מהי המשמעות האמיתית של אוויר במתג אוויר

במערכות חלוקת חשמל-נמוכות, "מתג אוויר" הוא מונח נפוץ בשפה הדיבורית; שמו הרשמי הוא מפסק מתח נמוך- או מפסק אוויר אוטומטי. ה"אוויר" כאן אינו מתייחס למתג המוליך זרם באוויר, אלא לעובדה שחומר הכיבוי-קשת בין המגעים הוא אוויר כאשר המפסק שובר את המעגל.

 

מנקודת מבט של הנדסת חשמל, המונח "אוויר" משמש בעיקר כדי להבחין בין סוג הבידוד והחומר לכיבוי קשת- המשמש את המפסק בעת הפסקת זרם. מערכת המגע של מתג אוויר פועלת בסביבת אוויר בלחץ אטמוספרי, תוך הסתמכות על תכונות הבידוד של האוויר עצמו ועל מבנה כיבוי קשת- שתוכנן במיוחד לכיבוי הקשת. מאפיין זה מבדיל אותו בבירור ממפסקי ואקום, מפסקי SF₆ וכו'.

 

 

מתג אוויר הוא התקן הגנה על מתגים המתאים למערכות-מתח נמוך של 400V ומטה, המשלב פונקציות חיבור, ניתוק, בקרה והגנה מרובות. זה יכול לשמש לשליטה במצב ההפעלה/כיבוי של מעגלי עומס רגילים, כמו גם להתנעת מנוע נדירה, ומנתק אוטומטית את אספקת החשמל כאשר מעגל מתקלקל.

 

ברשתות הפצת חשמל במתח- נמוך ובמערכות הנעה חשמליות, מפסקי אוויר מבצעים משימות קריטיות כגון הגנה מפני עומס יתר, הגנה על-מעגל קצר והגנה על תת-מתח, והם אחד ממרכיבי הליבה המבטיחים פעולה בטוחה של מערכות חשמליות.

 

מנקודת המבט של אמינות חיבור חשמלי, מפסקי אוויר כוללים מספר רב של מגעים חשמליים, והחומרים והמבנה שלהם משפיעים ישירות על יכולת השבירה, תוחלת החיים והבטיחות.

 

ההבדל המהותי בין מפסקי "אוויר" ומפסקי ואקום:

 

מפסקי אוויר נקראים "אוויר" בניגוד למפסקי ואקום:

 

מפסקי אוויר: מגעים נפתחים ונסגרים באוויר בלחץ אטמוספרי; הקשת החשמלית נוצרת בתווך האוויר והיא נמתחת, מקוררת ומכבה.

 

מפסקי ואקום: המגעים מכוסים בתא מפסק ואקום, וכתוצאה מכך כמעט ללא חמצון, חיי מגע ארוכים יותר וביצועי שבירה גבוהים יותר.

 

מכיוון שהאוויר הוא המדיום, המגעים של מפסק אוויר מושפעים בהכרח מחמצון ושחיקת קשת במהלך פעולה ארוכת טווח-.

 

לכן, חומרי המגע שלהם משתמשים בדרך כלל במגעים חשמליים מכסף או במבני מתכת יקרים מרוכבים כדי להפחית את ההתנגדות למגע ולשפר את העמידות.

 

 

מפסקי אוויר אוטומטיים מורכבים בדרך כלל מחמשת חלקי הליבה הבאים:

צור קשר עם התקן

מכשיר לכיבוי קשת

מנגנון טיול

מנגנון שידור

מכשיר מגן

 

בין אלה, מערכת המגעים היא מרכיב מרכזי במפסק החשמל, לעתים קרובות משתמשת במגעים מרוכבים או במגעי כסף קבועים כדי לאזן מוליכות והתנגדות בקשת. בחלק מהעיצובים משתמשים במגעי כסף דו מתכתיים גם לשיפור היציבות התרמית וחיי השירות.

 

כאשר מתרחש קצר חשמלי, המגעים נפרדים במהירות ויוצרים קשת חזקה באוויר. רשת המתכת בתוך תא הכיבוי של הקשת מחלקת ומאריכה את הקשת, בעוד חומר הבידוד שמסביב מתאדה וסופג חום, ובכך משיג כיבוי מהיר של קשת והגבלת זרם.

 

 

למפסקים יש בדרך כלל יחידת הפעלה כפולה, המשתמשת בעיקר בשלוש שיטות ההפעלה הבאות:

 

1. מעידה אלקטרומגנטית (הגנה מיידית)

כאשר מתרחש קצר חשמלי או זרם עומס יתר חמור, הסליל מייצר שדה מגנטי חזק, מושך במהירות את האבזור, מפעיל את המנגנון לפתיחה מיידית של המגעים הראשיים.

 

2. טריפה תרמית (הגנה בזמן הפוך)

כאשר מתרחש עומס יתר כללי, הרצועה הדו-מתכתית מתכופפת עקב חום, ומעכבת את הפעולה לניתוק המעגל. למבנה דו-מתכתי זה יש מאפייני תגובה תרמית דומים ל-Bimetallic Rivet Contact באופן עקרוני.

 

3. Tripping תת-מתח

כאשר מתח אספקת החשמל יורד באופן משמעותי או נעלם, המגעים נפתחים אוטומטית כדי למנוע מציוד לפעול במתח חריג.
 

 

הבטיחות ותוחלת החיים של מפסק תלויים במידה רבה בבחירת חומר המגע. בשל הסיכונים של קשתות וחמצון באוויר, מגעים משתמשים בדרך כלל במערכת מכסף- המכילה מתכת יקרה, כגון Switch Silver Contact או Noble Metals Contact.

 

בתרחישים של מיתוג-תדר גבוה או-זרם גבוה, ניתן להשתמש במגעי דו-מתכת בעלי ראש קר או במגע חשמלי מדויק כדי להשיג איזון בין מוליכות, חוזק מכני ועמידות בפני שחיקה.

 

עבור חלקים הכרוכים בהחלקה או מגע מיידי,הזזה מגעים חשמלייםאו מבנים חשמליים של Spring Electrical Contacts נחשבים גם הם בתכנון כדי להבטיח יציבות מגע.

 

 

מנקודת מבט הנדסית, ה"אוויר" ב"מפסק אוויר" משקף בעיקר את שלוש המשמעויות הבאות:

המדיום לכיבוי-קשת הוא אוויר, לא אמצעי מבודד ואקום או גז-.

המגעים פועלים בסביבת לחץ אטמוספרי, המחייבות דרישות גבוהות יותר לעיצוב חומרי מגע.

מתאים למערכות-מתח נמוך, ומציע יתרונות משמעותיים בעלות, במבנה ובתחזוקה.

 

לכן, "אוויר" אינו רק מוסכמה של שמות, אלא סיכום- ברמה גבוהה של מדיום העבודה של המפסק, רמת היישום והגישה הטכנית.

 

 

בתור אחד מהמכשירים החשמליים המגנים הבסיסיים והחשובים ביותר במערכות חלוקת כוח-נמוכות, ה"אוויר" בשם מפסק האוויר משקף במדויק את עקרון הכיבוי של הקשת ואת סביבת הפעולה שלו. מכיוון שהמגעים קוטעים את הזרם באוויר, מונחות דרישות גבוהות יותר לתכונות החומר ולעיצוב המבני של מעגלים חשמליים למגע.

 

על ידי בחירה רציונלית של חומרי מגע ממתכת יקרה ואופטימיזציה של מבנה הכיבוי-קשת ומנגנון ההשתקה, מפסקי אוויר יכולים לשבור זרם בצורה מהימנה בתנאי פעולה מורכבים, ולספק בסיס יציב ובטוח למערכות חשמל מודרניות.