סיפורו הלא שגרתי של מפסק רגיל

התפתחות מכשיר המגן: מתקופת אדיסון להווה

המפסק כל כך מוכר לנו שנראה שאין בו שום דבר מעניין. אך לפני שהמתג רכש את המראה המודרני שלו והתיישב בכל בית, במשרדים, בתי ספר, מרכזי קניות ומפעלים, הוא עבר התפתחות ארוכה.

1836-1899

מפסק הקווים הראשון הומצא על ידי צ'ארלס גרפטון פייג 'האמריקאי. בשנת 1838 הוא יצר מפסק - למעשה, מיכל כספית עם מוט מגע. עם עליית הזרם הופיע שדה אלקטרומגנטי, מה שגרם למוט לעלות מהכספית. המעגל נפתח, וכאשר השדה המגנטי נעלם, חזרו כל האלמנטים למקומם.

מאוחר יותר הופיעו אבות-טיפוס של נתיכים. תומאס אדיסון קיבל פטנט על מכשירם בשנת 1880: מכסה פתיח עשוי נייר כסף או חוט הונח בבקבוק זכוכית. כלפי חוץ, הנתיך דומה לנורה ידועה, אך עם פרימיטיביות לכאורה הוא סיפק התמוטטות רשת בזמן עומס יתר: התוספת נשרפה - המעגל נפתח.

בסוף המאה ה -19 הופיעו מפסקי הגנה עם הגנה על קצר חשמלי. זה היה מכשיר עם מגעי קפיץ, שהוחזקו במקום על ידי תפס. בהשפעת אלקטרומגנט הוא נפתח והפעיל קפיץ נשבר. עקרון זה הוכיח כל כך יעיל שהוא עדיין משמש במפסקי תעשייה.

תת-מקלע לצ'רלס גרפטון פייג '

1900–1910

בתחילת המאה העשרים החלה פריחה אמיתית של מפסקי זרם באירופה. בתערוכה העולמית בפריס, אלקטריק ב. שוקרט בנירנברג "הציג גנרטור תלת פאזי עם מפסק חדש.

המגזין "חשמל" בשנת 1902 דיווח: "מיתוג משני של מפסק לאחר שנפל מהמעגל אפשרי רק כאשר באמת ביטלו את הגורם לקצר הקצר או נזק אחר. המכשיר רגיש מאוד. זה תמיד מתפקד באותו זרם. באמצעות בורג מיוחד ניתן להעביר את המכשיר לכל מספר אמפר עד 2000 ”.

בשנת 1910 הופיע מתג עם שני ממסרים. המכשיר ניתק את הרשת באופן מיידי רק עם עומס גדול. אם הכוח ברשת גדל מעט, המתג מעד בעיכוב מתכוונן.

באותה תקופה ממציאים הממציאים כיצד לפתור את בעיית הקשת החשמלית, שנוצרת כאשר המגעים נפתחים והורס את יסודות המפסק. ומיכאיל דוליבו-דוברולובסקי ממציא מכשיר קשת: רשת מתכת מחומר מבודד עם חריצים צרים מכבה קשת חשמלית על ידי ריסוקו לחלקים קטנים.

מפסקי מתח בראשית המאה העשרים

1911–1920

בשנת 1911 הוצג מפסק הנפט הראשון בתערוכה בטורינו. הצרפתים הדגימו שתי אפשרויות בבת אחת: תלת פאזי במהירות 25 קילוואט ופאזה חד ב 45 קילוואט עם הספק של 10 קילוואט. מערכות הכניסה, המגע והקשתות במתג כזה הונחו במאגר מקורקע עם שמן שנמצא בלחץ. מיכל השמן שימש לא רק לכיבוי הקשת, אלא גם לבידוד חלקים חיים.

מפסקי זרם פשוטים, אמינים וזולים, היו גם עם מספר חסרונות משמעותיים: הם יכלו להתפוצץ, היו מסוכנים לאש והיו בעלי ממדים מרשימים מאוד.

בשנת 1914, אותו דוליבו-דוברולובסקי המציא סריג דיוני עם אלקטרומגנטים מיוחדים לציור קשת חשמלית לפער תא הקשת. הטכנולוגיה מסייעת בכיבוי הקשת בצורה יעילה ככל האפשר.העיקרון שהוחל לפני 105 שנים משמש עדיין במפסקי חשמל.

1921–1945

המהנדסים הגרמנים הוגו סטוץ והיינריך שכטנר עשו מהפכה: הם שילבו יחידות טיול תרמיות ומגנטיות ליחידה אחת לשימוש חוזר. כתוצאה מכך, המכשירים החלו להגן לא רק מפני עומס יתר (כפי שקודמו קודמיהם עם שחרור תרמי אחד), אלא גם מפני מעגלים קצרים. כעת לא היה צריך לשנות את התוספת לאחר כל פעולה - זה הספיק ללחוץ על כפתור ולהפעיל מחדש את המתג.

מפסק מעגל של הוגו סטוץ

הגרמנים קיבלו פטנט על ההמצאה בשנת 1924, וארבע שנים לאחר מכן הופיע בשוק המפסק המודולרי הראשון בעולם, שהופק אז ללא שינויים מבניים במשך כמעט 30 שנה.

מפסק מפסק של הוגו סטוץ בשנות העשרים והשלושים של המאה ה- XX

בשנות השלושים של המאה העשרים הופיעו גם תאי קשת לכיבוי ניצוצות המתרחשים בעת הפעלת המכשיר, וכריות מגע העשויות מחומרים המכילים כסף.

לדברי דניס ניקיטין, מהנדס מומחה - מהיצרנים והספקים המובילים בתחום הנדסת חשמל ותאורה, בזמננו, כסף טהור אינו משמש לייצור מפסקי חשמל בגלל נקודת ההתכה הנמוכה וההרס המהיר במהלך שריפת קשת.

מכשירים מודרניים משתמשים בסגסוגת כסף עם חומר עקשן (מתכתי או לא מתכתי) כדי להגביר את ההתנגדות של קבוצת המגע. לדוגמא, מתגי הסדרה משתמשים בממכר העשוי מחומר המכיל כסף, מה שמגביר את עמידות השחיקה של קבוצת המגעים ומפחית את עמידות המעבר. בהתאם לכך, אורך חיי השירות של המפסק גדל, האמינות שלו עולה.

פטנט של הוגו סטוץ על מפסק

פרסום Stotz מפעיל גלויות

1946–1975

ברוסיה התפתחות הטכנולוגיה הלכה בדרך שונה במקצת. בתקופה שלאחר המלחמה נעשה שימוש נרחב במפסקי AB25. השחרורים בהם היו תרמיים בלבד, לכן מכשירים אלה מוגנים באופן מהימן רק מפני עומסי יתר.

המעגלים הקצרים הפכו לבעיה: יש לפתוח את רשת החשמל באופן מיידי, אך צלחת הבימטל של השחרור התרמי זקוקה לזמן כדי להתחמם ולפעול. מפסק הזרם הקצר עם שחרור כזה, כמובן, כיבה, אך שריפה בחיווט עלולה להתחיל מוקדם יותר.

באשר לתאי הקשתות של מפסקי החשמל הסובייטיים בשנות החמישים של המאה ה- 1950, הם הכילו מספר קטן של צלחות. היעילות של הכחדת קשת במקרה זה נמוכה בגלל ריסוק קטן.

יש הרבה יותר לוחות בתאי קשת מודרניים, בעוד המהנדסים מנסים למצוא את האיזון האופטימלי בין המספר המוגבר של הצלחות ליעילות הקשתות לבין הקומפקטיות של מפסקי זרם.

מפסקי חשמל במחצית הראשונה של המאה העשרים

מתג אוטומטי STOTZ-KONTAKT משנת 1952 לשחרור

מפסק ABB

מפסקי פרסום בגרמניה בשנות ה -70 של המאה ה- XX

1976–1991

במהלך 20 השנים הבאות, וקטור ההתפתחות של מפסקי החשמל בעולם עבר לשיפור הביצועים, לשיפור מערכות הקשתות והמגעים, הופעתם של כוננים. אך בארצנו תקופה זו הייתה בסימן ריבוי מתגי AE1031.

מתג אוטומטי AE1031

שחרורם היה עדיין רק תרמי, אך היה גם הבדל מהותי - היעדר תא קשתות.

כאשר המכשיר מופעל, אנשי הקשר שלו מתפזרים במרחק גדול יותר מהמכשירים מהדור הקודם, והקשת נכבה. מתגים כאלה מתמודדים עם משימתם והם עדיין נמצאים בלוחות דירות בבנייני מגורים.

מתג AE1031 בצורה מפורקת

"עדיף להחליף מתג כזה במודרני המצויד בשחרור אלקטרומגנטי ותא קשת. העומסים עלו משמעותית והזרמים הקצריים גדלו, "מסביר דניס ניקיטין (IEK GROUP). - כדי להבטיח את בטיחותן של רשתות חשמל, מפסקי חשמל דורשים הפעלה ומהירות אמינה. מכשירים מודרניים פועלים עם מעגל קצר כמעט באופן מיידי - תוך 0.1 שניות. "

תא קשת מוגדל של מפסק ה- IEK® VA47-60

משנות התשעים בימינו

בשנות התשעים רוסיה עשתה פריצת דרך אדירה בתכנון וייצור מפסקי חשמל, אימצה את שיטות העבודה המומלצות של חברות זרות והציגה טכנולוגיות משלה העונות על דרישות השוק המקומי.

לרוב מפסקי החשמל הביתיים המודרניים יש שחרורים תרמיים ואלקטרומגנטיים כאחד, המגנים על הרשת בעת ובעונה אחת מפני עומס יתר וקצרים.

עבורם היצרנים מייצרים מודולים נוספים המרחיבים את הפונקציונליות של מפסקי החשמל.

לדוגמא, ממציאים יחידות טיול שניתן לשלוט בהן מרחוק. הם מאפשרים לך לפתוח את המעגל מרחוק והם הכרחיים במהלך שריפה, כשאתה צריך לכבות את האוורור או לפתוח את מנעול הדלת האלקטרומגנטית, אך אין גישה למגן.

BA47-60M מודרני IEK®

הדחף ממערכת הגנת האש מוזר לשחרור עצמאי, והוא משחרר את מפסק החשמל. דוגמה לכך היא הרכבה ללא בורג עם טווח מתח הפעלה של 161–253 וולט, המשמש לניווט מפסקי מעגל קוטב אחד, שניים, שלושה או ארבעה מסדרת IEK® BA47-29 ו- BA47-100.

התנגדות השחיקה המכנית של מפסקי זרם מודרניים מיועדת ללא פחות מ- 20,000 מחזורים, והיא החשמלית ללא פחות מ 6000. היצרנים המובילים הצליחו להשיג אינדיקטורים כה מרשימים הודות לעיצוב המקרה המיוחד עם העברת חום משופרת וההגנה הנוספת שלה מפני שריפה מאחורי הקשת ( החום מוסר באמצעות לוחות פלסטיק ומתכת).

ההתפתחות של תאי הקשתות נמשכת: מספר הלוחות גדל בהם, רשתות כיבוי ניצוץ כפולות מותקנות ביציאה, המגבירות את בטיחות האש של המנגנון, ומונעות את פריקת מוצרי הקשת הבוערת.

מערכות לבקרה אוטומטית של מאפיינים (תלוי בתנאי העבודה) מוחדרות יותר ויותר למכשירים מודרניים, מעבדים מיקרו משמשים יותר ויותר למודל קשת ולהופעה של מכונות תלת פאזיות עם זמן תגובה של 1 ms. ההתפתחות של מפסק החשמל נמשכת.

חומר שהוכן על ידי שירות העיתונות של IEK GROUP