - F

2,Klimat umiarkowany - N z miesięczną temperaturą , średnią w zakresie - 15 ≤ ϑo≤+25C ,najwyższa w roku ϑomax = +37C , ciśnienie powietrza po ≥ 775 hPa .

3.Klimat gorący suchy TA.

4.Klimat gorący wilgotny TH .

5.Klimat podzwrotnikowo wilgotny TS .

6.Klimat nadmorski M .

b )narażenia chemiczne - występują wtedy kiedy składniki chemiczne środowiska tlen , siarka , sole wchodzą w reakcje ze składnikami materiałowymi wyrobu , powstanie szkodliwych warstw nalotowych na powierzchni styku .

c )narażenia fizyczne - obejmują grupę zjawisk takich jak oddziaływanie mechaniczne wstrząsy , uderzenia , oddziaływanie elektromagnetyczne , wyładowania piorunowe , przepięcia łączeniowe , eksplozje jądrowe .

d )narażenia biotyczne - mogą występować w postaci szkodliwych działań zwierząt ( gryzonie ), korozji mikrobiotycznej w wyniku obecności i rozwoju organizmów żywych zwierzęcych i roślinnych .

Czynniki zagrożeniowe- są to czynniki wywołane praca urządzeń działające na środowisko, do najważniejszych czynników zaliczamy :

• Urazowe wywołanie nie osłoniętymi częściami ruchomymi urazy mechaniczne

• Oparzeniowe części urządzeń przy temperaturze 70C.

• Rażeniowe urządzenia pod napięciem wyższym jak bezpieczne .

• Wybuchowe mechaniczne .

• Pola elektromagnetyczne emisji sygnałów zakłóceń elektromagnetycznych .

• Pola elektrostatyczne występują przy bardzo wysokich napięciach .

• Szumy akustyczne .

Stopień zagrożenia wynika z :

• stopnia uczulenia środowiska na dany czynnik stopnia .

• nasilenia czynnika narażeniowego .

• częstości występowania i czasu oddziaływania .

Obciążenie i narażenie napięciowe izolacji aparatów

Izolacja (układ izolacyjny) - zespół środków służących do oddzielenia elementów torów prądowych (elementów przewodzących), które znajdują się w czasie eksploatacji pod napięciem względem siebie lub względem części uziemionych, wytrzymałość dielektryczna układu izolacyjnego określa jego zdolność do wytrzymywania napięć charakteryzowanych czasem, kształtem i wartością. Podstawą wymiarowania izolacji są obciążenia: długotrwałymi napięciami roboczymi; krótkotrwałymi przepięciami wewnętrznymi (np. łączeniowymi, zwarciowymi) oraz zewnętrznymi. Zagadnienia izolacyjne należy rozpatrywać w odniesieniu do:

Izolacji doziemnej Ld (materiały stałe); izolacji międzybiegunowej Lm (izolacja gazowa); izolacji między rozłączonymi częściami bieguna Lo (międzyzaciskowa). Izolacja występuje jako gazowa, ciekła lub z materiałów stałych. W układach izolacyjnych stosuje się dielektryk jednorodny (powietrze, SF6, azot, olej) bądź układ szeregowy lub równoległy różnych dielektryków. Układy izolacyjne można podzielić na: układy samoregenerujące się które po wystąpieniu przeskoku odzyskują w krótkim czasie swoje pierwotne właściwości; układy niszczone w wyniku ich przebicia - najczęściej dielektryki stałe, które po przebiciu tracą zdolność izolacyjną.

Przy narażeniach napięciowych w przerwach izolacyjnych występują naprężenia elektryczne wyznaczone rozkładem pola elektrycznego, które jest zależne od ukształtowania i odstępu elektrod oraz od rodzaju i sposobu ukształtowania środowiska dielektrycznego.

Rodzaje obciążeń napięciowych układów izolacyjnych A) obciążenia napięciami roboczymi

kV	Uni	=	6	10	15	20	30
kV	Urm	-	7,2	12	17,5	24	36
	kr	-	1,2	1,2	1,16	1,2	1,2
				110	220	400	750
				123	245	420	765
				1,12	1,11	1,05	1,02

W normalnych warunkach pracy w wyniku konieczności wymuszenia przepływu energii w sieciach oraz konieczności zapewnienia odpowiedniego poziomu napięcia w punkcie odbiorczym, wymaga się utrzymania napięcia roboczego wyższego od napięcia znamionowego. Izolacja urządzeń powinna wytrzymywać napięcie wyższe od napięcia znamionowego sieci o pewien współczynnik k_r. Iloczyn U_ns*k_r określa maksymalne napięcie robocze. U_rm=k_r*U_ns

Normalizacja przyjmuje, jako napięcie znamionowe największe napięcie robocze U_ni=U_rm

B) obciążenia izolacji przepięciami

Przepięcia występujące w sieciach są powodowane: niesymetrią układów; czynnościami łączeniowymi; zwarciami (te 3 należą do przepięć wew); wyładowaniami atmosferycz (bezpośrednimi lub pośrednimi) - przepięcia zew. W zależności od przyczyny, przepięcia różnią się wartościami szczytowymi, stromością narastania, czasem trwania i częstotliwością przebiegu napięcia f_o>f_n

Przepięcia wewnętrzne występują w postaci przepięć długotrwałych - ten rodzaj występuje podczas wyłączania większych odbiorców i linii długich lub załączania linii nieobciążonych. Współczynnik przepięć k_p=U_m/(v2*U_ro) (stosunek nap szczytow do roboczego fazowego) Przy przepięciach długotrwałych k_p=1,3~1,4. przepięcia te występują przy częstotliwości znamionowej sieci f_n, przepięcia dorywcze (ziemnozwarciowe). Przepięcia przy zwarciach doziemnych osiągają różne wartości w zależności od impedancji dla składowej zerowej i sposobu połączenia punktu zerowego z ziemią. W sieciach z izolowanym punktem zerowym współczynnik przepięć k_p=v3, w sieciach z punktem zerowym uziemionym kp=0,87v3, przepięcia łączeniowe występują przy częstotliwości własnej f_o=1/(2*pi*?LC) i związane są z: wyłączaniem prądów zwarciowych; wyłączaniem prądów obciążeniowych; wyłączaniem prądów biegu jałowego linii lub transformatorów. Współcz k_p=1,9~2,4 - w przypadku zwarć; k_p=2~3 - w przypadku linii na biegu jałowym Przepięcia zewnętrzne powstają przy wyładowaniach atmosferycznych i mają charakter aperiodyczny o wartościach dochodzących przy wyładowaniach bezpośrednich U_m?5MV, przepięcia indukowane dochodzą do 200KV.

Wymiarowanie układu izolacyjnego musi uwzględniać wszystkie wymienione narażenia napięciowe, a system napięć probierczych stosowanych w badaniach odwzorowuje warunki napięciowe przy obciążeniach ciągłych i krótkotrwałych. Praca załączeniowa aparatów zestykowych

Podczas zamykania układu zestykowego łącznika może nastąpić łuk załączeniowy

Przy zamykaniu, jeśli odległość między stykami l_z będzie dostatecznie mała, to pod wpływem napięcia między stykami następuje przeskok i inicjowany jest łuk tzw. łuk załączeniowy. Łuk załączeniowy cechuje się tym, że stale zmienia się jego długość, jest łukiem krótkim, skoncentrowanym na niewielkiej powierzchni na elektrodach i gaśnie w momencie uzyskania styczności.

Wtedy jednak dochodzi do zgrzania styków i może być na pewnej objętości materiału przekroczona temp. topnienia. Styki dociskane są siłą pochodzącą od napędu. Objętość stopiona jest teraz chłodzona przez ciepło odbierane na drodze przewodnictwa, następuje stygnięcie i zgrzewanie układu stykowego. Zgrzeina ta może niedopuścić do ponownego otwarcia styków. Srebro - najlepszy przewodnik ciepła, niska temp. topnienia. Ag 960 st C, Cu 1083, W(wolfram) 2500 st C. problem ten rozwiązuje się przez dobór odpowiednich materiałów stykowych.

Odskoki sprężyste podczas odskoków sprężystych styk ruchomy drga z odpowiednią amplitudą i czasem trwania.

Jeśli amplituda x_m będzie dostatecznie duża, dochodzi do rozdzielenia elektrod i inicjowanie łuku. Przy małych amplitudach styki się nierozdzielają, ale wytworzy się mostek przewodzący (odskoki mostkowe). Układ zestykowy może ulegać odskokom pod wpływem sił elektrodynamicznych w wyniku przewężenia linii prądowych w obszarze styczności - odskoki elektrodynamiczne. Najczęściej występują w obszarze maksymalnych prądów.

Praca przepustowa torów prądowych w czasie pracy przepustowej torów występują następujące narażenia: nagrzewanie torów prądem ciągłym wystąpi temperatura ustalona V_n=(kd*J²*ρ_o)/(kod*A*S)<V_dop. Nagrzewania prądem krótkotrwałym. W czasie nagrzewania krótkotrwałego (podczas zwarć) występuje nagrzewanie adiabatyczne i maksymalna temp. przy zwarciach V_z nie może być wyższa od temp. dopuszczalnych przy obciążeniach krótkotrwałych

Oddziaływanie elektrodynamiczne występują zawsze między torami prądowymi w wyniku przepływu prądu w przewodnikach prostoliniowych lub zwojach. Siły elektrodynamiczne mają charakter ciągły tzn. występują w każdej jednostce długości toru F_f=f_t*l (l- dł. przęsła)

F_f=Z* (μ_o/4pi)* i₁i₂* (k_f*k_d)/a_f*l ; μ_o=4pi*10^-7 [VS/Am]

Siły elektrodynamiczne powodują naprężenia mechaniczne w torach prądowych. Działają na podpory powodując ich łamanie.

Praca wyłączeniowa łączników zestykowych

Wyładowania łukowe pojawiają się tylko wtedy, jeśli przekroczone są pewne wartości graniczne prądu Ig i napięcie graniczne Ug, których wartości zależą od materiału elektrod. Wyłączniki łukowe charakteryzują się tym, że gęstość prądu w obszarze międzyelektrodowym jest duża, a przepływ prądu występuje wskutek procesów jonizacyjnych cząstek gazu pod wpływem strumienia elektronów. Wyłączenie łukowe może być zainicjowane przez: rozdzielenie elektrod przez które przepływał prąd i>ig; przez przeskok między rozdzielonymi elektrodami; przez działanie jonizatorów zewnętrznych. W technice łączeniowej najczęściej inicjowanie występuje przez rozdzielenie elektrod. Rodzaj łuku zależny jest od ciśnienia gazu otaczającego układ elektrodowy (łuk nisko i wysokociśnieniowy + faza przejściowa). Z ostatniego miejsca styczności pod wpływem wysokiej temp. z katody wystąpi emisja elektronowa (tzw. emisja termiczna) tworząca strumień elektronów katodowych. Pod wpływem pola elektrycznego panującego między elektrodami, elektrony nabierają prędkości (energii kinetycznej) i jeśli będzie ona > od energii jonizacji to elektrony katodowe zjonizują cząstki gazu wytwarzając jony dodatnie i elektrony.

Łukiem elektrycznym nazywamy skierowany przepływ elektronów oraz jonów dodatnich w obszarze między elektrodami, przy czym gęstość tych strumieni musi być b. duża. Model łuku elektrycznego Wyróżnia się dwie formy łuku ele: krótki i długi. Krótki, gdy odległość między elektrodami l?1cm; długi >1cm.

W łuku elektrycznym wyróżniamy 3 strefy A) KATODOWĄ (stopa katodowa). W tej strefie odbywa się emisja elektronów z niewielkiej powierzchni położonej na katodzie (tzw. plamka katodowa) i jonizowanie gazu otaczającego. Strefa ta jest przewężona i charakteryzuje się spadkiem napięcia U_k=10~12V. Spadek napięcia na niewielkiej długości tej strefy zapewnia istnienie wysokiego pola elektrycznego niezbędnego do przyspieszania elektronów. l_ko=10^-6cm; E_ko= U_k/l_ko= 10V/10^-6cm= 10⁷ [V/cm]. Plamka katodowa o małych wymiarach przewodzi określoną wartość prądu I_p=10~100A, stąd przy dużych prądach łuku istnieje kilkanaście lub kilkaset plamek katodowych, każda przewodząca prąd I_p. B) PLAZMA ŁUKOWA obszar obejmujący praktycznie całą odległość między elektrodami i charakteryzuje się bardzo wysoką temperaturą gazu. Temperatura ta została wytworzona przez zderzenia cząstek gazu z elektronami i elektrony są odpowiedzialne za wartość temperatury.

Prąd w obszarze plazmowym przewodzony jest tylko w obszarze, gdzie przewodność > 0. Na zewnątrz tego obszaru nie występują procesy jonizacyjne i nie ma przepływu prądu. Ponieważ strumienie elektronów i jonów są elektrycznie równoważne, to plazma łukowa posiada niewielkie pole elektryczne, a spadek napięcia zależy od długości łuku oraz od sposobu chłodzenia obszaru plazmowego. j_e=e*n_e*v_e [A/cm²]; j_i=e*n_i*v_i;; U_p=E_p*l_p; Ep=10~50 v/cm;; n_e˜n_i; j_e/(e*v_e)= j_i/(e*v_i); v_e>v_i; u_pv_e=10*V₂'; j_e=10*j_i. W plazmie prąd przenoszony jest głównie przez strumień elektronowy. Oprócz procesów jonizacyjnych równocześnie występują procesy odwrotne tj. dejonizacyjne. Dejonizacja odbywa się na drodze rekombinacji, czyli łączenia się ładunków różnoujemnych, dyfuzji, neutralizacji. Możliwości gaszenia łuku odbywają się głównie przez ingerencję w obszar plazmowy, ponieważ strefy przy elektrodach są bardzo małe i zewnętrzne oddziaływanie na nie jest ograniczone. Jeżeli chcemy wyłączyć prąd w obwodzie, to w pierwszym rzędzie należy obniżyć temperaturę w obszarze plazmowym i zmniejszyć skuteczność jonizacji termicznej. Zatem głównym sposobem jest chłodzenie łuku. C) ANODOWA obszar anodowy jest obszarem kolekcji (przejmowanie) strumieni elektronowych oraz niewielkich strumieni jonów dodatnich. Strumień elektronów padają na powierzchnię anody powoduje jej nagrzewanie i ewentualne topienie (zależne od prądu łuku i ruchu łuku). Spadek napięcia przy anodzie jest niewielki i wynosi: całkowite napięcie na łuku U_a=Uk+ U_p+ U_A= (U_k+U_A) +U_p. dla łuku długiego spadki przyelektrodowe są znacznie mniejsze od spadku napięcia w plazmie, dlatego można napisać, że napięcie na łuku = spadkowi napięcia w plazmie U_a˜U_p. dla łuku krótkiego napięcie w plazmie jest niewielkie więc można zapisać, że napięcie na łuku jest = sumie spadków przyelektrodowych. U_a= U_k+U_A

Charakterystyki napięcia łuku

Charakterystykę dynamiczną można uzyskać w różnym nachyleniu w zależności od szybkości zmian prądu.

Wyłączanie prądu stałego

Warunkiem wyłączenia prądu jest doprowadzenie prądu z I₀ do wartości i=0

1. L
   i=const ( punkt niestabilnego palenia się łuku )

2. L
   i=const ( punkt stabilnego palenia się łuku)

Tylko obszar prądu i<i₁ uzyskamy warunki wyłączania prądu stałego.

1. Warunkiem wyłączania prądu stałego o wartości i₀ jest:

- praca w obszarze charakterystyki L
,
, gdy prąd ma charakter malejący.

- doprowadzenia prądu i₀=0

e=iR-L
+U_a

U_a=(e+L
)-iR

Rozszerzenie zakresu wyłączania prądu stałego polega na podwyższeniu charakterystyki napięcia na łuku powyżej przebiegu charakterystyki rezystancyjnej i*R. Podwyższenie charakterystyki napięcia może być dokonane przez:

- zwiększenie długości łuku np. przez rozciągnięcie łuku wydłużenia

- przez zwiększenie wartości natężenia pola w plazmie na drodze zwiększonego chłodzenia. Ten sposób nie jest stosowany przy wyłączaniu prądu stałego ponieważ doprowadza do wysokich przepięć w obwodzie.

e=-L

dt=-(L/e)di

t_a=(L/ei₀

Czas trwania łuku, czyli w przybliżeniu czas wyłączania zależy od indukcyjności obwodu L, oraz e i od wyłączanego prądu. Dla określenia obwodu L=const proces wyłączania można określić poprzez charakterystykę łuku ( zwiększenie e ) jednakże prowadzi to do znacznych przebić w chwili zera prądu gdzie e jest zazwyczaj duże, z tego powodu charakterystyka napięcia na łuku powinna być tak kontrolowana aby występowało obniżenie jej przebiegu w obszarze zbliżania się prądu do zera.

Kontrola charakterystyki odbywa się poprzez wyładowanie łuku.

Zasady wyłączania prądu stałego.

Działanie łączników prądu stałego oparte jest na zasadzie:

1. utrzymywania płaskiego przebiegu charakterystyki możliwie w całym zakresie prądów wyłączalnych, tj. utrzymywanie dużej intensywności chłodzenia łuku przy dużych prądach i zmniejszanie intensywności chłodzenia przy prądach małych.

1. stosowanie podziału łuku na krótkie odcinki dzięki czemu wykorzystuje się charakterystyki spadków napięć przy elektrodowych.

U_a=(U_k+U_A)+U_p

L< 1 cm U_p0

U_a(U_k+U_A)

U_a=(U_k+U_A)

Ten sposób jest stosowany powszechnie w łącznikach niskiego napięcia, wszystkie łączniki niskociśnieniowe działają na tej zasadzie.

3. Gaszenie łuku prądu przemiennego.

Ma charakter całkowicie odmienny od gaszenie prądu stałego, ponieważ prąd przemienny w sposób naturalny w pół okresu przechodzi przez wartość zerową. Jeśli prąd wyłączalny osiągnie wartość i=0, to łuk gaśnie, ale pod wpływem napięcia pojawiającego się na rozłącznych biegunach łącznika może być ponownie zainicjowany.

Obszar między elektrodowy który przed zerem prądu wypełniony był plazmą zjonizowaną

która zanika w okresie pozerowym szybkość zanikania ładunków zależy od właściwości środowiska w którym odbywa się wyłączanie. To szybkość zaniku decyduje o odbudowie właściwości dielektrycznych przerwy między elektrodami, a wytrzymałość elektryczna określona jest napięciem wytrzymałości powrotnej.

Z drugiej strony obwód elektryczny generuje napięci między elektrodami, które przyłożone na przerwą określone jest napięciem powrotnym.

Warunek wyłączania prądu przemiennego można sformułować:

jeśli prąd przemienny osiąga wartość równą 0, to wyłączanie nastąpi wówczas jeśli szybkość narastania wytrzymałości powrotnej dW_wp/dt będzie większa od szybkości generowania napięcia powrotnego dU_p/dt.

Czyli jest spełniony warunek: dW_wp/dt>dU_p/dt.

1. wyłączanie obwodu czynnego R>>L:

dU_p/dt=d/dt (E_msint)=_m.cost - szybkość narastania napięcia

2. wyłączanie prądów indukcyjnych R<<L:

Przy wyłączaniu prądów indukcyjnych proces wyłączania przebiega znacznie trudniej niż przy wyłączaniu obwodu rezystancyjnego ponieważ, gry prąd i=0 to napięcie źródła osiąga wartość maksymalną. Napięcie E_m nazywamy napięciem powrotnym podstawowym, na które nałożone są oscylacje wytworzone przez parametry obwodu LC, oscylacje posiadają częstotliwość drgań własnych
i wynoszą od kilkunastu do kilkuset kHz. Przebieg ten tworzy napięcie powrotne przejściowe TRV.

Jeżeli krzywa charakteryzująca wytrzymałość powrotną U_wp narasta zgodnie z charakterystyką 1, to w chwili przecięcia się z charakterystyką narastania napięcia powrotnego nastąpi ponowny zapłon łuków w czasie t₂ i prąd popłynie ponownie.

Jeśli wytrzymałość powrotna przebiegać będzie według charakterystyki 2, to znaczy w żadnym punkcie nie przetnie się z charakterystyką napięcia powrotnego , to do ponownego zapłonu niedojdzie, nie wystąpi przeskok prądu w obwodzie, prąd równy zero.

Sytuacja taka odpowiada definitywnemu wyłączeniu prądu prze wyłącznik. Wyłącznie prądów pojemnościowych ma podobny charakter jak indukcyjnych z tą różnicą, że przebieg napięcia e(t) jest odwrócony o 180⁰w stosunku do obciążenia indukcyjnego. Wyłączanie prądu przemiennego sprowadza się do napięcia generowanego przez obwód ( napięcie powrotne ) i zjawisk dejonizacyjnych w przerwie między elektrodami, które zależą od właściwości wyłącznika.

Wytrzymałość powrotna przerw gaszeniowych.

Wytrzymałość powrotna przerw połukowych zależy od wielu czynników a w szczególności:

- od wartości wyłączanego prądu

- od intensywności chłodzenia kanału połukowego

- wymiarów geometrycznych i rodzaju układu stykowego

W pierwszym rzędzie należy zwrócić uwagę na fakt, że w momencie przejścia prądu przez 0 następuje zmiana biegunowości przyłożonego napięcia powrotnego na elektrodach. Przerwa wypełniona ładunkami elektrycznymi poddawana jest procesom dejonizacji, które w czasie zmieniają koncentracje nośników ładunku. Początkowo równomiernie rozłożony ładunek pod wpływem przyłożonego napięcia zmienia swój kierunek ruchu i w pobliżu katody gromadzi się ładunek jonów dodatnich na odległości L_k0, natomiast poza tą warstwą znajduje się ciągle obszar nagromadzenia elektronów i jonów , tworzący obszar przewodzenia plazmy połukowej.

Warstwa przykatodowa jonów tworzy początkową wartość napięcia wytrzymałości połukowej. Do jej przebicia potrzebne jest określone napięcie U_wp.

Mechanizm odzyskiwania wytrzymałości połukowej należy rozpatrywać dla dwóch przypadków:

1. kanał połukowy krótki

2. kanał połukowy długi

Kanał połukowy nazywamy krótkim jeżeli odległość między elektrodowa L cm.

Pod wpływem przyłożonego napięcia w tym kanale, decydujące znaczenie ma warstwa przykatodowa, która tworzy się w czasie krótszym od ts, a jej wytrzymałość wynosi U_wp(0)=160-250 V. W tym czasie w kanale nie zachodzą żadne procesy dejonizacji. Dopiero po czasie większym od t>10s rozpoczyna się odbudowa właściwości dielektrycznych przez plazmę połukową w wyniku procesów cieplnych wywołanych chłodzeniem środowiska otaczającego.

Oprócz tego następuje systematyczne przejmowanie cząstek zjonizowanych przez elektrody.

Mechanizm ten wykorzystywany jest głównie w wyłącznikach nisko napięciowych, szczególnie dla układów gaszących zawierających elementy metalowe.

U_wp=n*U_wp(0)

Kanał połukowy nazywamy długim jeśli przerwa między elektrodowa wynosi więcej niż 1 cm.

W kanale tym tworzy się warstwa przykatodowa, ale pod wpływem przyłożonego napięcia powrotnego jest ona szybko przebita i o wytrzymałości przerwy decydują zjawiska w plazmie połukowej.

O procesie odbudowy właściwości izolacyjnych decydować będą dwa mechanizmy: elektryczny i cieplny.

Procesy te są związane z wartością przerywanego prądu. Przy wyłączaniu małych prądów przewodność plazmy połukowej jest niewielka, a ze względu na szybkość chłodzenia, stała czasowa jest również niewielka.

Jeśli przewodność zapiszemy w postaci funkcji to otrzymamy:

G(t)=Ge^-p _p=t/T_p

T_p - cieplna stała czasowa

jest to funkcja dla małych prądów.

Wykres funkcji odpowiedzialnej za wzrost wytrzymałości połukowej.

Przy włączeniu dużych prądów przewodność G₀ jest bardzo duża ze względu na wartość przewodzonego prądu i średnicę kanału plazmowego, stała czasowa osiąga bardzo duże wartości.

Do zwiększenia szybkości zaniku przewodności wymagane jest duże chłodzenie obszaru plazmowego przez otaczające środowisko. Ponieważ przewodność jest ściśle związana z wytrzymałością przerwy połukowej U_wp~1/G(t) to do wzrostu wytrzymałości powrotnej wymagane jest chłodzenie i utrzymywanie takich mediów, które skutecznie zmniejszają nie przewodność połukową plazmy.

Sposoby chłodzenia kanału połukowego zależą od rodzaju środowiska oraz od sposobu przemieszczania lub wydłużania łuku. W technice łączeniowej wyróżnia się:

1. chłodzenie przez wydmuch elektromagnetyczny - ten typ chłodzenia jest uzyskiwany przez przemieszczenie się kanału połukowego w chłodnych warstwach
   powietrza.

Siła przemieszczania się zależy od siły konwekcji i siły elektrodynamicznej.

F_ed=i[dlxB]

Siły konwekcji są na ogół niewielkie dlatego stosujemy pole magnetyczne poprzeczne do wytworzenia sił elektrodynamicznych wymuszających znaczny ruch łuku.

2. chłodzenie przez strumień gazu

W tym sposobie chłodzenia wykorzystujemy odbiór ciepła z powietrza kanału lub z wewnątrz łuku przez przepływający strumień gazu i odbiór ciepła dzięki konwekcji wymuszonej. Szybkość przepływu gazu zależy od wymiaru dyszy i ciśnienia gazu. Na tej zasadzie działają wszystkie wyłączniki pneumatyczne.

3. chłodzenie przez dobór środowiska o dobrych właściwościach przewodzących. Technika ta jest wykorzystywana w bezpiecznikach lub w niektórych typach wyłączników.

W przypadku bezpieczników ciepło przejmowane jest przez piasek krzemowy odznaczający się dużym ciepłem właściwymi dzięki temu jest znaczne przejmowanie ciepła z łuku do środowiska. Do tego celu jest także wykorzystywany szejścio-fluorek siarki SF₆ - dobra przewodność cieplna oraz entalpia.

Rozdział 7.

Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych łączników elektroenergetycznych.

1. Łączniki stykowe.

Elementem łączników jest część czynna toru prądowego. Ze względu na część czynną dokonujemy klasyfikacji łączników zestykowych.

Łączniki mechanizmowe to takie, które posiadają mechanizm określający ruch i drogę części czynnej toru prądowego.

2. Odłączniki.

Jest to łącznik przeznaczony do dokonywania przełączeń w stanie bezprądowym. Łączniki tego typu mogą być wykonywane jako łączniki do otwierania bezpiecznej przerwy izolacyjnej.

Podstawowymi typami łączników są: nożowe lub obrotowe

Odłączniki wnętrzowe.

Wykonane są głównie jako nożowe.

1.Podstawa

2.Izolator wsporczy

3.Nóż odłącznikowy

4.Zaciski przełącznikowe i styki noża

5.Układ napędowy

Ze względu na konstrukcję noży wyróżniamy:

a)Jednonożowe F_ed ~ i² F_d>F_ed

Konstrukcje takie stosowane są dla nn (wymiar a ) i dla małych wytrzymałości elektrodynamicznych:

b) Dwunożowe

Nie mają one tendencji do otwierania się szczegulnie wtedy gdy zaciski przyłączeniowe znajdują się w górnej części toru. Konstrukcje takie są narażone na wytworzenie sił elektrodynamicznych w wyniku przepływu prądu przez poszczególne płaskowniki. Do ich pokonania wymagana jest odpowiednia siła docisku. W układach stykowych , tworzące się odskoki styków pod wpływem F_ed mogą wywołać zszczepianie układu stykowego.

c) ceownikowe(korytkowe) Odłączniki tej konstrukcji są podobne do płaskownikowych ale dzięki zwiększonej wytrzymałości mechanicznej mogą być stosowane do dużych obciążeń prądowych.

d) wielonożowe Posiadają kilka równoległych układów nożowych. Śą stosowane dla największych obciążalności ciągłych I_nc=(6000-10000)A.

Odłączniki napowietrzne.

Stosowane są przy napięciach znamionowych U_n>3,6kV, budowane są w zakresie napięć U_n=36-756kV, różnią się od wnętrzowych tym, że :

• mają zwiększoną podziałkę odstępu biegunowego

• zmienione są izolatory wsporcze, ponieważ muszą mieć wykonanie napowietrzne odporne na wpływ czynników zewnętrznych: opady, sadzi.

• zmieniony jest kształt noża odłącznikowego z przekrojówprostokątnych na przekroje okrągłe lub rurowe, aby pomniejszyć efekty ulotu.

Odłączniki napowietrzne budowane są w wersjach :

• poziomo obrotowe

1. układ stykowy

2. nóż odłącznikowy

3. zaciski przyłączeniowe

4. izolator wsporczy

Układ jednoprzerwowy - napęd musim być przyłączony do obu kolumn, które są obrotowe.

• Odłączniki dwuprzerwowe - są prostsze w sensie napędowym, zestyki ulokowane są na sztywnych kolumnach, wymagają mniejszych podziałek miedzy biegunami.

• odłączniki sieczne niesymetryczne pionowoobrotowe.

4. Kolumny wsporcze

5. Kolumna napędowa

• Odłączniki pantografowe - należą do pionowo obrotowych. Zaletą jest możliwość uzyskiwania dużych odstępów, wymagają wysokich bramek w polach rozdzielczych ze względu na zawieszenie przewodów na dużej wysokości h₁. Wysokość zawieszenia przewodów odejściowych h₂ musi spełniać wymagania bezpieczeństwa.

Uziemniki należą do grupy odłączników, których zadaniem jest połączenie określonego punktu obwodu z potencjałem ziemi.

Uziemniki mogą być budowane jednocześnie z odłącznikiem. Są najczęściej budowane dla napięć od 36kV, jako jednostki jedno lub trój biegunowe.

Napędy do odłączników:

• ręczne stosowane do niskich napięć i średnich, tylko wtedy , gdy siła napędowa nie przekracza F_n≤30kG - dla odłączników na mniejsze obciążalności pradowe.

• napędy mechaniczne zezwalają na zdalne sterowanie odłączników i zapewniają większe siły napędowe. Wyróżniamy napędy: bezpośrednie, gdy ruch z napędu przekazywany jest bezpośrednio na noże odłącznika.

Napędy pośrednie gdy energia napędowa jest magazynowana w siłowniku(sprężyna, układ hydrauliczny) przez dłuższy czas i wyzwalana w celu dokonania operacji łączeniowych. Napędy mechaniczne wykonywane są w postaci napędów silnikowych (pośrednie), pneumatyczne, elektromagnetyczne, zasobnikowe (hydrauliczne)

Dobór odłączników.

Odłączniki dobierane są na :

• parametry znamionowe takie jak:

a)U_n≥U_s

b)I_nc≥I_rob

• parametry zwarciowe :

a)wytrzymałość cieplna n-sekundowa I_c1(I_th) wytrzymałość cieplna trójsekundowa I_c3 , I_c1(I_th)>I_th(1sek), I_c3>I_th(3sek)

b)wytrzymałość udarowa - jest to wytrzymałość na przepływające prądy zwarciowe max, wytrzymałości mechanicznej przez prądy udarowe.i_u≥i_p=√2κI_k^II

Rozłączniki.Są to łączniki elektroenergetyczne zestykowe mechanizmowe przeznaczone do wyłączania prądów nie przekraczających 10-krotnej wartości prądu znamionowego ciągłego.I_ws≤10I_nc - jest to def. Rozłącznika, jest to zdolność wyłączalna np. I_nc≤100A , I_ws<10*100=1000A, oznacza to, że są przeznaczone jedynie do wyłączania prądów roboczych i prądów przeciążeniowych. Prądy zwarciowe muszą być wyłączane przez bezpiecznik zainstalowany szeregowo z rozłącznikiem.

Wyróżniamy dwa rodzaje rozłączników ze względu na wartość prądu wyłączalnego:

• rozłączniki sieciowe posiadają zdolność wyłączalną I_ws=I_nc - nie mają rzadnych zabezpieczeń nadmiarowo prądowych, zwykle posiadają napędy ręczne.

• Rozłączniki odbiornikowe posiadają napęd mechaniczny oraz wyzwalacze nadmiarowo prądowe. Zdolnoąć wyłączalna I_ws≤10I_nc. Wymagana jest koordynacja zabezpieczeń przeciwrażeniowych i zarciowych.

R- obszar działania rozłączników, przed 10I_nc

Rozłączniki niskonapięciowe. Różnorodność wykonań rozłączników w obwodach elektroenergetycznych zmusza do wprowadzenia podziału:

1. Rozłączniki zasłonowe. Jest przedstawicielem rozłączników sieciowych, gaszenie łuku polega jego podziale na szereg łuków krótkich, przez poprzeczne płytki metalowe.

1.styk nieruchomy

2.styk ruchomy

3.zaciski przyłączeniowe

4.płytki metalowe komory gaszeniowej

2. Rozłączniki krzywkowe (dwuprzerwowy, dwie komory gaszeniowe). Łączniki tego typu uniezależniają ruch napędu ręcznego od otwierania układu zestykowego (prędkość otwierania stała-zależy od kształtu styku). Należą do grupy dwuprzerwowych, więc posiadają dwie komory gaszące na jeden biegun.

1.mostkowy styk ruchomy

2.styk nieruchomy

3.krzywka

3. Styczniki - są to rozłączniki przeznaczone do wyłączania lub załączania obwodów obciążonych prądami roboczymi lub przeciążeniowymi posiadającymi napęd mechaniczny (elektromagnetyczny) tak, że możliwe jest sterowanie zdalne tego łącznika. Są wyposażone w wyzwalacze cieplne (termiczne) a ich zdolność wyłączalna I_ws=10I_nc Należą do grupy rozłączników odbiornikowych. Pod względem wykonania rozróżniamy:

a)styczniki powietrzne - w których gaszenie łuku odbywa się w powietrzu przy ciśnieniu atmosferycznym z komorami płytkowymi, gdzie łuk dzielony jest na szereg łuków krótkich. W tej grupie występują:

• styczniki jednoprzerwowe

• styczniki dwuprzerwowe posiadające napęd elektromagnetyczny z dwoma przerwami stykowymi, dwie komory gaszące

b)styczniki olejowe - wypełnione są olejem w kturym następuje proces gaszenia łuku. Obecnie są wycofywane z produkcji.

c)styczniki próżniowe - stanowią nową generację styczników, gdzie proces gaszenia łuku odbywa się w komorze próżniowej. Stosowane są przy wyższych napięciach znamionowych do 1000V szczególnie w atmosferach agresywnych z gazami wybuchowymi (np. górnictwo ).

1.układ stykowy(skok od 1-1,7na nn 19mm przy SN)

2.tory prądowe stałe i nieruchome

3.układ izolacyjny (ceramika alundowa AL₂O₃)

4.osłona kondensacyjna chroniąca układ izol. Przed naparowaniem metalicznym

5.mieszek sprężysty

Rozłączniki w obwodach pomocniczych. Przeznaczone do obwodów sterowania pomiarów lub zabezpieczeń, charakteryzują się małą wartością prądów znamionowych I_nc≤10A i U_n=250V(500V). Do tej grupy zaliczamy:

a)przyciski sterownicze

b)łączniki drogowe - reagują na zmianę pozycji elementu sterującego, np.łączniki krańcowe, pośrednie

c)łączniki zbliżeniowe

d)łączniki reagujące na zmianę strumienia światła

e)łączniki reagujące na zmianę ciśnienia

f)łączniki pływakowe reagujące na zmianę poziomu cieczy

Rozłączniki wysokiego napięcia. Budowane są na napięcia powyżej 1kV i tylko do napięć U_n=1-36kV (w zakresie napięć średnich). Wyróżniamy dwa obszary zastosowań:

a)rozłączniki sieciowe - instalowane są w rozdzielnicach wnętrzowych w obwodach, które nie wymagają sterowania zdalnego (posiadają napędy ręczne lub mechaniczne bezpośrednie), charakteryzują się zdolnością wyłączalną równą prądowi ciągłemu, oraz niską trwałością łączeniową nie przekraczającą Ne≤1000 łączeń. Nie posiadają wyzwalaczy cieplnych .

Pod względem konstrukcji wyróżniamy:

a)rozłączniki z komorą wąskoszczelinową - należą do grupy rozłączników izolacyjnych przy czym podział wynika ze sposobu gaszenia łuku w komorach gaszeniowych. Odłącznik z komorą wąskoszczelinową posiada nabudowaną komorę gaszącą na zespól styku stałego odłącznika. Podczas otwierania otwiera się nóż odłącznikowy podczas gdy nóż odłącznika znajduje się cały czas w stanie zamkniętym. Jeśli pozycja noża odłącznikowego jest roździelona na odległość bezpieczną wtedy otwiera się nóż odłącznika , następuje inicjowanie łuku i jego gaszenie w wąskiej szczelinie między dwoma płytami izolacyjinymi. Wewnątrz komory komory znajdują sięwkładki z materiału gazującego wydzielające gaz pod wpływem wysokiej temperatury łuku, ten strumień gazu jest wykożystany do gaszenia łuku, zdolność wyłączalna komór jest ograniczona do prądów 630A. W komorach samosprężnych podczas otwierania rozłącznika następuje przemieszczenie tłoka wlewo i sprężanie sprężyny powrotnej, jeśli sprężania sprężyny jest większa niż siła tarcia między stykami to następuje rozdzielenie zestyku rozłącznika a uwolniona sprężyna przemieszcza tłok w prawo sprężając powietrze znajdujące się pod tłokiem . Wtedy strumień powietrza przelatuje przez dyszę i gasi łuk między stykami . Ilość powietrza pod tłokiem jest wystarczająca do gaszenia prądów roboczych

b)rozłączniki gazowydmuchowe budowane na napięcia robocze 12-24kV i prądy 400-630A. W stanie zamknięcia (praca przepustowa , prąd wpływa od zacisku przyłączeniowego górnego i przez przewodzący cylinder wewnętrzny do zacisku przyłączeniowego dolnego podczas rozdzielania układu stykowego przemieszcza się cylinder górny i w momencie , kiedy nastąpi utrata styczności między zaciskiem dolnym a przewodzącą prowadnicą cylindra górnego jest zainicjowany łuk w wąskiej szczelinie między dwoma warstwami materiału gazującego. Pod wpływem temperatury łuku następuje odgazowanie materiału gazującego i wytwożenie przepływu gazów w obszarze palenia się łuku. Podczas łączeń wkładki gazujące ulegają zużyciu określając trwałość łączeniową przyrządu ok.500 łączeń.

c)rozłączniki odbiornikowe - nie mają cech rozłączników izolacyjnych, zainstalowane w obwodzie muszą być zainstalowane w szeregu z odłącznikiem.

Rozłączniki odbiornikowe instalowane są zwykle blisko maszyn roboczych i najczęściej sterują pracą silników WN z tego powodu budowane są na napięcia znamionowe 7,2-12kV. Typowym przedstawicielem jest stycznik WN , cechuje się tym , że posiada napęd mechaniczny (sterowanie zdalne) oraz dużą trwałość łączeniową.

---