Какво представлява вакуумният прекъсвач: Работа и неговите приложения

Какво представлява вакуумният прекъсвач: Работа и неговите приложения

Технологията за прекъсване на вакуума е представена за първи път през 1960 г. Но все пак това е развиваща се технология. С течение на времето размерът на вакуумния прекъсвач намалява от размера си в началото на 1960 г. поради различни технически разработки в тази област на инженерството. Прекъсвачът е устройство, което прекъсва електрическа верига, за да предотврати неоправдан ток, причинен от късо съединение, обикновено в резултат на претоварване. Основната му функционалност е да прекъсва текущия поток след откриване на неизправност. Тази статия разглежда общ преглед на вакуумния прекъсвач и неговата работа. За да научите повече за прекъсвачите, прочетете тази статия Видове автоматични прекъсвачи и значението им .



Какво представлява вакуумен прекъсвач?

Вакуумният прекъсвач е вид прекъсвач, при който охлаждането на дъгата се извършва във вакуумна среда. Операцията по включване и затваряне на тоководещи контакти и взаимосвързано прекъсване на дъгата се извършва във вакуумна камера в прекъсвача, която се нарича вакуумен прекъсвач.


Вакуумен прекъсвач

Вакуумен прекъсвач





Вакуумът, който се използва като среда за охлаждане на дъгата в прекъсвача, е известен като вакуумен прекъсвач, тъй като вакуумът дава висока изолационна якост поради превъзходните свойства за охлаждане на дъгата. Това е подходящо за повечето приложения със стандартно напрежение, тъй като за по-високо напрежение вакуумната технология е разработена, но не е търговско осъществима.

Работата на тоководещите контакти и свързаното с тях прекъсване на дъгата се извършва във вакуумна камера на прекъсвача, която е известна като вакуумен прекъсвач. Този прекъсвач включва стоманена дъгова камера в центъра на симетрично поставени керамични изолатори. Поддържането на вакуумното налягане във вакуумния прекъсвач може да се извърши при 10–6 бара. Ефективността на вакуумния прекъсвач зависи главно от материала, използван за тоководещи контакти като Cu / Cr.



Принцип на работа

The принцип на работа на вакуумния прекъсвач е, след като контактите на прекъсвача са отворени във вакуума, тогава между контактите може да се генерира дъга чрез йонизация на металните пари в контактите. Но дъгата може да бъде угасена лесно, тъй като електроните, йоните и металните пари се генерират по цялата дъга, бързо се кондензират над външните части на CB контактите, така че диелектричната якост може бързо да бъде възстановена.

Най-важната характеристика на вакуума е, че след като дъгата се генерира във вакуума, тя може да бъде угасена бързо поради бързото подобряване на диелектричната якост на вакуума.


Материали за контакт

Контактният материал на VCB трябва да следва следните свойства.

  • Висока плътност
  • Съпротивлението при контакт трябва да е по-малко
  • Електрическата проводимост е висока за преминаване на обичайните токове на натоварване без прегряване.
  • Топлопроводимостта е висока, за да се разсее бързо голямата топлина, произведена по време на дъгата.
  • Термичната функция трябва да е висока, за да позволи ранно разрушаване на дъгата.
  • Тенденцията трябва да е ниска към заваряване
  • По-малко текущо ниво на кълцане
  • Устойчивост на висока дъга
  • Точката на кипене трябва да е висока, за да се намали дъговата ерозия.
  • Съдържанието на газ трябва да е по-долу, за да се гарантира по-дълъг експлоатационен живот
  • Ниското налягане на парите трябва да е достатъчно, за да намали количеството неделими метални пари в камерата.

Изграждане на вакуумен прекъсвач

Вакуумният прекъсвач включва стоманена дъгова камера в централно симетрично разположени керамични изолатори. Налягането във вакуумния прекъсвач се поддържа под 10 ^ -4 torr.

Материалът, използван за тоководещи контакти, играе важна роля в работата на вакуумния прекъсвач. Сплави като, Мед-бисмут или медно-хром е идеалният материал за осъществяване на VCB контакти.

Конструкция на вакуумен прекъсвач

Конструкция на вакуумен прекъсвач

От показаната по-горе фигура вакуумният прекъсвач се състои от неподвижен контакт, движещ се контакт и вакуумен прекъсвач. Подвижният контакт е свързан с управляващия механизъм от долната част на неръждаема стомана. Дъговите екрани се поддържат върху изолационния корпус така, че да покриват тези екрани и да се предотврати кондензация върху изолационната кутия. Възможността за теч е елиминирана поради постоянното уплътняване на вакуумната камера, тъй като стъклен съд или керамичен съд се използват като външно изолиращо тяло.

Работа на вакуумен прекъсвач

Разрезът на вакуумен прекъсвач е показан на фигурата по-долу, когато контактите са разделени поради някои ненормални условия, между контактите се удря дъга, дъгата се получава поради йонизация на метални йони и зависи много от материала на контактите.

Прекъсването на дъгата във вакуумните прекъсвачи е различно от другите видове верижни прекъсвачи . Разделянето на контактите води до отделяне на пара, която се запълва в контактното пространство. Състои се от положителни йони, освободени от контактния материал. Плътността на парите зависи от тока в дъгата. Когато токът намалее, скоростта на отделяне на пари намалява и след нула ток средата възвръща диелектричната си сила, ако плътността на парите се намали.

Когато токът, който трябва да се прекъсне, е много малък във вакуум, дъгата има няколко паралелни пътеки. Общият ток е разделен на много успоредни дъги, които се отблъскват и разпространяват върху контактната повърхност. Това се нарича дифузна дъга, която може лесно да бъде прекъсната.

При високи стойности на тока дъгата се концентрира в малък регион. Той причинява бързо изпаряване на контактната повърхност. Прекъсването на дъгата е възможно, ако дъгата остане в дифузно състояние. Ако бързо се отстрани от контактната повърхност, дъгата ще бъде повторно ударена.

Изчезването на дъгата във вакуумните прекъсвачи е силно повлияно от материала и формата на контактите и техниката на разглеждане на метални пари. Пътят на дъгата се поддържа в движение, така че температурата във всяка една точка няма да бъде висока.

След окончателното прекъсване на дъгата има бързо натрупване на диелектрична якост, което е характерно за вакуумния прекъсвач. Те са подходящи за превключване на кондензатори, тъй като ще осигурят безпроблемна работа. Малкият ток се прекъсва преди нулата на естествения ток, което може да причини нарязване, чието ниво зависи от материала на контакта.

Текущо нарязване

The токово нарязване във вакуумния прекъсвач се среща главно в маслените прекъсвачи, както и във въздуха поради нестабилността на дъговата колона. Във вакуумните прекъсвачи нарязването на ток зависи главно от налягането на парите, както и от свойствата на електронната емисия в контактния материал. И така, нивото на нарязване също се влияе от топлопроводимостта, когато топлопроводимостта е по-малка, тогава нивото на нарязване ще бъде под.

Възможно е да се намали настоящото ниво, при което се получава нарязване, като се избере контактен материал, за да се осигурят достатъчно метални пари, за да се позволи текущият подход да достигне изключително ниска стойност, но това не се прави често, тъй като влияе зле на диелектричната мощност.

Свойства на вакуумните прекъсвачи

Изолационната среда на вакуумния прекъсвач е висока за изчезване на дъгата в сравнение с други видове прекъсвачи. Налягането във вакуумния прекъсвач е около 10-4 потока, което включва много малко молекули в прекъсвача. Този прекъсвач има предимно две изключителни свойства като следните.

В сравнение с други изолиращи среди, използвани в прекъсвачите, този прекъсвач е превъзходна диелектрична среда. Той е по-добър в сравнение с други среди освен SF6 и въздух, тъй като те се използват при високо налягане.

След като дъгата се отвори отделно чрез преместване на контактите във вакуум, тогава ще се получи прекъсване при основната токова нула. Чрез прекъсването на тази дъга тяхната диелектрична якост ще се увеличи до хиляда пъти в сравнение с други видове прекъсвачи.

Тези свойства ще направят прекъсвачите по-опитни, по-малко тегло, както и по-ниски разходи. Продължителността на живота на тези прекъсвачи е висока в сравнение с други прекъсвачи и те не се нуждаят от поддръжка.

частите на вакуумните прекъсвачи са вакуумни прекъсвачи, терминали, гъвкави връзки, опорни изолатори, управляващ прът, свързваща щанга, обща оперативна смяна, работеща царевица, заключваща гърбица, направа на пружина, прекъсваща пружина, товарна пружина и основна връзка.

Има различни видове вакуумни прекъсвачи са достъпни въз основа на производителите, които са разгледани по-долу.

Mitsubishi вакуумен прекъсвач

Тези прекъсвачи са произведени от Mitsubishi Electric. Те осигуряват висока безопасност, надеждност и защита на околната среда. VCB на Mitsubishi имат следните характеристики.

  • Гамата от продукти е широка
  • Няма изискване за шестте конкретни опасни материала.
  • Името на материала е илюстрирано върху основните пластмасови части
  • Конструкцията е сгъваема за монтиране на рамката
  • Лесна поддръжка

Вакуумен прекъсвач на Siemens

Вакуумните прекъсвачи на Siemens са SION 3AE5, които се използват във всички типични комутационни приложения, като в промишлени мрежи и разпределение на мощност средно напрежение, което варира от токове на късо съединение и превключващ товар до шинни секции или свързваща мрежа. Твърдата им структура, включваща най-малките размери на дълбочина и ширина, ще помогне да се намали необходимостта от различни панели.

И така, тези автоматични прекъсвачи се получават чрез незадължителен заземителен превключвател за приставни версии и фиксиран монтаж. Основните характеристики на този прекъсвач включват следното.

  • Много лесен за инсталиране в разпределителна уредба със средно напрежение с въздушна изолация
  • Надеждността е висока
  • Дизайнът е компактен
  • Дистанционно превключване през дистанционното управление
  • Разходите за планиране са ниски
  • Животът е дълъг
  • Поддръжката е лесна

Изпитване на вакуумен прекъсвач

Обикновено тестването на прекъсвача се използва главно за тестване както на ефективността на отделните превключващи механизми, така и на времето на цялостната система за изключване. След като вакуумните прекъсвачи са проектирани по друг начин, използвани във вътрешността, тогава има основно три вида тестове, които се използват за удостоверяване на тяхната функция като съпротивление на контакт, издържане на голям потенциал и тест за скорост на течове.

Разлика между вакуумен контактор и вакуумен прекъсвач

Прекъсвачът на вакуум прекъсва грешка като земна повреда, късо съединение, над / под напрежение. Контакторът обикновено се изпълнява последователно чрез предпазител, който осигурява избягване на ток на повреда. Основната разлика между вакуумния контактор и вакуумния прекъсвач са изброени по-долу въз основа на различни характеристики.

Вакуумен прекъсвач Вакуумен контактор
Капацитетът на превключване е, той превключва токовете от ниски стойности към

пълен ток на късо съединение на системата

Превключете токовете от много ниски стойности на

Прекъсване на капацитета на вакуумен контактор без предпазители. Предпазителите работят за по-високи токове в сравнение с прекъсващата способност само на вакуумния контактор, до

нарушаване на способността на предпазителя

Издръжливостта е висока за механичниИздръжливостта е изключително висока за механични, като 1 000 000 процеси за до 630A
Издръжливостта е висока за електрически е висока като вакуум, който варира от 10k - 50k действия при номинален непрекъснат ток. За вакуум това е 30 до 100 операции при пълен рейтинг на късо съединение.Изключително високият превключващ непрекъснат ток варира от 450 000 до 1 000 000 действия за до 630 А. Превключване на ток на късо съединение, данни за издръжливост, които не са установени в късо съединение

текущо прекъсване, което се нуждае от подмяна на предпазители

Те не са приложими за приложения с изключително висока издръжливост.Те се използват за операции на изключително често превключване
Работи се електрическиТой работи само електрически
Той е механично фиксиран, тъй като CB остава затворен при загуба на напрежение в системата.Обикновено вакуумният контактор се отключва веднъж

системното напрежение е загубено Вакуумният контактор ще се заключи, след като системното напрежение се върне

Използва защитни релетаИзползва защитни релета за защита от претоварване и предпазители за защита от късо съединение
Пропускането на късо съединение е нискоПропускането на късо съединение е ниско
Подходящо е дистанционно управлениеПодходящо е дистанционно управление
Контролната мощност се използва за работата на CB, защитни релета и нагреватели на помещенияУправляващата мощност се използва за работа на контактор, защитни релета и нагреватели
Използва по-голяма площИзползва по-малко площ
Цената му е високаЦената му е умерена
Поддръжката му е среднаПоддръжката му е ниска.

Предимства на VCB

Вакуумът предлага максимална изолационна якост. Така че има изключително добри свойства за закаляване на дъгата от всяка друга среда.

  • Вакуумният прекъсвач има дълъг живот.
  • За разлика от масления прекъсвач (OCB) или въздушния прекъсвач (ABCB), експлозията на VCB се избягва. Това повишава безопасността на обслужващия персонал.
  • Без опасност от пожар
  • CB вакуумът работи бързо, така че е идеален за отстраняване на неизправности. VCB е подходящ за многократна работа.
  • Вакуумните прекъсвачи почти не изискват поддръжка.
  • Без отработени газове в атмосферата и безшумна работа.

Недостатъци на VCB

  • Основният недостатък на VCB е, че той е неикономичен при напрежения над 38 kV.
  • Цената на прекъсвача става прекомерна при по-високи напрежения. Това се дължи на факта, че при високи напрежения (над 38 kV) трябва да бъдат свързани последователно повече от два номера на прекъсвача.
  • Освен това производството на VCB е неикономично, ако се произвежда в малки количества.

Приложения на вакуумен прекъсвач

Днес вакуумният прекъсвач е признат за най-надеждната технология за прекъсване на тока за разпределителни устройства със средно напрежение. Изисква минимална поддръжка в сравнение с други технологии на прекъсвача.

Технологията е подходяща главно за приложения със средно напрежение. За по-високо напрежение е разработена вакуумна технология, но това не е търговски осъществимо. Вакуумните прекъсвачи се използват в метално облечени КРУ, а също и в порцеланови прекъсвачи.

По този начин става въпрос за всичко Вакуумен прекъсвач (VCB) работи и приложения. Надяваме се, че сте разбрали по-добре тази концепция. Освен това, всякакви съмнения относно тази концепция или за прилагане на която и да е идеи за проекти за електричество и електроника , моля, дайте отзивите си, като коментирате в раздела за коментари по-долу. Ето въпрос към вас, Какъв е принципът на работа на VCB ?