Zakaj smo potrebni in kaj so preklopne naprave

Stikalna naprava opravlja glavno funkcijo krmiljenja električnega tokokroga: vklop in izklop. Ta vrsta aparatov vključuje: nožna stikala, stikala, ločilnike.

Stikala so namenjena vklopu in izklopu električnih tokokrogov "v živo", to je, medtem ko skozi tokokrog teče električni tok.

Vse električne naprave z gibljivimi deli lahko razdelimo na avtomatske in neavtomatske. Samodejne - to so naprave, ki začnejo delovati iz določenega načina vezja ali strojev, in neavtomatske, katerih delovanje je odvisno samo od volje operaterja.

Odklopniki so nizkonapetostni (na voljo za napetost do 1000 V) in visokonapetostni (za napetost nad 1000 V).

Najenostavnejše neavtomatsko nizkonapetostno stikalo — stikalosestavljen predvsem iz gibljivega rezila, fiksnega kontakta in ročaja.

Upravljavec ročno vklopi ali izklopi stikalo z vrtenjem rezila v navpičen ali vodoraven položaj. Kontakti odklopnika se nahajajo samo v zraku.

Preprosto enopolno rubljevo stikalo

700 rubljev v zgodovinski hidroelektrarni v Nemčiji

Varovalke v notranjih stikalnih napravah na Kitajskem

Z naraščanjem obratovalne napetosti in moči takšna naprava ne more več zadovoljiti potreb dela in postopoma se pojavljajo vse bolj napredni tipi stikal.

V električnih inštalacijah za napetosti do 1000 V so najbolj razširjeni zračni odklopniki različnih izvedb.

Siemens nizkonapetostni odklopnik za tok 16A

Schneider Electric 125 Nizkonapetostni odklopnik

Domači odklopniki v elektro sobi (med njimi je 30 let razlike)

Ko je tokokrog brez napetosti med odklonskimi kontakti stikala nastane električni oblok plačati. Za boljše gašenje obloka se v strojih uporabljajo posebne naprave, ki izboljšujejo proces gašenja obloka, t.i. komore za gašenje obloka različne oblike.

Zaprta stikalna električna plošča

Za visokonapetostna vezja preprost zračni odklopnik ne more več izpolnjevati operativnih zahtev. Prva stvar, ki je bila narejena v smeri izboljšave zasnove stikala, je bila znižanje kontaktov v transformatorskem olju, kar povzroči tako imenovano oljno stikalo. Trenutno je oljni lomilec že zelo zapletena naprava, ki za svoje delo uporablja številne dosežke znanosti in tehnologije.

Visokonapetostni oljni odklopnik transformatorske postaje

Delovanje oljnega stikala med zaustavitvijo se zmanjša na naslednje: zaradi delovanja visoke temperature obloka se olje razgradi v pline, katerih glavna sestavina je vodik.Tako oblok gori v plinskem mediju, ki je v dinamičnem stanju, pride do silovitega mešanja ioniziranih in neioniziranih delcev, delcev hladnega in vročega plina in v enem od trenutkov, ko gre tok skozi nič, zaradi periodičnost, lok ugasne.

Tvorba plina je zelo močna, v stikalu nastane velik pritisk in če stikalo ni pravilno oblikovano, lahko eksplodira.

Pri oljnih odklopnikih z obločnimi komorami je gašenje obloka bolj neboleče in hitrejše. Tu se energija obloka uporablja za ustvarjanje tlaka, ki močno poveča gibanje plina okoli obloka in tako prispeva k ugasnitvi obloka.

Obstaja veliko modelov kamer in načela njihovega delovanja so precej različna, vendar vse služijo predvsem enemu od dveh namenov:

• ali ustvariti gibanje nafte in plina glede na lok;
• ali pa se lok premakne glede na olje in stene posebnih komor.

Pri takšnih stikalih pogon ni več strukturna enota s stikalom: v večini primerov je pogon strukturno izveden ločeno od stikala in je s slednjim povezan s posebnimi mehanizmi.

Obstaja tudi toliko drugih vrst visokonapetostnih odklopnikov, ki so že zdavnaj nadomestili oljne odklopnike. To je npr. oljna stikala majhne prostornine, pri katerih se uporabljajo porcelanasti rezervoarji in zato ni potrebna posebna izolacija kontaktnih delov rezervoarja in je količina olja v njih veliko manjša.

Stikalo oljnega stolpca za napetost 10 kV

Nato je treba omeniti »prekinjevalce na stisnjen zrak«, kjer oblok ugasnemo s curkom stisnjenega zraka. Ta stikala imajo številne prednosti in vse bolj nadomeščajo oljna stikala. Pogon pri njih prav tako deluje na stisnjen zrak, vendar je krmiljenje pogona električno.

Zračni odklopnik za napetost 110 kV

Uporabljajo se tudi sodobni vakuumski in SF6 odklopniki.

Vakuumski odklopnik

Odklopnik SF6

Dizajn sodobnih ključev je zelo raznolik in več o njih si lahko preberete tukaj:Primerjalne značilnosti visokonapetostnih oljnih, SF6 in vakuumskih odklopnikov

Tudi ločilniki so visokonapetostne stikalne naprave, vendar niso namenjeni vklapljanju in izklapljanju pod napetostjo (razen v primerih preklopa zelo nizkih tokov, ki so posebej označeni za posamezen tip ločilnika).

Visokonapetostni odklopnikpraviloma je grajen zračni, torej s kontakti, ki so preprosto v zraku, saj je ena glavnih zahtev za ločilnik, da so njegovi kontakti neposredno vidni, tako da je mogoče natančno ugotoviti, ali je ločilnik vklop ali izklop.

Odklopnik

V bistvu je ločilnik električna naprava, zasnovana za povezovanje (ali odklop) kovinskih dveh delov vezja skupaj, ko tok ne more teči skozi te dele.

Zasnova ločilnika je zelo podobna zasnovi nožnega stikala, le da so njegove dimenzije, ki ustrezajo njegovi visoki obratovalni napetosti, veliko večje, pogonski sistem pa je veliko bolj zapleten od nožnega stikala.

Številne druge naprave, ki izvajajo operacije vklapljanja in izklapljanja, lahko na primer pripišemo opremi za vklop/izklop stikala za izklop tovora, separatorji in kratki stiki, vendar so naprave, navedene v tem članku, najvidnejši predstavniki stikalne opreme.

Poglej tudi: Kaj so, kako so urejene nizkonapetostne stikalne naprave in kako delujejo