Výkonové vypínače Výkonové vypínače jsou určeny ke spínání jmenovitého i zkratového proudu. Podle principu můžeme vypínače rozdělit na: •
magnetické
•
kapalinové (kotlové, máloolejové, vodní)
•
tlakovzdušné
•
plynové
•
vakuové
•
bezkontaktní
Magnetické vypínače Magnetické vypínače používají magnetickou energii vlastního přerušovaného obvodu. Vypínače s magnetickým vyfukováním oblouku do zhášecích komor vykazují nejdelší natahování oblouku. Odpor oblouku tím značně narůstá. Tyto vypínače jsou proto vhodné i pro zhášení stejnosměrného proudu. Podstatou magnetického vyfukování oblouku je interakce magnetického pole oblouku s jiným magnetickým polem. Zdrojem druhého pole bývá zhášecí cívka vřazená do série s kontakty.
Kapalinový vypínač Kapalinové vypínače jsou vypínače s vlastní zhášecí energií, které pracují na principu tepelného rozkladu kapalného zhášecího média obloukem. Zhášecím médiem může být jakákoli vhodná kapalná látka, v současnosti se používá výhradně minerální olej. Zapálení oblouku ve vypínači nastává v okamžiku, kdy končí mechanický styk kontaktů a nastává jejich oddalování.
Tlakovzdušné vypínače Zhášení elektrického oblouku v tlakovzdušných vypínačích lze přirovnat k zhasnutí plamene svíčky. U tlakovzdušných vypínačů se k zhášení elektrického oblouku používá vzduch stlačený na tlak 1 MPa až 2,5 MPa, který se vhání do prostoru mezi kontakty. Ofukovat oblouk proudem vzduchu lze dvojím způsobem: příčně a axiálně. Příčné ofukování je velmi účinné (lze vypnout proud až 100 kA), ale má velkou spotřebu vzduchu. Zhášedlo je tvořeno izolační roštovou komorou. Po vysunutí kontaktu vznikne oblouk, který se snažíme vyfouknout (natáhnout) co nejvíce. V praxi se však častěji používá axiální tryska, která je co do množství spotřebovaného vzduchu hospodárnější. Mechanika zhášení je obdobná jako mechanika axiální komory kapalinových vypínačů. Tlakový vzduch je nashromážděn v prostoru pod tryskou. Jakmile se pohyblivý kontakt vysune z trysky, uvolní se cesta proudu vzduchu do prostoru pod kontaktem.
Tlakovzdušný vypínač u lokomotivy
Plynové vypínače (SF6) Fluorid sírový SF6 - vlastnosti •
elektronegativní
•
nehořlavý
•
má velkou chemickou stálost
•
má příznivé vlastnosti pro odvod tepla
•
bezbarvý
•
bez zápachu
•
nejedovatý, ale nedýchatelný
•
5x těžší než vzduch
•
chemicky velmi neaktivní a stabilní i při teplotách, kdy se olej už rozpadá
•
má vysokou el. pevnost, která s rostoucím tlakem ještě roste
U vypínačů s SF6 se využívá výborných vlastností fluoridu sírového. Existuje několik způsobů provedení vypínače. Nejjednodušší, ale nejméně efektivní, je prosté oddálení kontaktů v nádobě s SF6. Kontakty se od sebe vzdálí a oblouk v prostředí s SF6 zhasne. Efektivnější provedení je ofukování oblouku (podobně jako u tlakovzdušných) proudícím SF6. Další variantou provedení vypínače je zhášení v kapalném SF6. Plyn SF6 má v kapalném stavu stejnou izolační pevnost jako v plynném stavu. Je však mnohem těžší. Mechanismus zhášení je potom stejný jako u vypínačů kapalinových.
Vakuové vypínače Tyto vypínače pracují tak, že k oddálení kontaktů při vypínání dochází ve vakuu, které obsahuje jen minimální množství vodivých částic. Tlak od 10-3 Pa a nižší nazýváme ve vakuové technice vysokým vakuem. Kontakty vakuových vypínačů jsou ve vakuu 10 – 4 až 10 – 6 Pa. Vakuum se chová jako izolant. Vypínání ve vakuu se podstatně liší od vypínání ve vzduchu, v jiných plynech či v oleji, protože kontakty se nacházejí v nevodivém prostředí, které se prakticky neionizuje. Při vypínání se oddálí pohyblivý kontakt od pevného o několik milimetrů až centimetrů. Oblouk mezi kontakty vznikne odpařením kovu stykových ploch kontaktu. Působením tepla oblouku mají kovové páry velmi vysoký tlak a při nejbližším průchodu proudu nulou velmi lehce expandují do okolního prostoru. Kovové páry kondenzují na povrchu kontaktu a na zvláštním stínícím štítu, který obklopuje kontaktní prostor. Výhody: •
nehořlavý
•
tichý
•
nevyfukuje ionizované plyny nebo plameny
•
minimální opotřebení
•
krátkou vypínací dráhu (oddálení kontaktů)
Nevýhody: •
nutná mechanicky pevná a vakuově těsná nádoba
•
obtížné technologické zpracování materiálu pro kontakty
Bezkontaktní vypínače Tyto vypínače spínače jsou bez kontaktů a mechanických částí a realizují se zejména za pomoci polovodičových prvků. Nahrazují zejména elektromagnetické spínač. Vzhledem k velkému výkonovému zatížení (1000 V, 800 A) musí mít chlazení. Výhody: • kratší zapínací a vypínací doby • vysoký kmitočet spínání • odolnost proti mechanickému chvění a rázům • vysoká životnost a spolehlivost • odolnost proti korozi • nevzniká oblouk, jiskření při vypínání – větší bezpečnost • nenáročná údržba, jsou nehlučné • nevznikají rušivé signály
Nevýhody: •
složitější zapojení a horší zjišťování poruch (elektronické ovládací obvody)
•
obvod hlavního proudu není galvanicky oddělen od řídícího obvodu
•
vyšší cena a nutnost dobrého chlazení
