Oosthoek Encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 31-01-2022

Schakelaar

betekenis & definitie

m. (-s), toestel voor het sluiten en onderbreken van een elektrische stroomkring.

De schakelaar bestaat veelal uit een stel vaste en een stel beweegbare contacten. De beweegbare contacten verbinden de vaste contacten met elkaar waardoor de stroomkring is gesloten, óf nemen een stand in waarbij de vaste contacten niet met elkaar zijn verbonden en dus de stroomkring is verbroken. De bewegingen die de contacten maken, kunnen zijn draaiend (wals-, draaischakelaar), scharnierend (hefboom-, tuimel-of wipschakelaar), of rechtlijnig (olie-, drukluchten waterschakelaar). Bij het inschakelen kan bij eerste aanraking van de contacten een stroomstoot optreden, waardoor plaatselijk een sterke verwarming en zelfs vastbranden van de contacten kan ontstaan. Het is daarom van belang om contactmateriaal met hoog smeltpunt toe te pas, alsmede het inschakelen snel te doen plaatsvinden. Men bereikt dit bij kleinere schakelaars door de zgn. momentinschakeling en bij grote schakelaars door veer-, magneet-, motor-of pneumatische aandrijving van de inschakelinrichting.

Elk stroomcircuit heeft min of meer de eigenschap dat bij onderbreking de stroom zich tracht te handhaven. Dit gebeurt dan in het medium dat de contacten omgeeft (lucht, olie, water). Het medium zelf is niet geleidend, maar er ontstaat een lichtboog in geïoniseerde lucht of oliedamp (boogontlading, -elektrische vonk). Om deze lichtboog snel te doen verdwijnen heeft men de volgende middelen: de contacten worden zeer snel over een grote afstand van elkaar af bewogen; koeling van de lichtboog, en daardoor ont-ionisering, door een krachtige stroom van lucht, olie, oliedampen of waterdamp; door op de lichtboog een sterk magnetisch of elektromagnetisch veld in te laten werken, zodat de lichtboog wordt uitgerekt. De onder 1 en 2 genoemde middelen vinden veel toepassing bij olie-, drukluchten waterschakelaars, in het algemeen bij die schakelaars die grote vermogens moeten kunnen uitschakelen en met het oog daarop veelal zijn uitgerust met bluskamers. Het onder 3 genoemde middel wordt veel toegepast bij automatische schakelaars en magnetische schakelaars voor lage spanning, schakelend in lucht, speciaal bij gelijkstroom, maar ook bij wisselstroom.

Schakelaars worden in 1-, 2-, 3-, 4of meerpolige uitvoering vervaardigd. In de constructieve uitvoering bestaat een zeer grote verscheidenheid. De eenvoudigste schakelaars zijn de zgn. doosschakelaars, die o.a. in huisinstallaties worden gebruikt, uitgevoerd als tuimel-of wipschakelaar. Deze bezitten een veermechanisme voor moment-in- en uitschakeling. Elektromagnetische schakelaars, schakelend in lucht of onder olie, bediend door een in-en uitschakeldrukknop, veelal voorzien van thermische relais voor beveiliging tegen overbelasting, worden veel toegepast voor het in-en uitschakelen van motoren. Hefboomschakelaars worden met de hand geschakeld; gebruikt op schakelborden, hebben zij meestal momentuitschakeling.

Gemonteerd in schakelkasten worden zij gebruikt voor kastenbatterijen. Automatische schakelaars (maximumschakelaars) worden gebruikt voor beveiliging van elektrische machines (nulspanningsbeveiliging) en stroomkringen en moeten voldoen aan bepaalde eisen inzake uitschakelvermogen. Dit wordt bereikt door snelle onderbreking door middel van een sterke gespannen veer, en bovendien door de bewegende delen zo licht mogelijk te maken en verder door blazing. De scheidingsschakelaar wordt in het algemeen gebruikt voor hoge spanning, voornamelijk voor het spanningloos maken van vermogensschakelaars; het is een hefboomschakelaar, in éénpolige uitvoering, op afstand bediend met behulp van een stok van isolatiemateriaal (schakelstok), in driepolige uitvoering bediend door een hefboomstelsel. De scheidingsschakelaar mag alleen in stroomloze toestand worden geschakeld. De lastscheidingsschakelaar kan wel onder stroom worden inen uitgeschakeld, daar deze uitgevoerd is met moment-in-en -uitschakeling en bovendien met een kleine bluskamer.

De bewegende contacten maken een rechtlijnige beweging. Voor het inen uitschakelen van wisselen draaistroomleidingen met hoge spanning worden olieschakelaars gebruikt. In zijn eenvoudigste vorm bestaat deze uit een stel vaste contacten, bevestigd aan porseleinen isolatoren, die door een deksel heensteken, en een stel bewegende contacten door middel van isolatoren aan een schakelmechanisme bevestigd, passend in de vaste contacten, het geheel in een oliebak ondergebracht (isolatie-olie). Bij het uitschakelen ontstaat een lichtboog, waardoor wat olie verdampt die een drukverhoging kan teweegbrengen, die tot explosie en brand kan leiden. Hiertegen dient de bluskamer, waarbij de onderbreking in een kleine gesloten ruimte plaatsvindt en de drukverhoging grotendeels tot deze ruimte beperkt blijft. Ter voorkoming van brandgevaar en tevens voor besparing van olie en plaatsruimte heeft men de zgn. oliearme schakelaars geconstrueerd, voornamelijk bestaande uit een in een isolator gemonteerde bluskamer met aandrijfmechanisme; de olie-inhoud beperkt zich tot niet veel meer dan de vulling van de bluskamer.

De water-of expansieschakelaar vertoont grote overeenkomst met de oliearme schakelaar. De bluskamer is evenwel gevuld met water en een vriespuntverlagende stof. De door de lichtboog gevormde waterdamp onder hoge druk dooft dan de lichtboog. Bij de drukluchtschakelaar wordt de lichtboog gedoofd door een krachtige luchtstroom die langs de contacten blaast. Het in-en uitschakelen geschiedt door drukluchtaandrijving. Er moet dus steeds perslucht beschikbaar zijn.

De cellenschakelaar wordt gebruikt bij accubatterijen die met een constante verbruiksspanning moeten leveren. Onmiddellijk na het opladen bedraagt de klemspanning van een cel ca. 2,3 V, bij ontlading geleidelijk afnemend tot ca. 1,9 V. Als de batterij pas geladen is, zijn dus minder cellen nodig dan na gedeeltelijke ontlading, zodat bij ontlading geleidelijk cellen, de zgn. schakelcellen, moeten worden bijgeschakeld. flip-flop, relais, smeltveiligheid, thyristor.