Ordlista

Kraus & Naimers produktportfölj innehåller olika kopplingsenheter samt valfri extrautrustning för lågspänningsintervallet, och erbjuder kopplingslösningar för en mängd olika individuella krav. Den här ordlistan förklarar de vanligaste termerna som förknippas med kopplingsteknik och kopplingsenheter från Kraus och Naimer.

1. Allmänna och tekniska termer

1.1 Lågspänning
1.2 Växelström
1.3 Likström
1.4 Koppling
1.5 Kopplingskontakt
1.6 Ljusbåge 
1.7 Dämpning av ljusbåge
1.8 Avbrottsfri kontakt
1.9 Knivkontakt

2. Typer av kopplingar och produkter

2.1 Frånskiljare
2.2 Lastbrytare
2.3 Lastfrånskiljare
2.4 Direktstyrda kopplingar
2.5 Roterande brytare 
2.6 Kambrytare 
2.7 Huvudbrytare (kompakta brytare) 
2.8 Tillvalsutrustning
2.9 Tryckknappar och kontrollampor

Inom elektroteknik är elnät och kretsar indelade i olika intervall beroende på maximal elektrisk spänning som förekommer. Lågspänningsintervallet innefattar växelströmsspänning upp till 1 000 V och likströmsspänning upp till 1 500 V.

Med växelström (AC) ändras respektive spännings- och strömvärden med tiden och upprepas regelbundet. Inom elektroteknik används främst sinusformad spänning och ström. Strömstyrka och strömriktning ändras varje period när nollgenomgång sker. För det vanliga lågspänningsnätet på 50 Hz, innebär det att 50 perioder upprepas per sekund, och därmed sker 100 nollgenomgångar under vilka ingen ström flödar för en kort stund. Den här egenskapen för växelströmskretsar är fördelaktig vid omkoppling.

Med likström (DC) förblir spänningspolariteten och strömriktningen densamma över tid. I motsats till växelström flödar en elektriska strömmen kontinuerligt utan riktningsändring, och därför sker ingen nollgenomgång. Som ett resultat av detta är kopplingsåtgärder i likströmskretsar mer krävande än i växelströmskretsar, på grund av längre varaktighet för kopplingsljusbågar, vilket leder till ökat slitage på kopplingskontakterna.

En koppling är en enhet inuti en elektrisk krets som antingen möjliggör eller bryter strömflödet och upprätthåller respektive kopplingstillstånd. Kopplingar tillverkas i olika utföranden med specifika funktioner för en mängd olika ändamål. Viktiga komponenter i en mekanisk kopplingsenhet är kopplingskontakterna som är tillverkade av ledande material eller lämpliga metaller och legeringar. Kopplingskontakterna aktiveras och hålls på deras respektive kopplingsposition med hjälp av särskilda mekaniska konstruktioner.

En kopplingskontakt upprättar direkt den fysiska anslutningen mellan kontaktstycken för att stänga en krets. För att motverka elektrodynamiska krafter som gör att kontaktstyckena repellerar krävs lämplig kontaktkraft, i synnerhet i händelse av överström. Kopplingskontakter utsätts för hög mekanisk, elektrisk och termisk belastning och måste bibehålla sin funktion under ett stort antal kopplingscykler. I synnerhet kopplingsljusbågen, som uppstår när man bryter en elektrisk krets, orsakar stort slitage på en kopplingsenhet och kontaktstyckena.

En kopplingsljusbåge är ett fenomen som uppstår under vissa förhållanden när strömbärande elektriska kontakter kopplas bort. Kopplingsljusbågen är extra tydlig när induktiva belastningar avbryts, till exempel elektriska motorer. En induktiv belastning lagrar energi i form av ett magnetfält. Energin som är lagrad i energifältet gör så att strömflödet fortsätter genom en ljusbåge efter ett avbrott. Ljusbågen existerar tills man når ett tillräckligt långt avstånd mellan kontakterna eller tills ljusbågen och dess temperatur sprider ut magnetenergin. Ljusbågens temperatur når flera tusen grader Celsius och därför orsakar kopplingsljusbågar slitage. Kontaktmaterial smälter på ytan på grund av den höga temperaturen och kan potentiell smälta samman.

För att minimera varaktigheten för ljusbågar när man bryter en elektrisk krets har ytterligare designfunktioner implementerats för att dämpa ljusbågen på ett effektivt sätt. Ett exempel på en möjlig designfunktion är den så kallade gnistskyddskammaren som använder metallplåtar för att separera och kyla ljusbågen, vilket leder till att energin sprids ut snabbare. En annan möjlighet är att använd särskild utgasningsplast. Ljusbågens temperatur frigör gas från plastväggarna i kopplingskammaren, vilket leder till en intensiv ljusbågekylning och en energiabsorberande effekt.

Permanenta magneter används för att leda in ljusbågen i dämpningsenheten eller dämpningsutrymmet, i synnerhet i kopplingar för likströmskretsar. Eftersom en ljusbåge även är en strömförande ledare med ett magnetfält, leds den bort av de permanenta magneterna.

Utöver förutnämnda möjligheter till ljusbågedämpning, är det gynnsamt att förlänga isoleringsavståndet och använda en snabb brytningsfunktion för direktström. Det totala isoleringsavståndet kan förlängas genom seriell anslutning av flera kontakter som aktiveras samtidigt, vilket gör att nödvändigt isoleringsavstånd delas upp längs flera kontaktavbrott. För att nå isoleringsavståndet så snabbt som möjligt används snäppmekanismer för snabba kontaktavbrott.

En avbrottsfri kontakt består av en flyttbar kontaktbro och två fasta kontaktstycken. Kopplingsmekanismen rör sig längs kontaktbron upp på kontaktstyckena och applicerar en förbestämd kontaktkraft. Den styva kontaktbron bryter den elektriska kretsen två gånger. Isoleringsavståndet är dubbelt så långt som det förbestämda kontaktförflyttningsavståndet.

En knivkontakt består av flexibla kontaktfjädrar och ett knivblad, där kopplingsbladet förs in mellan flera kontaktfjädrar för att skapa kontakt. Tack vare av den glidande skärrörelsen mellan knivbladet och kontaktfjädrarna rengörs kontaktytorna automatiskt efter varje aktivering, så att avlagringar och rostlager tas bort. Utöver att det är självrengörande, är det här kontaktsystemet mer beständigt mot vibrationer och elektrodynamiska repelleringskrafter jämfört med traditionella kontaktsystem.

Frånskiljare är mekaniska kopplingsenheter som separerar utrustnings- eller maskinkomponenter från ett strömförsörjningssystem. Frånskiljare måste ha tillräckligt stora isoleringsavstånd eller mellanrum och krypavstånd för att förhindra oavsiktliga starter, till exempel i händelse av överspänningsvågor eller smutsiga krypvägar. Frånskiljare är inte avsedda att koppla om ström, och aktiveras endast efter att kretsar redan har brutits av andra enheter, till exempel kretsbrytare, lastbrytare eller säkringar.

Till skillnad från frånskiljare lämpar sig lastbrytare för omkoppling av strömbärande utrustnings- och systemdelar under normala förhållanden med den avsedda driftströmmen. Eftersom dessa brytare aktiveras under belastning och kopplingsljusbågar kan uppstå, har de olika funktioner för ljusbågedämpning.

Lastfrånskiljare kombinerar funktionerna för lastbrytare och frånskiljare. Lastfrånskiljare uppfyller därmed isoleringsfunktionerna – till exempel lämpligt stora mellanrum och krypavstånd samt indikering av kopplingsstatus – och erbjuder förbestämd kopplingskapacitet. Kopplingskapacitet avser vanligtvis förmågan att bryta strömflödet, där kopplingskapaciteten för en kopplingsenhet skiljer sig åt beroende på lasttyp. De olika lasttyperna är standardiserade och tilldelade olika användningskategorier. En användningskategori innehåller en kombination av olika krav som en motsvarande kopplingsenhet måste uppfylla.

Kopplingar kan styras på olika sätt. Direktstyrda kopplingar aktiveras manuellt av en person. Dessutom finns det olika varianter av kopplingar för direktstyrning, till exempel roterande brytare eller nyckelkopplingar eller vippströmställare.

Roterande brytare aktiveras vanligtvis genom att man vrider på dem. Kopplingsmekanismen överför den roterande rörelsen till kopplingskontakternas rörliga delar. Roterande brytare kan skapa flera kopplingspositioner och styra flera kretsar på olika sätt med en och samma enhet, beroende på faktiskt kopplingsdesign.

Kambrytare räknas som roterande brytare. Den roterande rörelsen överförs till kammar som aktiverar kopplingskontakterna. En enskild kam kan aktivera flera kopplingskontakter på olika sätt inom geometriska gränser. Moduldesignen på Kraus & Naimers kambrytare möjliggör stapling av flera kopplingssteg samt förlängningar med olika typer av tillvalsutrustning. Tack vara moduldesignen kan mekaniska kopplingsenheter konfigureras för en mängd olika tillämpningar. Enkla på/av-brytare med ett stift och flera stift, omkopplare, flerstegsbrytare, motordrivna brytare eller manöverkopplare samt många andra kretsar kan skapas med den modulära serien.

Syftet med huvudbrytare är att ansluta eller koppla bort anläggningskomponenter, olika utrustningar eller maskiner till och från strömförsörjningen. En extra kompakt design har fastställts för huvudbrytare där de tre stiften i en trefasväxelströmsmatning kopplas om samtidigt. Det finns dessutom utföranden med fyra stift för tillämpningar där neutralledningen kopplas om, vilket gör att neutralstiftet fungerar som kontakt för tidig anslutning/sen frånkoppling. Huvudbrytare är lastfrånskiljare med hög kopplingskapacitet i förhållande till deras storlek. De kompakta huvudbrytarna från Kraus & Naimer har positiv kontaktrörelse under anslutning eller frånkoppling. Dessutom är huvudbrytare/kompakta brytare inbäddade i ett omfattande modulsystem med olika funktionella expansioner och tillvalsutrustning.

Tillvalsutrustning är en del av det omfattande modulsystemet från Kraus & Naimer och möjliggör en stor variation av funktionella utbyggnader för våra högspänningsbrytarenheter. Modulsystemet innefattar olika varianter av hänglås, nyckellås, dörrspärrar, dörrkopplingar, olika höljen samt lösningar för specialtillämpningar, till exempel olika indikatorenheter, spärrenheter och särskilda drivenheter.

Tryckknappar och kontrollampor är inmatnings- och utmatningsenheter som används för att styra maskinutrustning och ta emot återkoppling om olika maskintillstånd. Tryckknappar och brytare med låg kopplingskapacitet eller potentiometrar används som kommandoenheter och fungerar som elektriska signalsändare för kontrollenheter. Kontrollampor fungerar som optiska signaleringsenheter för maskinoperatörer. Kombinationer av tryckknappar och kontrollampor i en och samma enhet är tillgängliga samt ett omfattande sortiment från Kraus & Naimer produktportfölj som erbjuder lösningar för en mängd olika tillämpningar.