A vákuum megszakító technológiát először 1960-ban vezették be. De mégis fejlődő technológia. Az idő előrehaladtával a vákuum megszakító mérete az 1960-as évek elejéhez képest mérséklődött a mérnöki ezen a területen folytatott eltérő műszaki fejlődésnek köszönhetően. A megszakító olyan eszköz, amely megszakít egy elektromos áramkört, hogy megakadályozza az indokolatlan áramot, amelyet tipikusan túlterhelés okozta rövidzárlat okoz. Alapvető funkciója az áramáram megszakítása hiba észlelése után. Ez a cikk a vákuum megszakító és működésének áttekintését tárgyalja. Ha többet szeretne tudni a megszakítókról, olvassa el ezt a cikket A megszakítók típusai és jelentősége .
Mi az a vákuum megszakító?
A vákuum megszakító egyfajta megszakító, ahol az ívoltás vákuum közegben történik. Az áramhordozó érintkezők bekapcsolásának és bezárásának, valamint az egymással összefüggő ívmegszakításnak a megszakító vákuumkamrájában, amelyet vákuummegszakítónak neveznek.
Vákuum megszakító
A megszakítóban ívoltó közegként használt vákuumot vákuum megszakítónak nevezzük, mivel a vákuum magas szigetelőszilárdságot biztosít a kiváló ívoltási tulajdonságok miatt. Ez alkalmas a legtöbb szokásos feszültségalkalmazáshoz, mert nagyobb feszültség esetén vákuumtechnikát fejlesztettek ki, azonban kereskedelemben nem volt megvalósítható.
Az áramvezető érintkezők működése és az ehhez kapcsolódó ívmegszakítás a megszakító vákuumkamrájában történik, amelyet vákuummegszakítónak neveznek. Ez a megszakító tartalmaz egy acél ívkamrát a szimmetrikusan elhelyezett kerámia szigetelők közepén. A vákuumnyomás fenntartása vákuummegszakítón belül 10-6 bar nyomáson történhet. A vákuum megszakító teljesítménye főleg az áramot vezető érintkezőkhöz használt anyagtól függ, mint például a Cu / Cr.
Működési elv
A vákuum megszakító működési elve vagyis ha a megszakító érintkezői a vákuumban kinyílnak, akkor az érintkezőkben ív keletkezhet az érintkezőkben lévő fémgőzök révén. De az ív könnyen csillapítható, mivel az ívben keletkező elektronok, ionok és fémes gőzök gyorsan kondenzálódnak a CB érintkezők külsején, így a dielektromos szilárdság gyorsan visszanyerhető.
A vákuum legfontosabb jellemzője, hogy ha az ív létrejön a vákuumban, akkor az gyorsan kioltható a vákuum dielektromos szilárdságának gyors javulási aránya miatt.
Kontakt anyagok
A VCB-k érintkezési anyagának a következő tulajdonságokat kell követnie.
- Nagy sűrűségű
- Az érintkezési ellenállásnak kisebbnek kell lennie
- Az elektromos vezetőképesség magas ahhoz, hogy a szokásos terhelési áramokat túlmelegedés nélkül adja át.
- A hővezetési tényező magas, hogy gyorsan elvezesse az ív során keletkező nagy hőt.
- A termionikus funkciónak magasnak kell lennie, hogy lehetővé tegye az ív korai megsemmisülését.
- A hegesztési hajlamnak alacsonynak kell lennie
- Kevesebb jelenlegi aprítási szint
- Nagy ívellenállás képesség
- Az íverózió csökkentése érdekében a forráspontnak magasnak kell lennie.
- A hosszabb élettartam biztosítása érdekében a gáztartalomnak alacsonyabbnak kell lennie
- Az alacsony gőznyomásnak elegendőnek kell lennie a kamrában lévő oszthatatlan fémgőz mennyiségének csökkentéséhez.
Vákuum megszakító építése
A vákuum megszakító acél ívkamrát tartalmaz a középen szimmetrikusan elrendezett kerámia szigetelőkben. A vákuummegszakító belsejében a nyomást 10 ^ -4 torr alatt tartják.
Az áramvezető érintkezőkhöz használt anyag fontos szerepet játszik a vákuum megszakító teljesítményében. Az olyan ötvözetek, mint a réz-bizmut vagy a réz-króm, az ideális anyag a VCB érintkezése érdekében.
Vákuum megszakító építése
A fenti ábra alapján a vákuum megszakító rögzített érintkezőből, mozgó érintkezőből és vákuum megszakítóból áll. A mozgó érintkezőt rozsdamentes acél heveder kapcsolja a vezérlő mechanizmushoz. Az ívpajzsok úgy vannak megtámasztva a szigetelő házon, hogy eltakarják ezeket a pajzsokat, és megakadályozzák a páralecsapódást a szigetelő házon. A szivárgás lehetősége kiküszöbölődik a vákuumkamra állandó tömítése miatt, mivel üveg vagy kerámia edényt használnak külső szigetelő testként.
Vákuum megszakító működése
A vákuum megszakító keresztmetszetét az alábbi ábra mutatja, amikor az érintkezőket szokatlan körülmények miatt elválasztják, az érintkezők között ív ütközik, az ív a fémionok ionizációja miatt keletkezik, és nagyon függ az anyagtól névjegyek.
Az ív megszakadása a vákuum megszakítókban különbözik a többi típustól megszakítók . Az érintkezők szétválasztása gőz felszabadulást okoz, amely az érintkezési térben kitöltődik. A kontakt anyagból felszabaduló pozitív ionokból áll. A gőz sűrűsége az ív áramától függ. Amikor az áram csökken, a gőz felszabadulásának sebessége csökken, és az áram nulla után a közeg visszanyeri dielektromos szilárdságát, ha a gőzsűrűség csökken.
Ha a megszakítandó áram vákuumban nagyon kicsi, akkor az ívnek több párhuzamos útja van. Az összáram sok párhuzamos ívre oszlik, amelyek taszítják egymást és elterjednek az érintkezési felületen. Ezt nevezzük diffúz ívnek, amelyet könnyen meg lehet szakítani.
Magas áramérték esetén az ív egy kis régióra koncentrálódik. Az érintkezési felület gyors elpárologását okozza. Az ív megszakítása akkor lehetséges, ha az ív diffúz állapotban marad. Ha gyorsan eltávolítják az érintkezési felületről, akkor az ív újra ütközik.
Az ívoltást a vákuum megszakítókban nagyban befolyásolja az érintkezők anyaga és alakja, valamint a fémgőz mérlegelésének technikája. Az ív útját folyamatosan mozgatjuk, hogy az egyik ponton a hőmérséklet ne legyen magas.
Az utolsó ívmegszakítás után gyorsan növekszik a dielektromos szilárdság, amely jellemző a vákuummegszakítóra. Alkalmasak kondenzátor kapcsolásra, mivel ez visszahúzásmentes teljesítményt nyújt. A kis áram a természetes áram nulla előtt megszakad, ami aprítást okozhat, amelynek szintje az érintkezés anyagától függ.
Jelenlegi aprítás
A áramvágás a vákuum megszakítóban főleg az olaj megszakítókon belül, valamint a levegőben fordul elő az ívoszlop instabilitása miatt. Vákuum megszakítókban az áram aprítása elsősorban a gőz nyomásától, valamint az érintkező anyagban lévő elektronkibocsátás tulajdonságaitól függ. Tehát, a aprítás szintjét a hővezetési tényező is befolyásolja, ha a hővezető képesség kisebb, akkor a aprítási szint alacsonyabb lesz.
Csökkenthető a darabolás jelenlegi szintje, ha kontakt anyagot választunk ki, hogy bőséges fémgőzt biztosítsunk, hogy a jelenlegi megközelítés rendkívül alacsony értéket érjen el, azonban ez nem gyakran történik meg, mert ez rosszul befolyásolja a dielektromos teljesítményt.
A vákuum megszakítók tulajdonságai
A vákuum megszakító szigetelő közege magas az ívoltáshoz, összehasonlítva más típusú megszakítókkal. A vákuummegszakítóban a nyomás 10-4 torrent körül van, ami nagyon kevés molekulát tartalmaz a megszakítóban. Ez a megszakító többnyire két rendkívüli tulajdonsággal rendelkezik, mint például az alábbiak.
A megszakítókban alkalmazott egyéb szigetelő közegekhez képest ez a megszakító kiváló dielektromos közeg. Kiválóbb az egyéb közegekhez képest, kivéve az SF6-ot és a levegőt, mert ezeket nagy nyomáson használják.
Miután az íveket külön nyitották meg az érintkezők vákuumban történő mozgatásával, akkor a főáram nulla esetén megtörés következik be. Ennek az ívnek a megszakításával dielektromos szilárdságuk ezerszer megnő, összehasonlítva más típusú megszakítókkal.
Ezek a tulajdonságok a megszakítókat jártasabbá, kisebb súlyúvá és költségesebbé teszik. Ezeknek a megszakítóknak az élettartama magas, mint a többi megszakítónál, és nincs szükségük karbantartásra.
a vákuum megszakító alkatrészei vákuum megszakító, sorkapcsok, rugalmas csatlakozások, támasztó szigetelők, működtető rúd, összekötő rúd, közös működési váltás, működtető kukorica, reteszelő bütyök, rugó készítése, megszakító rugó, töltő rugó és fő összekötő elem.
Vannak különböző típusú vákuum megszakítók az alábbiakban ismertetett gyártók alapján állnak rendelkezésre.
Mitsubishi vákuum megszakító
Ezeket a megszakítókat a Mitsubishi Electric gyártja. Nagy biztonságot, megbízhatóságot és környezetvédelmet nyújtanak. A Mitsubishi VCB-k a következő tulajdonságokkal rendelkeznek.
- A termékek kínálata széles
- Nincs követelmény a hat veszélyes anyagra.
- Az anyag megnevezése a fő műanyag részeken látható
- A szerkezet összecsukható a keret felszereléséhez
- Könnyű karbantartás
Siemens vákuum megszakító
A Siemens vákuum megszakítók a SION 3AE5 típusúak, amelyeket minden tipikus kapcsolási alkalmazásban használnak, például ipari hálózatokban és középfeszültségű áramelosztókban, a rövidzárlati áramoktól és a kapcsolási terheléstől a gyűjtősín szakaszokig vagy a csatlakozó hálózatokig. Tömör szerkezetük, amely a legkisebb mélység- és szélességméretet tartalmazza, segít csökkenteni a különböző panelek szükségességét.
Tehát ezek a megszakítók egy opcionális földelő kapcsolóval érhetők el a dugaszolható változatokhoz és a rögzített rögzítéshez. A megszakító fő jellemzői a következők.
- Nagyon egyszerűen telepíthető légszigetelt középfeszültségű kapcsolóberendezésekbe
- A megbízhatóság magas
- A kialakítás kompakt
- Távoli kapcsolás a távvezérlőn keresztül
- A tervezési költségek alacsonyak
- Az élettartam hosszú
- A karbantartás egyszerű
Vákuum megszakító tesztelése
Általában a megszakító tesztelését főleg a külön kapcsoló mechanizmusok teljesítményének, valamint a teljes kioldási rendszer időzítésének tesztelésére használják. Miután a vákuum megszakítókat másként használt belterületre tervezték, főleg háromféle tesztet használnak a funkciójuk hitelesítésére, mint például az érintkezési ellenállás, a nagy potenciálú ellenállás és a szivárgási sebesség teszt.
Különbség a vákuum kontaktor egység és a vákuum megszakító között
A vákuum megszakító olyan hibán megy keresztül, mint egy földáram, rövidzárlat, túl / túl feszültség. A kontaktort rendszerint egy biztosítékon keresztül hajtják végre, amely biztosítja a hibaáram elkerülését. A vákuum kontaktor egység és a vákuum megszakító közötti fő különbséget az alábbiakban soroljuk fel a különböző jellemzők alapján.
| Vákuum megszakító | Vákuum kontaktor egység |
| A kapcsolási kapacitás az, hogy az áramokat alacsony értékekről átkapcsolja teljes rendszer rövidzárlati áram | Váltás az áramok nagyon alacsony értékekről Biztosítékok nélküli vákuumkontaktor megszakítása. A biztosítékok nagyobb áram esetén működnek, csak a vákuum kontaktor megszakító képességéhez képest, egészen a a biztosíték képességének megzavarása |
| Az állóképesség magas a mechanikai | Az állóképesség rendkívül magas mechanikus, mint 1.000.000 folyamat esetén, 630A-ig |
| Az elektromos állóképesség magas, mint egy vákuum, amely névleges folyamatos áram esetén 10–50 ezer közötti tartományban mozog. Vákuum esetén 30–100 művelet teljes zárlati névleges értéken. | Rendkívül nagy kapcsolási folyamatos áram 450 000 és 1 000 000 akció között mozog 630 A-ig. Rövidzárlat kapcsolása, tartóssági adatok nincsenek megállapítva rövidzárlatban áramszünet, amely biztosítékok cseréjét igényli |
| Ezek nem alkalmazhatók rendkívül tartós alkalmazásokhoz. | Ezeket rendkívül gyakori kapcsolás műveleteire használják |
| Elektromos működtetésű | Csak elektromos működtetésű |
| Mechanikusan reteszelődik, mert a CB zárva marad a rendszer feszültségveszteségénél. | Általában a vákuumkontaktor egyszer kiold a rendszer feszültsége elvész, a vákuum kontaktor reteszelődik, ha a rendszer feszültsége visszatér |
| Védőreléket használ | Védőrelékeket használ a túlterhelés elleni védelemhez és a biztosítékokat a rövidzárlat védelme érdekében |
| Az energián átáramló rövidzárlat alacsony | Az energián átáramló rövidzárlat alacsony |
| A távvezérlés megfelelő | A távvezérlés megfelelő |
| A vezérlő energiát a CB, a védőrelék és a helyiségmelegítők működtetésére használják | A vezérlőáramot a mágneskapcsoló, védőrelék és helyiségmelegítők működtetésére használják |
| Nagyobb területet használ | Kevesebb területet használ |
| Költsége magas | Költsége mérsékelt |
| Karbantartása közepes | Karbantartása alacsony. |
A VCB előnyei
A vákuum biztosítja a legnagyobb szigetelőerőt. Tehát rendkívül kiváló ívoltó tulajdonságokkal rendelkezik, mint bármely más közeg.
- A vákuum megszakító hosszú élettartammal rendelkezik.
- Az olajáramköri megszakítóval (OCB) vagy a légrobbantó megszakítóval (ABCB) ellentétben a VCB robbanását elkerüljük. Ez növeli az üzemeltető személyzet biztonságát.
- Nincs tűzveszély
- A vákuum CB gyorsan működik, így ideális a hibák elhárításához. A VCB alkalmas ismételt működésre.
- A vákuum megszakítók szinte karbantartást nem igényelnek.
- Nincs gázkibocsátás a légkörbe és zajmentes működés.
A VCB hátrányai
- A VCB fő hátránya, hogy gazdaságtalan 38 kV-ot meghaladó feszültség mellett.
- A megszakító költsége magas feszültség mellett túlzottá válik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy nagy feszültségnél (38 kV felett) több mint két megszakítót kell sorba kötni.
- Ezenkívül a VCB-k termelése gazdaságtalan, ha kis mennyiségben állítják elő őket.
Vákuum megszakító alkalmazásai
A vákuum megszakítót ma a legmegbízhatóbb áramszüneti technológiának ismerik el a középfeszültségű kapcsolóberendezéseknél. Minimális karbantartást igényel a többi megszakító technológiához képest.
A technológia főleg középfeszültségű alkalmazásokra alkalmas. Nagyobb feszültségű vákuumtechnikát fejlesztettek ki, de az kereskedelemben nem megvalósítható. Vákuum megszakítókat használnak fém bevonatú kapcsolóberendezésekben és porcelánházas megszakítókban is.
Így erről van szó Vákuum megszakító (VCB) működik és alkalmazások. Reméljük, hogy jobban megértette ezt a koncepciót. Ezenkívül bármilyen kétség merül fel a koncepcióval vagy annak megvalósításával kapcsolatban elektromos és elektronikai projektek ötletei , kérjük, adja meg visszajelzését az alábbi megjegyzés részben kommentálva. Itt van egy kérdés az Ön számára, Mi a VCB működési elve ?
