Технология вакуумных прерывателей была впервые представлена в 1960 году. Но, тем не менее, это развивающаяся технология. Со временем размер вакуумного прерывателя уменьшился по сравнению с размером начала 1960-х годов из-за различных технических разработок в этой области техники. Автоматический выключатель - это устройство, которое прерывает электрическую цепь, чтобы предотвратить недопустимый ток, вызванный коротким замыканием, обычно возникающим в результате перегрузки. Его основная функция заключается в прерывании тока после обнаружения неисправности. В этой статье обсуждается обзор вакуумного силового выключателя и его работы. Чтобы узнать больше о автоматических выключателях, прочтите эту статью Типы автоматических выключателей и их значение .

Что такое вакуумный автоматический выключатель?

Вакуумный выключатель - это разновидность выключателя, в котором гашение дуги происходит в вакуумной среде. Операция включения и замыкания токоведущих контактов и взаимосвязанного прерывания дуги происходит в вакуумной камере выключателя, которая называется вакуумным выключателем.

Вакуумный автоматический выключатель

Вакуум, который используется в качестве средства гашения дуги в автоматическом выключателе, известен как вакуумный выключатель, потому что вакуум обеспечивает высокую изоляционную прочность благодаря превосходным свойствам гашения дуги. Это подходит для большинства приложений со стандартным напряжением, потому что для более высокого напряжения была разработана вакуумная технология, но это коммерчески нецелесообразно.

Работа токоведущих контактов и связанное с этим прерывание дуги происходит в вакуумной камере выключателя, которая известна как вакуумный прерыватель. Этот прерыватель включает стальную дугогасительную камеру в центре симметрично расположенных керамических изоляторов. Поддержание давления вакуума внутри вакуумного выключателя может быть 10–6 бар. Характеристики вакуумного выключателя в основном зависят от материала, из которого изготовлены токоведущие контакты, например, Cu / Cr.

Принцип работы

В принцип работы вакуумного выключателя То есть, как только контакты выключателя размыкаются в вакууме, между контактами может возникнуть дуга за счет ионизации паров металла в контактах. Но дугу можно легко погасить, поскольку электроны, ионы и пары металлов генерируются по всей дуге, быстро конденсируются на внешней стороне контактов выключателя, поэтому электрическая прочность диэлектрика может быть быстро восстановлена.

Самая важная особенность вакуума заключается в том, что, как только дуга возникает в вакууме, ее можно быстро погасить благодаря быстрому повышению диэлектрической прочности вакуума.

Контактные материалы

Материал контактов VCB должен соответствовать следующим свойствам.

Высокая плотность
Контактное сопротивление должно быть меньше
Электропроводность высокая, чтобы пропускать обычные токи нагрузки без перегрева.
Теплопроводность высокая, что позволяет быстро рассеивать большое количество тепла, выделяемого во время дуги.
Термоэлектронная функция должна быть высокой, чтобы обеспечить преждевременное разрушение дуги.
Тенденция к сварке должна быть низкой.
Менее текущий уровень измельчения
Высокая устойчивость к дуге
Температура кипения должна быть высокой, чтобы уменьшить дуговую эрозию.
Содержание газа должно быть ниже, чтобы обеспечить более длительный срок службы
Низкое давление пара должно быть достаточным для уменьшения количества неделимого металлического пара в камере.

Конструкция вакуумного выключателя

Вакуумный выключатель содержит стальную дугогасительную камеру в керамических изоляторах, расположенных симметрично по центру. Давление внутри вакуумного прерывателя поддерживается ниже 10 ^ -4 торр.

Материал, используемый для токоведущих контактов, играет важную роль в работе вакуумного выключателя. Такие сплавы, как медь-висмут или медно-хром, являются идеальным материалом для изготовления контактов VCB.

Конструкция вакуумного выключателя

Как показано на рисунке выше, вакуумный автоматический выключатель состоит из неподвижного контакта, подвижного контакта и вакуумного прерывателя. Подвижный контакт соединен с механизмом управления сильфоном из нержавеющей стали. Дуговые экраны поддерживаются изоляционным кожухом таким образом, что они закрывают эти экраны и предотвращают конденсацию на изоляционном кожухе. Возможность утечки исключается за счет постоянного уплотнения вакуумной камеры, при этом стеклянный сосуд или керамический сосуд используется в качестве внешнего изоляционного тела.

Работа вакуумного выключателя

Разрез вакуумного выключателя показан на рисунке ниже, когда контакты разъединены из-за каких-то ненормальных условий, между контактами возникает дуга, дуга возникает из-за ионизации ионов металлов и в значительной степени зависит от материала. контактов.

Прерывание дуги в вакуумных выключателях отличается от других типов Автоматические выключатели . Разделение контактов вызывает выделение пара, который заполняет контактное пространство. Он состоит из положительных ионов, высвобождаемых из материала контакта. Плотность пара зависит от тока дуги. Когда ток уменьшается, скорость выделения пара уменьшается, и после обнуления тока среда восстанавливает свою диэлектрическую прочность, если плотность пара уменьшается.

Когда прерываемый ток в вакууме очень мал, дуга имеет несколько параллельных путей. Полный ток делится на множество параллельных дуг, которые отталкиваются друг от друга и распространяются по контактной поверхности. Это называется рассеянной дугой, которую можно легко прервать.

При высоких значениях тока дуга концентрируется в небольшой области. Это вызывает быстрое испарение контактной поверхности. Прерывание дуги возможно, если дуга остается в диффузном состоянии. Если его быстро удалить с контактной поверхности, дуга снова зажжется.

На гашение дуги в вакуумных выключателях в значительной степени влияют материал и форма контактов, а также методика учета паров металлов. Путь дуги сохраняется, поэтому температура в любой точке не будет высокой.

После окончательного прерывания дуги происходит быстрое нарастание электрической прочности изоляции, характерной для вакуумного выключателя. Они подходят для переключения конденсаторов, так как это дает безостановочную работу. Небольшой ток прерывается до естественного нуля, что может вызвать прерывание, уровень которого зависит от материала контакта.

Текущее измельчение

В прерывание тока в вакуумном выключателе в основном возникает в масляных выключателях, а также в воздухе из-за нестабильности дугового столба. В вакуумных выключателях прерывание тока в основном зависит от давления пара, а также от свойств электронной эмиссии в материале контакта. Таким образом, на уровень измельчения также влияет теплопроводность, когда теплопроводность меньше, тогда уровень измельчения будет ниже.

Можно снизить текущий уровень, на котором происходит прерывание, путем выбора материала контакта, обеспечивающего достаточное количество пара металла, чтобы позволить току приблизиться к чрезвычайно низкому значению, однако это не часто делается, поскольку это сильно влияет на диэлектрическую мощность.

Свойства вакуумных автоматических выключателей

Изолирующая среда вакуумного силового выключателя высока для гашения дуги по сравнению с другими типами автоматических выключателей. Давление в вакуумном прерывателе составляет около 10-4 торрентов, что включает очень мало молекул внутри прерывателя. Этот автоматический выключатель имеет в основном два необычных свойства, например следующие.

По сравнению с другими изоляционными материалами, используемыми в автоматических выключателях, этот автоматический выключатель является лучшей диэлектрической средой. Он превосходит другие среды, кроме SF6 и воздуха, потому что они используются при высоком давлении.

Как только дуга открывается отдельно, перемещая контакты в вакууме, происходит разрыв при нулевом значении основного тока. При прерывании этой дуги их электрическая прочность увеличится до тысячи раз по сравнению с другими видами выключателей.

Эти свойства сделают автоматические выключатели более производительными, менее весыми и более дешевыми. Срок службы этих автоматических выключателей высок по сравнению с другими автоматическими выключателями, и они не нуждаются в обслуживании.

“применение беспроводной сенсорной сети ”

Частями вакуумного выключателя являются вакуумный прерыватель, клеммы, гибкие соединения, опорные изоляторы, рабочий стержень, тяговая штанга, общий рабочий сдвиг, рабочий кулачок, стопорный кулачок, замыкающая пружина, размыкающая пружина, нагрузочная пружина и главное звено.

Есть различные типы вакуумных выключателей доступны в зависимости от производителей, которые обсуждаются ниже.

Вакуумный автоматический выключатель Mitsubishi

Эти автоматические выключатели производятся компанией Mitsubishi Electric. Они обеспечивают высокую безопасность, надежность и защиту окружающей среды. VCB Mitsubishi обладают следующими особенностями.

Ассортимент продукции широк.
Нет требований к шести особо опасным материалам.
Название материала проиллюстрировано над основными пластиковыми деталями.
Конструкция складная для крепления каркаса
Простота обслуживания

Вакуумный автоматический выключатель Siemens

Вакуумные выключатели Siemens - это SION 3AE5, которые используются во всех типичных коммутационных приложениях, таких как промышленные сети и распределение электроэнергии среднего напряжения, которое варьируется от токов короткого замыкания и коммутации нагрузки до секций сборных шин или соединительной сети. Их прочная структура, включая наименьшие размеры по глубине и ширине, поможет снизить потребность в различных панелях.

Таким образом, эти автоматические выключатели доступны через дополнительный выключатель заземления для съемных версий и фиксированного монтажа. Основные особенности этого автоматического выключателя включают следующее.

Очень прост в установке в распределительное устройство среднего напряжения с воздушной изоляцией
Надежность высокая
Дизайн компактный
Дистанционное переключение через пульт дистанционного управления
Затраты на планирование низкие
Срок службы долгий
Простое обслуживание

Испытание вакуумного выключателя

Как правило, испытание выключателя в основном используется для проверки работы как отдельных переключающих механизмов, так и времени всей системы отключения. После того, как вакуумные прерыватели спроектированы иным образом используются в полевых условиях, в основном используются три вида испытаний для подтверждения их функции, такие как контактное сопротивление, стойкость к высокому потенциалу и испытание на утечку.

Разница между вакуумным контактором и вакуумным автоматическим выключателем

Вакуумный автоматический выключатель срабатывает из-за ошибки, такой как замыкание на землю, короткое замыкание, повышенное / пониженное напряжение. Контактор обычно подключается последовательно через предохранитель, который позволяет избежать тока короткого замыкания. Основные различия между вакуумным контактором и вакуумным выключателем перечислены ниже на основе различных характеристик.

Вакуумный автоматический выключатель	Блок вакуумного контактора
Коммутационная способность есть, переключает токи с малых значений на ток короткого замыкания всей системы	Переключите токи с очень низких значений на Отключающая способность вакуумного контактора без предохранителей. Предохранители работают только на более высокие токи по сравнению с отключающей способностью вакуумного контактора, вплоть до разрушающая способность предохранителя
Выносливость высока для механических	Долговечность чрезвычайно высока для таких механических, как 1000000 процессов до 630 А
Долговечность высока для электричества высока, как вакуум, который колеблется от 10 до 50 кОм при номинальном постоянном токе. Для вакуума это от 30 до 100 операций при полном номинальном токе короткого замыкания.	Чрезвычайно высокий длительный коммутируемый ток составляет от 450000 до 1000000 срабатываний до 630 А. Коммутационный ток короткого замыкания, данные о стойкости при коротком замыкании не установлены токовый разрыв, требующий замены предохранителей
Они не применимы для приложений с очень высоким сроком службы.	Они используются для операций очень частого переключения.
Он управляется электрически	Работает только от электричества
Он механически фиксируется, потому что выключатель остается замкнутым при потере напряжения в системе.	Обычно вакуумный контактор разблокируется один раз. потеря напряжения в системе вакуумный контактор заблокируется, когда напряжение в системе вернется
Использует защитные реле	Он использует защитные реле для защиты от перегрузки и предохранители для защиты от короткого замыкания.
Короткое замыкание пропускает энергию низкое	Короткое замыкание пропускает энергию низкое
Дистанционное управление подходит	Дистанционное управление подходит
Управляющая мощность используется для работы выключателя, защитных реле и обогревателей.	Управляющая мощность используется для работы контактора, защитных реле и обогревателей.
Использует большую площадь	Он использует меньше площади
Стоимость его высока	Стоимость умеренная.
Его содержание среднее	Его обслуживание невысокое.

Преимущества VCB

Вакуум обеспечивает максимальную изоляционную способность. Таким образом, он обладает превосходными характеристиками гашения дуги, чем любая другая среда.

Вакуумный выключатель имеет долгий срок службы.
В отличие от масляного автоматического выключателя (OCB) или воздушного выключателя (ABCB), взрыв VCB предотвращается. Это повышает безопасность обслуживающего персонала.
Нет опасности возгорания
Вакуумный выключатель быстро работает, поэтому идеально подходит для устранения неисправностей. VCB подходит для многократной эксплуатации.
Вакуумные выключатели практически не требуют обслуживания.
Отсутствие выхлопа газа в атмосферу и бесшумная работа.

Недостатки VCB

Основным недостатком VCB является то, что он неэкономичен при напряжениях, превышающих 38 кВ.
Стоимость прерывателя становится чрезмерной при более высоких напряжениях. Это связано с тем, что при высоких напряжениях (выше 38 кВ) требуется последовательное включение более двух номеров выключателя.
Кроме того, производство VCB неэкономично, если производится в небольших количествах.

Применение вакуумного автоматического выключателя

Вакуумный выключатель сегодня признан самой надежной технологией прерывания тока для распределительных устройств среднего напряжения. Он требует минимального обслуживания по сравнению с другими технологиями автоматических выключателей.

Технология в основном подходит для приложений среднего напряжения. Для более высокого напряжения была разработана вакуумная технология, но это нецелесообразно с коммерческой точки зрения. Вакуумные выключатели используются в распределительных устройствах в металлической оболочке, а также в автоматических выключателях в фарфоровом корпусе.

Таким образом, это все о Вакуумный автоматический выключатель (VCB) работает и приложения. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или реализации каких-либо идеи проектов электротехники и электроники , пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Каков принцип работы VCB ?