Što je vakuumski osigurač: rad i njegove primjene

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Tehnologija vakuumskih prekidača prvi je put predstavljena 1960. godine. Ali ipak, to je tehnologija u razvoju. Kako vrijeme prolazi, veličina vakuumskog prekidača smanjila se u odnosu na veličinu s početka 1960. zbog različitih tehničkih dostignuća u ovom polju tehnike. Prekidač je uređaj koji prekida električni krug kako bi spriječio neovlaštenu struju uzrokovanu kratkim spojem, koji je obično posljedica preopterećenja. Njegova je osnovna funkcionalnost prekidanje struje nakon otkrivanja kvara. Ovaj članak raspravlja o pregledu vakuumskog prekidača i njegovom radu. Da biste saznali više o prekidačima, pročitajte ovaj članak Vrste prekidača i njihov značaj .

Što je vakuumski prekidač?

Vakuumski prekidač vrsta je prekidača u kojem se gašenje luka odvija u vakuumskom mediju. Operacija uključivanja i zatvaranja strujnih kontakata i međusobno povezanog prekida luka odvija se u vakuumskoj komori u prekidaču koja se naziva vakuumskim prekidačem.




Vakuumski prekidač

Vakuumski prekidač

Vakuum koji se koristi kao medij za gašenje luka u prekidaču poznat je kao vakuumski prekidač jer vakuum daje visoku izolacijsku čvrstoću zbog vrhunskih svojstava kaljenja luka. Ovo je prikladno za većinu standardnih naponskih aplikacija, jer je za viši napon razvijena vakuumska tehnologija, koja međutim nije komercijalno izvediva.



Rad kontakata za provodnike struje i srodnog prekida luka odvija se unutar vakuumske komore prekidača, koja je poznata kao vakuumski prekidač. Ovaj prekidač uključuje čeličnu lučnu komoru unutar središta simetrično postavljenih keramičkih izolatora. Održavanje vakuumskog tlaka unutar vakuumskog prekidača može se obaviti na 10–6 bara. Izvedba vakuumskog prekidača uglavnom ovisi o materijalu koji se koristi za kontakte koji nose struju poput Cu / Cr.

Princip rada

The princip rada vakuumskog prekidača je, nakon što se kontakti prekidača otvore u vakuumu, tada se među kontaktima može stvoriti luk putem ionizacije metalnih para u kontaktima. Ali luk se može lako ugasiti jer se elektroni, ioni i metalne pare stvaraju u cijelom luku brzo kondenziraju izvan vanjskih dijelova CB kontakata, tako da se dielektrična čvrstoća može brzo oporaviti.

Najvažnija značajka vakuuma je da se nakon stvaranja luka unutar vakuuma on može brzo ugasiti zbog brze poboljšanja dielektrične čvrstoće vakuuma.


Materijali za kontakt

Kontaktni materijal VCB-a mora slijediti sljedeća svojstva.

  • Visoka gustoća
  • Otpor na kontakt mora biti manji
  • Električna vodljivost je velika za propuštanje uobičajenih struja opterećenja bez pregrijavanja.
  • Toplinska vodljivost je velika da bi se brzo odvojila velika toplina koja se stvara tijekom lučenja.
  • Termička funkcija mora biti visoka kako bi se omogućilo rano uništavanje luka.
  • Tendencija zavarivanja mora biti niska
  • Manje trenutna razina sjeckanja
  • Sposobnost otpora velikom luku
  • Tačka ključanja mora biti visoka kako bi se umanjila erozija luka.
  • Sadržaj plina mora biti ispod kako bi se osigurao duži vijek trajanja
  • Niski tlak pare mora biti dovoljan da smanji količinu metalne pare koja se ne može dijeliti unutar komore.

Izgradnja vakuumskog prekidača

Vakuumski prekidač sadrži čeličnu lučnu komoru u središnje simetrično postavljenim keramičkim izolatorima. Tlak unutar vakuumskog prekidača održava se ispod 10 ^ -4 torr.

Materijal koji se koristi za kontakte koji nose struju igra važnu ulogu u radu vakuumskog prekidača. Legure poput, Bakar-bizmut ili bakar-krom idealan su materijal za uspostavljanje VCB kontakata.

Konstrukcija vakuumskog prekidača

Konstrukcija vakuumskog prekidača

Iz gore prikazane slike, vakuumski se osigurač sastoji od fiksnog kontakta, pomičnog kontakta i vakuumskog prekidača. Pokretni kontakt povezan je s upravljačkim mehanizmom dolje od nehrđajućeg čelika. Lučni štitovi su oslonjeni na izolacijsko kućište tako da pokrivaju te štitove i spriječeno je kondenziranje na izolacijskom kućištu. Mogućnost curenja eliminirana je trajnim brtvljenjem vakuumske komore jer se staklena posuda ili keramička posuda koristi kao vanjsko izolacijsko tijelo.

Rad vakuumskog prekidača

Pogled na presjek vakuumskog prekidača prikazan je na donjoj slici kada su kontakti odvojeni zbog nekih abnormalnih uvjeta, između kontakata se udari luk, a luk nastaje ionizacijom metalnih iona i uvelike ovisi o materijalu kontakata.

Prekid luka u vakuumskim prekidačima razlikuje se od ostalih vrsta prekidači . Odvajanje kontakata uzrokuje ispuštanje pare koja se ispunjava u kontaktnom prostoru. Sastoji se od pozitivnih iona oslobođenih iz kontaktnog materijala. Gustoća pare ovisi o struji u luku. Kad se struja smanji, brzina ispuštanja pare opada, a nakon nule struje, medij vraća svoju dielektričnu snagu ako se gustoća pare smanji.

Kad je struja koju treba prekinuti u vakuumu vrlo mala, luk ima nekoliko paralelnih putova. Ukupna struja podijeljena je u mnogo paralelnih luka koji se međusobno odbijaju i šire po površini dodira. To se naziva difuzni luk koji se lako može prekinuti.

Pri visokim vrijednostima struje, luk se koncentrira u maloj regiji. Uzrokuje brzo isparavanje kontaktne površine. Prekid luka je moguć ako luk ostane u difuznom stanju. Ako se brzo ukloni s kontaktne površine, luk će ponovno udariti.

Na izumiranje luka u vakuumskim prekidačima uvelike utječu materijal i oblik kontakata te tehnika razmatranja metalne pare. Staza luka neprestano se kreće tako da temperatura u bilo kojoj točki neće biti visoka.

Nakon konačnog prekida luka dolazi do brzog stvaranja dielektrične čvrstoće što je svojstveno vakuumskom prekidaču. Prikladni su za kondenzatorsko prebacivanje jer će pružiti performanse bez ponovnog stresa. Mala struja se prekida prije nule prirodne struje, što može uzrokovati usitnjavanje čija razina ovisi o materijalu kontakta.

Trenutno sjeckanje

The usitnjavanje struje u vakuumskom prekidaču uglavnom se javlja unutar uljnih prekidača kao i u zraku zbog nestabilnosti lučnog stupa. U vakuumskim prekidačima, usitnjavanje struje uglavnom ovisi o tlaku pare kao i svojstvima emisije elektrona u kontaktnom materijalu. Dakle, na razinu usitnjavanja također utječe toplinska vodljivost, kada je toplinska vodljivost manja, tada će razina usitnjavanja biti ispod.

Moguće je smanjiti sadašnju razinu na kojoj dolazi do usitnjavanja odabirom kontaktnog materijala koji će pružiti dovoljno metalne pare kako bi se trenutni prilaz približio izuzetno niskoj vrijednosti, međutim, to se često ne radi jer to loše utječe na dielektričnu snagu.

Svojstva vakuumskih prekidača

Izolacijski medij vakuumskog prekidača visok je za izumiranje luka u usporedbi s drugim vrstama prekidača. Tlak u vakuumskom prekidaču je oko 10-4 bujice, što uključuje vrlo malo molekula u prekidaču. Ovaj prekidač ima uglavnom dva izvanredna svojstva poput sljedećih.

U usporedbi s drugim izolacijskim medijima koji se koriste u prekidačima, ovaj je prekidač vrhunski dielektrični medij. Superioran je u usporedbi s drugim medijima, osim SF6 i zraka, jer se koriste pod visokim tlakom.

Jednom kada se luk otvori odvojeno pomicanjem kontakata unutar vakuuma, tada će doći do prekida na glavnoj nuli struje. Prekidom ovog luka njihova će se dielektrična čvrstoća povećati i do tisuću puta u usporedbi s drugim vrstama prekidača.

Ova svojstva učinit će prekidače stručnijima, manjom težinom i manjim troškovima. Životni vijek ovih prekidača velik je u usporedbi s ostalim prekidačima i ne trebaju nikakvo održavanje.

Dijelovi vakuumskih prekidača su vakuumski prekidač, terminali, fleksibilni spojevi, potporni izolatori, upravljačka šipka, spojnica, uobičajeni radni pomak, pogonski kukuruz, bravica za zaključavanje, opruga za probijanje, opruga za punjenje i glavna spona.

Tamo su različite vrste vakuumskih prekidača dostupni su na temelju proizvođača o kojima se govori u nastavku.

Mitsubishi vakuumski prekidač

Ove prekidače proizvodi Mitsubishi Electric. Pružaju visoku sigurnost, pouzdanost i zaštitu okoliša. Mitsubishi VCB imaju sljedeće značajke.

  • Paleta proizvoda široka je
  • Nema zahtjeva za šest posebno opasnih materijala.
  • Naziv materijala prikazan je na glavnim dijelovima od plastike
  • Konstrukcija je sklopiva za postavljanje okvira
  • Jednostavno održavanje

Siemensov vakuumski prekidač

Siemensovi vakuumski prekidači su SION 3AE5 koji se koriste u svim tipičnim komutacijskim aplikacijama, kao što su industrijske mreže i srednjenaponska raspodjela snage koja se kreće od struja kratkog spoja i sklopnog opterećenja do sabirničkih dijelova ili spojne mreže. Njihova čvrsta struktura koja uključuje najmanje dimenzije dubine i širine pomoći će smanjiti potrebu za različitim pločama.

Dakle, ovi se prekidači mogu dobiti putem opcionalnog prekidača za uzemljenje za priključne verzije i fiksnu montažu. Glavne značajke ovog prekidača uključuju sljedeće.

  • Vrlo jednostavno za ugradnju u zračno izolirane srednjenaponske rasklopne uređaje
  • Pouzdanost je velika
  • Dizajn je kompaktan
  • Daljinsko prebacivanje kroz daljinsku upravljačku jedinicu
  • Troškovi planiranja su niski
  • Životni vijek je dug
  • Održavanje je jednostavno

Ispitivanje vakuumskih prekidača

Općenito, ispitivanje prekidača uglavnom se koristi za testiranje izvedbe odvojenih sklopnih mehanizama, kao i ukupnog vremena isključivanja sustava. Jednom kad se vakuumski prekidači dizajniraju na drugi način, koriste se uglavnom tri vrste ispitivanja za provjeru njihove funkcije poput otpora kontaktu, izdržavanja velikog potencijala i ispitivanja brzine curenja.

Razlika između jedinice vakuumskog kontaktora i vakuumskog prekidača

Vakumski prekidač prekida grešku poput zemljospoja, kratkog spoja, previsokog / podnaponskog napona. Sklopnik se obično izvodi u seriji kroz osigurač koji osigurava izbjegavanje struje kvara. Glavna razlika između jedinice vakuumskog kontaktora i vakuumskog prekidača navedena je u nastavku na temelju različitih karakteristika.

Vakuumski prekidač Jedinica vakuumskog kontaktora
Sklopni kapacitet je, on prebacuje struje s niskih vrijednosti na

potpuna struja kratkog spoja sustava

Prebacite struje s vrlo niskih vrijednosti na

Kapacitet vakuumskog kontaktora bez osigurača. Osigurači rade za veće struje u usporedbi sa prekidnom sposobnošću samo vakuumskog kontaktora, do

ometajući sposobnost osigurača

Izdržljivost je velika za mehaničkuIzdržljivost je izuzetno visoka za mehaničke poput 1.000.000 postupaka do 630A
Izdržljivost je velika za električnu struju, poput vakuuma koji se kreće od 10k do 50k djelovanja pri nazivnoj kontinuiranoj struji. Za vakuum je to 30 do 100 operacija pri punoj vrijednosti kratkog spoja.Izuzetno visoka prekidačka kontinuirana struja kreće se od 450 000 do 1 000 000 radnji do 630 A. Prebacivanje struje kratkog spoja, podaci o izdržljivosti nisu utvrđeni u kratkom spoju

trenutni prekid koji treba zamjenu osigurača

Oni nisu primjenjivi na primjene izuzetno visoke izdržljivosti.Koriste se za radnje izuzetno čestih prebacivanja
Upravlja se električnoDjeluje samo električno
Mehanički je zaskočen jer CB ostaje zatvoren zbog gubitka napona u sustavu.Obično se vakuumski kontaktor otključa jednom

izgubljen je napon sustava vakuumski sklopnik će se zaključati kad se napon sustava vrati

Koristi zaštitne relejeKoristi zaštitne releje za zaštitu od preopterećenja i osigurače za zaštitu od kratkog spoja
Kratki spoj koji propušta energiju je nizakKratki spoj koji propušta energiju je nizak
Pogodan je daljinski radPogodan je daljinski rad
Upravljačka snaga koristi se za rad CB-a, zaštitnih releja i grijača prostoraUpravljačka snaga koristi se za rad kontaktora, zaštitnih releja i grijača prostora
Koristi veće područjeKoristi manje površine
Njegov je trošak visokNjegov je trošak umjeren
Održavanje mu je srednjeNjegovo je održavanje nisko.

Prednosti VCB-a

Vakuum nudi najveću izolacijsku čvrstoću. Dakle, ima izuzetno superiorna svojstva gašenja luka od bilo kojeg drugog medija.

  • Vakumski prekidač ima dug životni vijek.
  • Za razliku od uljnog prekidača (OCB) ili zračnog prekidača (ABCB), izbjegnuta je eksplozija VCB-a. To povećava sigurnost pogonskog osoblja.
  • Nema opasnosti od požara
  • Usisavač CB brzo radi, tako da je idealan za uklanjanje kvarova. VCB je pogodan za ponovljeni rad.
  • Vakuumski prekidači gotovo ne zahtijevaju održavanje.
  • Nema ispušnih plinova u atmosferu i rad bez buke.

Mane VCB-a

  • Glavni nedostatak VCB-a je taj što je neekonomičan pri naponima većim od 38 kV.
  • Trošak prekidača postaje pretjeran pri višim naponima. To je zbog činjenice da je pri visokim naponima (iznad 38 kV) potrebno redno povezati više od dva broja prekidača.
  • Štoviše, proizvodnja VCB-a je neekonomična ako se proizvodi u malim količinama.

Primjene vakuumskih prekidača

Vakuumski prekidač danas je prepoznat kao najpouzdanija tehnologija prekida struje za srednjenaponske rasklopne uređaje. Zahtijeva minimalno održavanje u usporedbi s ostalim tehnologijama prekidača.

Tehnologija je uglavnom pogodna za uglavnom srednjonaponske primjene. Za visokonaponski vakuum razvijena je tehnologija, ali ona nije komercijalno izvediva. Vakuumski prekidači koriste se u metalno presvučenim rasklopnim uređajima, a također i u porculanskim prekidačima.

Dakle, ovdje se radi o svemu Vakuumski osigurač (VCB) radi i aplikacija. Nadamo se da ste bolje razumjeli ovaj koncept. Nadalje, bilo kakve nedoumice u vezi s ovim konceptom ili bilo kojom primjenom ideje za električne i elektroničke projekte , dajte svoje povratne informacije komentarom u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, Koji je princip rada VCB-a ?