Kaj je vakuumski odklopnik: Delo in njegove uporabe

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Tehnologija vakuumskega prekinitve je bila prvič predstavljena leta 1960. A kljub temu gre za tehnologijo v razvoju. Sčasoma se je velikost vakuumskega pretvornika zmanjšala od začetka leta 1960 zaradi različnih tehničnih dosežkov na tem področju tehnike. Odklopnik je naprava, ki prekine električni tokokrog, da prepreči neupravičen tok, ki ga povzroči kratek stik, ki je običajno posledica preobremenitve. Njegova osnovna funkcionalnost je prekiniti tok toka po zaznani napaki. Ta članek obravnava pregled vakuumskega odklopnika in njegovo delovanje. Če želite izvedeti več o odklopnikih, preberite ta članek Vrste odklopnikov in njihov pomen .

Kaj je vakuumski odklopnik?

Vakuumski odklopnik je nekakšen odklopnik, kjer dušenje loka poteka v vakuumskem mediju. Vklop in zapiranje tokovnih kontaktov in medsebojno prekinitev obloka poteka v vakuumski komori v odklopniku, ki se imenuje vakuumski prekinitelj.




Vakuumski odklopnik

Vakuumski odklopnik

Vakuum, ki se uporablja kot sredstvo za gašenje obloka v odklopniku, je znan kot vakuumski odklopnik, ker vakuum daje visoko izolacijsko trdnost zaradi odličnih lastnosti gašenja obloka. To je primerno za večino standardnih napetostnih aplikacij, ker je bila za višjo napetost razvita vakuumska tehnologija, ki pa ni komercialno izvedljiva.



Delovanje tokovnih kontaktov in z njimi povezane prekinitve obloka potekajo v vakuumski komori odklopnika, ki je znan kot vakuumski prekinitelj. Ta prekinilnik vključuje jekleno obločno komoro v središču simetrično postavljenih keramičnih izolatorjev. Vzdrževanje vakuumskega tlaka v vakuumskem pretvorniku je mogoče pri 10–6 barov. Učinkovitost vakuumskega odklopnika je v glavnem odvisna od materiala, ki se uporablja za tokovne kontakte, kot je Cu / Cr.

Načelo dela

The princip delovanja vakuumskega odklopnika je, ko se kontakti odklopnika v vakuumu odprejo, lahko med ioniziranjem kovinskih hlapov v kontaktih nastane oblok med kontakti. Oblok pa je mogoče enostavno umiriti, saj se elektroni, ioni in kovinske pare v celotnem loku hitro kondenzirajo zunaj CB kontaktov, tako da je dielektrično trdnost mogoče hitro obnoviti.

Najpomembnejša značilnost vakuuma je, da ko lok nastane znotraj vakuuma, ga je mogoče hitro ugasniti zaradi hitrega izboljšanja dielektrične trdnosti vakuuma.


Kontaktni materiali

Kontaktni material VCB mora imeti naslednje lastnosti.

  • Visoka gostota
  • Kontaktna upornost mora biti manjša
  • Električna prevodnost je velika za prenašanje običajnih obremenitvenih tokov brez pregrevanja.
  • Toplotna prevodnost je velika, da hitro odvaja veliko toploto, ki nastane med oblokom.
  • Termična funkcija mora biti visoka, da omogoča zgodnje uničenje loka.
  • Pri varjenju mora biti težnja nizka
  • Manj trenutna stopnja sekljanja
  • Zmogljivost velikega obloka
  • Vrelišče mora biti visoko, da zmanjša erozijo obloka.
  • Vsebnost plina mora biti spodaj, da se zagotovi daljša življenjska doba
  • Nizki parni tlak mora zadoščati za zmanjšanje količine nerazdeljivih kovinskih hlapov v komori.

Izdelava vakuumskega odklopnika

Vakuumski odklopnik obsega jekleno obločno komoro v sredinsko simetrično razporejenih keramičnih izolatorjih. Tlak znotraj vakuumskega pretvornika se vzdržuje pod 10 ^ -4 torr.

Material, ki se uporablja za tokovne kontakte, igra pomembno vlogo pri delovanju vakuumskega odklopnika. Zlitine, kot so baker-bizmut ali baker-krom, so idealen material za vzpostavitev kontaktov VCB.

Konstrukcija vakuumskega odklopnika

Konstrukcija vakuumskega odklopnika

Na zgornji sliki je vakuumski odklopnik sestavljen iz fiksnega kontakta, gibljivega kontakta in vakuumskega odklopnika. Premični kontakt je povezan s krmilnim mehanizmom s spodnjim delom iz nerjavečega jekla. Obločni ščitniki so podprti na izolacijskem ohišju tako, da pokrivajo te ščite in preprečujejo kondenzacijo na izolacijskem ohišju. Možnost puščanja je odpravljena zaradi trajnega tesnjenja vakuumske komore, saj se kot zunanje izolacijsko telo uporablja steklena posoda ali keramična posoda.

Delo vakuumskega odklopnika

Pogled v prerezu vakuumskega odklopnika je prikazan na spodnji sliki, ko so kontakti ločeni zaradi nekaterih nenormalnih razmer, med kontaktoma udari oblok, oblok nastane zaradi ionizacije kovinskih ionov in je zelo odvisen od materiala stikov.

Prekinitev obloka v vakuumskih motilcih se razlikuje od drugih vrst odklopniki . Ločitev kontaktov povzroči sproščanje hlapov, ki se napolnijo v kontaktnem prostoru. Sestavljen je iz pozitivnih ionov, ki se sprostijo iz kontaktnega materiala. Gostota pare je odvisna od toka v loku. Ko se tok zmanjša, se hitrost izpuščanja hlapov zmanjša in po ničelni napetosti medij povrne svojo dielektrično trdnost, če se gostota hlapov zmanjša.

Ko je tok, ki ga je treba prekiniti, v vakuumu zelo majhen, ima lok več vzporednih poti. Skupni tok je razdeljen na veliko vzporednih lokov, ki se medsebojno odbijajo in širijo po kontaktni površini. To se imenuje razpršeni lok, ki ga je mogoče zlahka prekiniti.

Pri visokih vrednostih toka se lok koncentrira v majhnem območju. Povzroča hitro izhlapevanje kontaktne površine. Prekinitev loka je možna, če oblok ostane v razpršenem stanju. Če ga hitro odstranite s kontaktne površine, bo oblok ponovno udaril.

Na izumrtje loka v vakuumskih odklopnikih močno vplivajo material in oblika kontaktov ter tehnika upoštevanja kovinskih hlapov. Pot loka se premika, tako da temperatura v kateri koli točki ne bo visoka.

Po končni ločni prekinitvi se hitro poveča dielektrična trdnost, kar je značilno za vakuumski odklopnik. Primerni so za preklapljanje kondenzatorjev, saj zagotavljajo neprekinjeno delovanje. Majhen tok se prekine pred naravnim tokom nič, kar lahko povzroči sekanje, katerega nivo je odvisen od materiala stika.

Trenutno sekanje

The sekanje toka v vakuumskem odklopniku se v glavnem pojavlja znotraj oljnih odklopnikov kot tudi v zraku zaradi nestabilnosti obločnega stebra. V vakuumskih odklopnikih je sekanje toka v glavnem odvisno od tlaka pare in lastnosti emisije elektronov v kontaktnem materialu. Torej, na stopnjo sekljanja vpliva tudi toplotna prevodnost, ko je toplotna prevodnost manjša, bo raven sekljanja nižja.

Sedanjo raven, pri kateri pride do sekljanja, je mogoče zmanjšati z izbiro kontaktnega materiala, ki zagotavlja dovolj kovinske pare, da trenutni pristop doseže izredno nizko vrednost, vendar se to pogosto ne počne, ker slabo vpliva na dielektrično moč.

Lastnosti vakuumskih odklopnikov

Izolacijski medij vakuumskega odklopnika je v primerjavi z drugimi vrstami odklopnikov visok za izločanje obloka. Tlak v vakuumskem pretvorniku je približno 10-4 hudournika, kar vključuje zelo malo molekul znotraj prekinilca. Ta odklopnik ima večinoma dve izjemni lastnosti, kot so naslednje.

V primerjavi z drugimi izolacijskimi mediji, uporabljenimi v odklopnikih, je ta odklopnik odličen dielektrični medij. Je boljši v primerjavi z drugimi mediji razen SF6 in zrakom, ker se uporabljajo pri visokem tlaku.

Ko se lok odpre ločeno s premikanjem kontaktov znotraj vakuuma, se pri glavni tokovni ničli zgodi prelom. S prekinitvijo tega loka se bo njihova dielektrična trdnost povečala do tisočkrat v primerjavi z drugimi vrstami odklopnikov.

Zaradi teh lastnosti bodo odklopniki bolj usposobljeni, manjše teže in manj stroškov. Življenjska doba teh odklopnikov je v primerjavi z drugimi odklopniki velika in jih ni treba vzdrževati.

deli vakuumskih odklopnikov so vakuumski prekinitvenik, sponke, fleksibilni priključki, podporni izolatorji, pogonska palica, vezni drog, skupni obratovalni preklop, koruza, blokirni odmikač, vzmet, vzmetna vzmet, nakladalna vzmet in glavni člen.

Obstajajo različne vrste vakuumskih odklopnikov so na voljo glede na proizvajalce, ki so opisani v nadaljevanju.

Mitsubishi vakuumski odklopnik

Te odklopnike proizvaja Mitsubishi Electric. Zagotavljajo visoko varnost, zanesljivost in zaščito okolja. VCB Mitsubishi imajo naslednje funkcije.

  • Nabor izdelkov je širok
  • Za šest posebnih nevarnih materialov ni zahteve.
  • Ime materiala je prikazano na glavnih plastičnih delih
  • Konstrukcija je zložljiva za namestitev okvirja
  • Enostavno vzdrževanje

Siemensov vakuumski odklopnik

Vakuumski odklopniki Siemens so SION 3AE5, ki se uporabljajo v vseh tipičnih stikalnih aplikacijah, na primer v industrijskih omrežjih in srednjenapetostni distribuciji moči, ki se giblje od tokov kratkega stika in preklopne obremenitve do odsekov vodila ali priključnega omrežja. Njihova trdna struktura, ki vključuje najmanjše dimenzije globine in širine, bo pomagala zmanjšati potrebo po različnih ploščah.

Ti odklopniki so torej na voljo z neobveznim ozemljitvenim stikalom za vtične izvedbe in fiksno pritrditev. Glavne značilnosti tega odklopnika vključujejo naslednje.

  • Zelo enostavno vgraditi v zračno izolirane srednje napetostne stikalne naprave
  • Zanesljivost je velika
  • Oblika je kompaktna
  • Daljinsko preklapljanje prek daljinskega upravljalnika
  • Stroški načrtovanja so nizki
  • Življenjska doba je dolga
  • Vzdrževanje je enostavno

Testiranje vakuumskega odklopnika

Na splošno se testiranje odklopnikov v glavnem uporablja za preizkušanje učinkovitosti ločenih stikalnih mehanizmov in celotnega časa izklopa sistema. Ko so vakuumski motilci zasnovani drugače, se uporabljajo za zaščito na terenu, potem obstajajo predvsem tri vrste testov za preverjanje pristnosti njihove funkcije, kot so kontaktna upornost, vzdržljivost z visokim potencialom in preskus stopnje puščanja.

Razlika med vakuumsko kontaktorsko enoto in vakuumskim odklopnikom

Vakuumski odklopnik sproži napako, kot je zemeljska napaka, kratek stik, nad / pod napetostjo. Kontaktor se običajno izvede zaporedno skozi varovalko, ki preprečuje tok napake. Glavna razlika med enoto vakuumskega kontaktorja in vakuumskim odklopnikom je navedena spodaj glede na različne značilnosti.

Vakuumski odklopnik Enota vakuumskega kontaktorja
Preklopna zmogljivost je, preklopi tokove z nizkih vrednosti na

popoln sistemski tok kratkega stika

Preklopite tokove z zelo nizkih vrednosti na

Motnost vakuumskega kontaktorja brez varovalk. Varovalke delujejo za večje tokove v primerjavi z zmožnostjo prekinitve samo vakuumskega kontaktorja, do

motenje varovalke

Vzdržljivost je pri mehaničnih delih velikaVzdržljivost je izjemno visoka pri mehanskih postopkih, kot je 1.000.000 procesov do 630A
Vzdržljivost je visoka, elektrika pa je velika kot vakuum, ki znaša od 10k do 50k dejanj pri nazivnem neprekinjenem toku. Za vakuum je 30 do 100 operacij s polno kratkoročno oceno.Izredno visok preklopni neprekinjeni tok se giblje od 450.000 do 1.000.000 akcij do 630 A. Preklop toka kratkega stika, podatki o vzdržljivosti, ki niso vzpostavljeni v kratkem stiku

trenutni prekinitev, ki zahteva zamenjavo varovalk

Te ne veljajo za izjemno vzdržljive aplikacije.Uporabljajo se za izredno pogoste preklope
Upravlja se električnoDeluje samo električno
Mehansko je zaskočen, ker CB ostane zaprt zaradi izgube napetosti sistema.Običajno se vakuumski kontaktor enkrat odklene

sistemska napetost se izgubi Vakuumski kontaktor se zaklene, ko se napetost sistema vrne

Uporablja zaščitne relejeUporablja zaščitne releje za zaščito pred preobremenitvijo in varovalke za zaščito kratkega stika
Kratek stik skozi energijo je majhenKratek stik skozi energijo je majhen
Primerno je upravljanje na daljavoPrimerno je upravljanje na daljavo
Krmilna moč se uporablja za delovanje CB, zaščitnih relejev in grelnikov prostorovKrmilna moč se uporablja za delovanje kontaktorja, zaščitnih relejev in grelnikov prostorov
Uporablja večjo površinoUporablja manj površine
Njeni stroški so visokiNjegova cena je zmerna
Njegovo vzdrževanje je srednjeNjegovo vzdrževanje je nizko.

Prednosti VCB

Vakuum ponuja največjo izolacijsko trdnost. Tako ima izjemno odlične lastnosti kaljenja obloka kot kateri koli drug medij.

  • Vakuumski odklopnik ima dolgo življenjsko dobo.
  • Za razliko od oljnega odklopnika (OCB) ali odklopnika z zračnim pištolom (ABCB) se eksploziji VCB izognemo. To povečuje varnost obratovalnega osebja.
  • Brez nevarnosti požara
  • Sesalnik CB deluje hitro, zato je idealen za odpravljanje napak. VCB je primeren za večkratno delovanje.
  • Vakuumski odklopniki so skoraj brez vzdrževanja.
  • Brez izpušnih plinov v ozračje in brez hrupa.

Slabosti VCB

  • Glavna pomanjkljivost VCB je, da je pri napetostih nad 38 kV neekonomična.
  • Stroški odklopnika postanejo previsoki pri višjih napetostih. To je posledica dejstva, da je treba pri visokih napetostih (nad 38 kV) zaporedno priključiti več kot dve številki odklopnika.
  • Poleg tega je proizvodnja VCB neekonomična, če se proizvaja v majhnih količinah.

Uporaba vakuumskega odklopnika

Vakuumski odklopnik je danes priznan kot najbolj zanesljiva tehnologija prekinitve toka za srednje napetostne stikalne naprave. V primerjavi z drugimi tehnologijami odklopnikov zahteva minimalno vzdrževanje.

Tehnologija je primerna predvsem za aplikacije srednje napetosti. Za višje napetosti je bila razvita vakuumska tehnologija, ki pa ni komercialno izvedljiva. Vakuumski odklopniki se uporabljajo v kovinsko obloženih stikalnih napravah in tudi v porcelanskih odklopnikih.

Tu gre torej za to Vakuumski odklopnik (VCB) deluje in aplikacij. Upamo, da ste bolje razumeli ta koncept. Poleg tega obstajajo kakršni koli dvomi glede tega koncepta ali njegove izvedbe ideje za električne in elektronske projekte , prosim, dajte svoje povratne informacije s komentarjem v spodnjem oddelku za komentarje. Tukaj je vprašanje za vas, Kakšno je načelo delovanja VCB ?