Stroombreker

'n Stroombreker is 'n outomatiese elektriese skakelaar wat ontwerp is om 'n elektriese stroombaan teen skade te beskerm as gevolg van oorbelading of 'n kortsluiting. Anders as 'n smeltdraad (sekeringsdraad) wat slegs een keer kan werk en dan vervang moet word, kan 'n stroombreker herset word (hetsy handmatig of outomaties) om normale werking te hervat. Stroombrekers word in verskeie groottes vervaardig en wissel van kleiner toestelle wat gebruik word om indiwiduele huisoudelike toestelle te beskerm tot groot skakeltuig wat ontwerp word om hoë-spanning stroombane te beskerm wat groot stede van elektrisiteit voorsien.

Werking

Magnetiese stroombrekers word gebou met 'n solenoïede (elektromagneet) waarvan die trekkrag toeneem soos die stroom toeneem. Die stroombreker se kontakte word deur 'n knip toegehou en as die stroom in die solenoïede die aangeslane stroom oorskry laat die solenoïede die knip oopspring deur die werking van 'n veer. Sommige soorte magnetiese stroombrekers sluit 'n hidrouliese tydsvertragingsfunksie in waar die solenoïed se kern in 'n buis wat 'n viskose vloeistof bevat geleë is. Die vertraging wat sodoende bewerkstellig word laat kort stroomstuwings toe wat dikwels gepaard gaan met die aanskakel van 'n elektriese motor en soortgelyke toerusting. 'n Kortsluitstroom sal voldoende krag voorsien om die kern deur die vloeistof te trek en die magnetiese stoombaan te sluit sodat die knip losgelaat kan word. Die omgewingstemperatuur het 'n invloed op die tydsvertraging maar nie op die aangeslane klinkstroom nie.

Termiese stroombrekers gebruik 'n bimetaalstrokie wat buig soos 'n stroom dit verhit en word op soortgelyke wyse by die skakelaar ingebou dat dit die knip kan losmaak wanneer die verlangde stroom bereik word. Hierdie soort stroombreker word dikwels gebruik in beheerstroombane van elektriese motors. Termiese stroombrekers bevat dikwels 'n element om die effek van die omgewingstemperatuur op die skakelaar se aangeslane klinkstroom te verminder.

Termomagnetiese stroombrekers, wat in die meeste elektriese distribusieborde gevind word, sluit beide tegnieke in met die elektromagneet wat oombliklik reageer op groot stroomstuwings (soos kortsluitings) en die bimetaalstrokie wat reageer op minder ernstige maar langer termyn oorbeladingstoestande.

Stroombrekers vir groter strome word gewoonlik gerangskik met loodstoestelle wat 'n foutstroom opspoor en die klinkmeganisme in werking stel.

Onder kortsluittoestande kan 'n stroom baie keer groter wees as die normale stroom. Wanneer elektriese kontakte oopmaak om 'n baan te breek waarin 'n baie groot stroom vloei, bestaan daar 'n neiging vir 'n vonkboog om te vorm tussen die kontakte wat die vloei van die stroom vir 'n tyd lank kan laat aanhou vloei. Stroombrekers moet daarom verskeie kenmerke insluit om die vonkboog te verdeel en te blus. In luggeïsoleerde- en miniatuurstroombrekers word 'n geutstruktuur wat dikwels bestaan uit 'n stel metaal- of keramiekplate wat die vonkboog verkoel gebruik saam met blusklosse wat daarop gemik is om die vonk in die geut in te lei. Groter stroombrekers soos dié wat gebruik word in elektrisiteitsverspreidingstelsels kan 'n vakuum of inerte gas, soos swaelheksafluoried gebruik of kontakte hê wat in olie gedompel is om die vonkboog te onderdruk.

Die maksimum kortsluitstroom wat 'n stroombreker kan onderbreek word deur toetsing vasgestel. Die gebruik van 'n stroombreker in 'n stroombaan waarvan die kortsluitstroom groter is as die stroombreker se onderbrekingskapasiteit kan daartoe lei dat die stroombreker nie die moontlike fout veilig kan onderbreek nie. In die slegste geval kan 'n stroombreker dalk die fout suksesvol onderbreek maar ontplof wanneer dit herset word en moontlik selfs personeel wat daarmee werk beseer.

Klein stroombrekers word óf direk in toerusting geïnstalleer óf kan in 'n paneel gerangskik word. Stroombrekers vir hoë strome word dikwels in skakeltuigkabinette gestoor. Hoë-spanningsbrekers kan ook vrystaande buitemuurse toerusting wees of 'n komponent wees van 'n gasgeīsoleerde skakeltuigopstelling.

Lae-spanning termomagnetiese stroombreker

Hieronder word die werkende dele van 'n 10 ampere Europese DIN-spoor gemonteerde termomagnetiese miniatuurstroombaanbreker getoon. Stroombrekers soos hierdie word algemeen aangetref in huishoudelike toepassings en kommersiële elektriese verspreidingsborde in Europa asook Suid-Afrika.

Foto van die binnekant van 'n stroombreker

Aandrywer hefboom - wat gebruik word om die skakelaar handmatig te klink of te herset. Dit dui ook die status van die stroombreker aan (Aan of Af/geklink). Die meeste stroombrekers word ontwerp sodat hulle kan klink selfs al word die hefboom in die aan posisie gehou.
Aandrywermeganisme - druk die kontakte teen mekaar of hou hulle uitmekaar.
Kontakte - Laat die stroom toe om te vloei wanneer hulle aanmekaar raak en onderbreek die stroom wanneer hulle uitmekaar gehou word.
Terminale
Bimetaalstrook
Kalibrasieskroef - laat die vervaardiger toe om die klinkstroom presies in te stel nadat die toestel aanmekaar gesit is.
Solenoïed
Vonkboogverdeler / vonkblusser

Aangeslane stroom

Die IEC 60898-1 Internasionale Standaard en Europese Standaard EN 60898-1 definieer die aangeslane stroom I_n van 'n stroombreker vir huishoudelike toepassings as die stroom wat 'n breker ontwerp is om onafgebroke te dra (by 'n omgewingstemperatuur van 30 °C). Die mees algemene aanslagwaardes vir stroombrekers (in Suid-Afrika) is 10 A, 15 A, 20 A, 30 A, 40 A en 60 A.

Gemeenskaplike klinkskakelaars

Algemene driepoolskakelaar vir die kragtoevoer na 'n drie fase toestel. Die breker het 'n 2 A aanslag

Wanneer 'n stroomvertakking voorsien word met meer as een lewendige geleier, word elke lewendige geleier beskerm deur 'n stroombreker op daardie pool. Om te verseker dat alle lewendige geleiers se stroom onderbreek word as enige van die pole klink, moet 'n gemeenskaplike klink stroombreker gebruik word. Hierdie skakelaars kan twee of drie klinkmeganismes binne een omhulsel bevat, óf in die geval van kleiner stroombrekers kan die hefbome van elke pool se breker ekstern aanmekaar verbind word.

Tweepool gemeenskaplike klinkbrekers is algemeen op 120/240 Volt stelsels waar 240 Volt ladings (wat groter toestelle soos oonde of verdere distribusieborde kan insluit) twee lewendige drade insluit. Driepool gemeenskaplike klinkskakelaars word tipies gebruik om driefase elektriese krag na groot elektriese motors of verdere distribusieborde te voer.

Soorte stroombrekers

Die voorste paneel van 'n 1250 A lugstroombreker wat deur ABB vervaardig word. Die stroombreker kan uit sy omhulsel verwyder word vir onderhoud. Klinkeienskappe kan verstel word deur DIP-skakelaars op die voorste paneel.

Daar berskaan 'n verskeidenheid tegnologieë wat in stroombrekers ingebou word en hulle kan nie altyd in duidelik onderskeibare kategorie geplaas kan word nie. Soorte wat algemeen gevind kan word in huishoudelike, kommersiële en ligte nywerheidstoepassings by laer spannings (minder as 1000 V) sluit in:

Miniatuurstroombrekers—met 'n aangeslane stroomsterkte van nie meer as 100 A nie. Klinkeienskappe is normaalweg nie verstelbaar nie. Werking berus gewoonlik op termiese- of termomagnetiese beginsels. Stroombrekers hierbo uitgebeeld val tipies in hierdie kategorie.
Gegote omhulsel stroombrekers;— aangeslane stroom tot op 1000 A. Berus gewoonlik op termiese of termomagnetiese werking. Klinkeienskappe kan soms verstelbaar wees.