Технология вакуумных прерывателей была впервые представлена в 1960 году, но она все еще развивается. Выключатель — это устройство, предназначенное для отключения электрической цепи с целью предотвращения чрезмерного тока, обычно вызванного короткими замыканиями или перегрузками. Его основная функция — прерывание тока при обнаружении неисправности. В этой статье представлен обзор вакуумных выключателей и принципов их работы. Для получения более подробной информации о различных типах выключателей и их важности продолжайте читать.
Что такое вакуумный выключатель?
Вакуумный выключатель (ВВ) — это тип выключателя, который использует вакуумную среду для гашения электрических дуг. Все операции по созданию, отключению и гашению дуг внутри выключателя выполняются в вакуумной камере, поэтому он называется вакуумным выключателем.
Использование вакуума в качестве среды гашения дуги обеспечивает выключателю превосходные характеристики гашения дуги и высокую прочность изоляции. Это делает его пригодным для большинства стандартных напряжений. Хотя вакуумная технология была разработана для систем с более высоким напряжением, она пока не является коммерчески жизнеспособной на этих уровнях.
Работа токопроводящих контактов и связанное с ними гашение дуги происходит в вакуумной камере, которая называется вакуумным прерывателем. Прерыватель состоит из стальной дуговой камеры, расположенной в центре асимметрично расположенных керамических изоляторов. Давление вакуума внутри прерывателя обычно поддерживается на уровне около 10−610−6 бар. На работу вакуумного выключателя в основном влияет материал, используемый для токопроводящих контактов, такой как сплавы меди и хрома (Cu/Cr).
Принцип работы вакуумного выключателя
Принцип работы вакуумного выключателя заключается в создании электрической дуги, когда контакты выключателя размыкаются в вакууме. Выделяющиеся из контактов пары металла ионизируются, образуя дугу. Однако дуга быстро гаснет из-за быстрой конденсации паров металла, электронов и ионов за пределами контактной зоны, что позволяет быстро восстановить электрическую прочность вакуума. Важнейшей особенностью вакуума является его способность быстро гасить дугу из-за быстрого восстановления диэлектрической прочности вакуума.
Характеристики гашения дуги вакуумного выключателя отличаются от характеристик других типов выключателей. При размыкании контактов выделяется пар металла, заполняющий контактное пространство. Пар состоит из положительных ионов, а его плотность зависит от тока, протекающего через дугу. По мере уменьшения тока скорость выделения пара также уменьшается. Как только ток достигает нуля, диэлектрическая прочность среды восстанавливается, если плотность пара падает.
Низкотоковое прерывание: при малом токе дуга разделяется на несколько параллельных путей, образуя диффузионную дугу, которую легко прервать.
Высокотоковое прерывание: при высоком токе дуга концентрируется на небольшой площади, быстро испаряя поверхность контакта. Если дуга все еще рассеивается, ее можно прервать; Однако, если его быстро не погасить, он может снова загореться.
Эффективность гашения дуги вакуумного выключателя существенно зависит от материала контакта, формы и обработки паров металла. Поскольку путь дуги постоянно меняется, температура в любой заданной точке остается относительно низкой.
После того, как дуга окончательно погаснет, диэлектрическая прочность вакуумного выключателя быстро увеличивается, что является уникальной особенностью этих выключателей. Это делает их идеальными для коммутации конденсаторов, поскольку они предотвращают повторное зажигание дуги. Кроме того, небольшие токи могут прерываться до достижения нуля, что может привести к прерыванию, в зависимости от материала контакта.
Характеристики вакуумных выключателей
По сравнению с другими типами выключателей, вакуумные выключатели требуют более высоких стандартов изоляции для подавления дуги. Давление вакуума внутри прерывателя составляет около 10−410−4 бар, что приводит к среде с очень низким содержанием молекул. Вакуумные выключатели имеют два основных преимущества:
Превосходная изоляция: вакуум является гораздо более эффективной изолирующей средой по сравнению с другими, такими как SF6 и воздух, особенно потому, что он работает при более низких давлениях, чем те, которые используются в выключателях с высоким давлением SF6 и воздуха.
Высокая диэлектрическая прочность: когда дуга прерывается в вакууме, диэлектрическая прочность среды более чем в 1000 раз выше, чем у других выключателей.
Эти особенности делают вакуумные выключатели более эффективными, легкими и экономичными. Они также имеют более длительный срок службы и практически не требуют обслуживания по сравнению с другими типами выключателей.
Применение вакуумных выключателей
Вакуумные выключатели в настоящее время считаются самой надежной технологией для прерывания тока в системах среднего напряжения. Они требуют минимального обслуживания по сравнению с другими типами выключателей.
Эта технология особенно подходит для приложений среднего напряжения, хотя высоковольтная вакуумная технология была разработана, она пока не является коммерчески осуществимой. Вакуумные выключатели обычно используются в распределительных устройствах с металлическим корпусом и выключателях с фарфоровым корпусом.
GONGSHUN Electrical Co., Ltd (electric-cn.com), CHNGS была основана в 1990-х годах, специализируясь на производстве, продаже и обслуживании высоковольтной электротехнической продукции.
Наши технические знания, обширный ассортимент продукции и многолетний богатый опыт помогают многим нуждающимся клиентам решать свои проблемы с электропитанием. Мы рады помочь в любое время. Если вам нужны советы по применению продукта или техническая помощь, наша глобальная команда обслуживания стремится предоставить вам правильную поддержку. Для получения более подробной технической информации о выключателе нагрузки свяжитесь с нами, отправив электронное письмо на адрес gongshun@electric-cn.com.