Wat is het werkingsprincipe van een stroomonderbreker?

Het werkingsprincipe van eenstroomonderbrekerdraait om de kernlogica van monitoren, beoordelen en uitvoeren.  Door het ingebouwde uitschakelmechanisme en het boogblussysteem bereikt het een normale circuitschakeling en snelle ontkoppeling van defecte circuits.  Het kan in twee delen worden verdeeld: normale bedrijfsstatus en foutbeveiligingsstatus. Het boogblussysteem is een belangrijk hulponderdeel dat een betrouwbare ontkoppeling garandeert.

Normale bedrijfsstatus: circuitverbinding en -ontkoppeling

Handmatig/elektrisch sluiten: De operator gebruikt een hendel of een elektrisch mechanisme om het bewegende contact van de stroomonderbreker naar het stationaire contact te bewegen, waardoor contact tot stand wordt gebracht en het circuit wordt gesloten, waardoor normale krachtoverdracht mogelijk is. Na het sluiten fixeert het vergrendelingsmechanisme het bewegende contact in de gesloten positie, waardoor de continuïteit van het circuit behouden blijft.

Handmatige ontkoppeling: Wanneer aan de ontkoppelingshendel wordt getrokken, wordt het vergrendelingsmechanisme ontgrendeld en zorgt de kracht van de terugstelveer ervoor dat het bewegende contact zich losmaakt van het stationaire contact, waardoor het circuit wordt verbroken. Als de stroom op dit moment klein is, zal de boog die tussen de contacten wordt gegenereerd, zichzelf doven.

Foutbeveiligingsstatus: automatische uitschakeling en circuitonderbreking

Wanneer het circuit fouten ervaart zoals overbelasting, kortsluiting of onderspanning, zal de ingebouwde uitschakeleenheid het vergrendelingsmechanisme activeren om te ontgrendelen, waardoor een automatische uitschakeling wordt bereikt. Verschillende fouten komen overeen met verschillende uitschakelprincipes:

Overbelastingsbeveiliging (thermisch uitschakelprincipe)

Kerncomponent: bimetaalstrip (samengesteld uit twee metalen strips met aanzienlijk verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten).

Werklogica: wanneer het circuit overbelast is, overschrijdt de stroom voortdurend de nominale waarde, waardoor de bimetaalstrip door verwarming buigt en vervormt. Wanneer de vervorming een drempel bereikt, wordt het vergrendelingsmechanisme ingedrukt om te ontgrendelen, en het bewegende contact verbreekt het circuit onder invloed van de veer.

Kenmerken: Vertraagde actie; Overbelastingen op korte termijn (zoals het starten van de motor) zullen geen uitschakeling veroorzaken, waardoor valse uitschakelingen worden vermeden.

Kortsluitbeveiliging (elektromagnetisch uitschakelprincipe)

Kerncomponent: Elektromagnetische spoel (gewikkeld op een ijzeren kern).

Werklogica: Wanneer er kortsluiting optreedt, stijgt de stroom onmiddellijk tot tientallen of zelfs honderden keren de nominale waarde. De elektromagnetische spoel genereert een sterke elektromagnetische kracht, waardoor de ijzeren kern wordt aangetrokken om op het vergrendelingsmechanisme te slaan en deze onmiddellijk te ontgrendelen.

Kenmerken: Snelle actie op millisecondenniveau; kan het circuit in zeer korte tijd ontkoppelen, waardoor boogschade aan apparatuur of brand wordt voorkomen. Bescherming tegen onderspanning/spanningsverlies (onderspannings-uitschakelprincipe)

Kerncomponent: uitschakelspoel voor onderspanning, parallel aangesloten op het circuit om de spanning te bewaken.

Werklogica: Wanneer de spanning onder ongeveer 70% van de nominale waarde daalt of volledig verloren gaat, verdwijnt de elektromagnetische kracht van de uitschakelspoel en activeert de ijzeren kern, onder invloed van een veer, het slot om te ontgrendelen, waardoor het circuit wordt losgekoppeld.

Functie: Voorkomt dat apparatuur defect raakt en beschadigd raakt als gevolg van lage spanning, en vermijdt ook veiligheidsrisico's veroorzaakt door het plotseling opstarten van apparatuur wanneer de stroom is hersteld.

Lekkagebescherming (reststroombeschermingsprincipe)

Kerncomponent: stroomtransformator met nulsequentie.

Werklogica: Onder normale omstandigheden zijn de stroom in de faselijn en de neutrale lijn even groot en tegengesteld in richting. De magnetische flux in de transformatorkern heft elkaar op, waardoor er geen geïnduceerde stroom wordt geproduceerd; wanneer er een lekkage optreedt (zoals een elektrische schok voor een persoon), vloeit een deel van de stroom door de grond, waardoor een onbalans in de tweefasige stroom ontstaat. De transformator genereert een geïnduceerd signaal, waardoor het uitschakelapparaat wordt geactiveerd.

Kenmerken: Lage bedrijfsdrempel (gewoonlijk 30 mA), waarbij persoonlijke veiligheid voorop staat.