Vad är en vakuumbrytare: arbete och dess applikationer

Vacuum interrupter-tekniken introducerades först år 1960. Men det är fortfarande en teknik som utvecklas. Efterhand har vakuumbrytaren minskat från början av 1960-talet på grund av olika tekniska utvecklingar inom detta teknikområde. En brytare är en anordning som avbryter en elektrisk krets för att förhindra obefogad ström orsakad av en kortslutning, typiskt på grund av en överbelastning. Dess grundläggande funktionalitet är att avbryta strömflödet efter att ett fel har upptäckts. Denna artikel diskuterar en översikt över vakuumbrytaren och dess funktion. Läs den här artikeln om du vill veta mer om strömbrytare Typer av brytare och dess betydelse .

Vad är en vakuumbrytare?

En vakuumbrytare är en typ av brytare där ljusbågsläckningen sker i ett vakuummedium. Funktionen för att slå på och stänga strömbärande kontakter och sammanhängande ljusbågsavbrott sker i en vakuumkammare i brytaren som kallas en vakuumbrytare.

Vakuumbrytare

Ett vakuum som används som bågsläckningsmedium i en strömbrytare är känt som en vakuumbrytare eftersom vakuum ger hög isoleringsstyrka på grund av överlägsna bågsläckningsegenskaper. Detta är lämpligt för de flesta standardspänningsapplikationer eftersom vakuumteknik för högre spänning utvecklades men inte kommersiellt möjligt.

Driften av strömförande kontakter och relaterad bågavbrott sker i en vakuumkammare i brytaren, som är känd som en vakuumavbrytare. Denna avbrytare inkluderar en stålbågskammare i mitten av symmetriskt placerade keramiska isolatorer. Underhållet av vakuumtrycket i en vakuumavbrytare kan göras vid 10–6 bar. Vakuumbrytarens prestanda beror främst på materialet som används för strömförande kontakter som Cu / Cr.

Arbetsprincip

De arbetsprincip för vakuumbrytare är, när strömbrytarkontakterna öppnas i vakuumet, kan en båge alstras mellan kontakterna genom metallångångjonisering i kontakterna. Men ljusbågen kan släckas lätt eftersom elektroner, joner och metallångor genereras genom hela ljusbågen snabbt kondenseras över utsidan av CB-kontakterna, så att den dielektriska styrkan snabbt kan återvinnas.

Det viktigaste kännetecknet för ett vakuum är att när ljusbågen alstras i vakuumet kan den släckas snabbt på grund av den snabba förbättringshastigheten i vakuumets dielektriska styrka.

Kontaktmaterial

Kontaktmaterialet för VCB måste följa följande egenskaper.

• Hög densitet
• Kontaktmotståndet måste vara mindre
• Elektrisk ledningsförmåga är hög för att passera vanliga lastströmmar utan överhettning.
• Värmeledningsförmågan är hög för att snabbt avleda den stora värmen som produceras genom bågning.
• Den termjoniska funktionen måste vara hög för att möjliggöra tidig bågförstörelse.
• Tendensen måste vara låg för att svetsas
• Mindre aktuell hackningsnivå
• Hög bågmotståndskapacitet
• En kokpunkt måste vara hög för att minska bågeerosion.
• Gasinnehållet måste nedan för att säkerställa längre livslängd
• Lågt ångtryck måste vara tillräckligt för att minska mängden odelbar metallånga i kammaren.

Konstruktion av vakuumbrytare

Vakuumbrytaren består av en stålbågskammare i de centralsymmetriskt anordnade keramiska isolatorerna. Trycket inuti vakuumavbrytaren hålls under 10 ^ -4 torr.

Materialet som används för strömförande kontakter spelar en viktig roll i vakuumbrytarens prestanda. Legeringar som kopparvismut eller kopparkrom är det perfekta materialet för att skapa VCB-kontakter.

Vakuumbrytarkonstruktion

Från bilden som visas ovan består vakuumbrytaren av fast kontakt, en rörlig kontakt och en vakuumbrytare. Den rörliga kontakten är ansluten till styrmekanismen med rostfritt stålbälg. Bågskärmarna stöds av det isolerande huset så att de täcker dessa skärmar och förhindras att kondensera på det isolerande höljet. Möjligheten till läckage elimineras på grund av den permanenta tätningen av vakuumkammaren för att ett glaskärl eller keramikbehållare används som den yttre isolerande kroppen.

Arbeta med vakuumbrytare

Snittvyen av en vakuumbrytare visas i figuren nedan när kontakterna är separerade på grund av vissa onormala förhållanden, en båge slås mellan kontakterna, bågen produceras på grund av jonisering av metalljoner och beror väldigt mycket på materialet kontakter.

Bågavbrottet i vakuumavbrytare skiljer sig från andra typer av brytare . Separationen av kontakter orsakar frigöring av ånga som fylls i kontaktutrymmet. Den består av positiva joner som frigörs från kontaktmaterialet. Ångdensiteten beror på strömmen i bågen. När strömmen minskar minskar hastigheten för ångfrisättning och efter ström noll återvinner mediet sin dielektriska styrka om ångdensiteten minskas.

När strömmen som ska avbrytas är mycket liten i vakuum, har bågen flera parallella banor. Den totala strömmen är uppdelad i många parallella bågar som stöter bort varandra och sprids över kontaktytan. Detta kallas en diffus båge som lätt kan avbrytas.

Vid höga strömvärden koncentreras bågen i ett litet område. Det orsakar snabb förångning av kontaktytan. Det är möjligt att bryta bågen om bågen förblir i ett diffust tillstånd. Om den snabbt tas bort från kontaktytan kommer bågen att slå igen.

Bågutrotning i vakuumbrytare påverkas i hög grad av kontakternas material och form och tekniken för att överväga metallånga. Bågens väg hålls i rörelse så att temperaturen vid någon punkt inte blir hög.

Efter det slutliga ljusbågsavbrottet sker en snabb uppbyggnad av dielektrisk hållfasthet som är speciell för vakuumbrytaren. De är lämpliga för kondensatoromkoppling eftersom det ger en strikfri prestanda. Den lilla strömmen avbryts före den naturliga strömmen noll, vilket kan orsaka huggning vars nivå beror på kontaktmaterialet.

Nuvarande huggning

De strömhuggning i vakuumbrytaren förekommer huvudsakligen inom oljebrytare såväl som i luft på grund av bågkolonnens instabilitet. I vakuumbrytare beror strömhuggning huvudsakligen på ångtrycket såväl som egenskaperna hos elektronemission i kontaktmaterialet. Så, hackningsnivån påverkas också av värmeledningsförmågan, när värmeledningsförmågan är mindre, kommer hackningsnivån att ligga under.

Det är möjligt att minska den nuvarande nivån vid vilken huggning sker genom att välja ett kontaktmaterial för att ge riklig metallånga för att låta strömmen närma sig ett extremt lågt värde, men detta görs inte ofta eftersom det påverkar den dielektriska effekten dåligt.

Egenskaper hos vakuumbrytare

Isoleringsmediet för vakuumbrytaren är högt för ljusutrotning jämfört med andra typer av brytare. Trycket i vakuumavbrytaren är runt 10-4 torrent som innehåller mycket få molekyler i avbrytaren. Denna strömbrytare har mestadels två extraordinära egenskaper som följande.

Jämfört med andra isolerande medier som används i brytarna är denna brytare ett överlägset dielektriskt medium. Det är överlägset jämfört med andra medier förutom SF6 och luft eftersom de används vid högt tryck.

När en båge öppnas separat genom att flytta kontakterna i ett vakuum, kommer ett brott att inträffa vid huvudströmmen noll. Genom att bryta denna båge kommer deras dielektriska styrka att öka upp till tusen gånger jämfört med andra typer av brytare.

Dessa egenskaper kommer att göra strömbrytarna mer skickliga, mindre vikt och lägre kostnad. Livslängden för dessa brytare är hög jämfört med andra strömbrytare och de behöver inget underhåll.

vakuumbrytardelar är vakuumavbrytare, terminaler, flexibla anslutningar, stödisolatorer, manöverstång, dragstång, gemensamt manövreringsskift, manöverdon, låskam, fjäder, brytfjäder, lastfjäder och huvudlänk.

Det finns olika typer av vakuumbrytare finns tillgängliga baserat på tillverkarna som diskuteras nedan.

Mitsubishi vakuumbrytare

Dessa brytare tillverkas av Mitsubishi Electric. De ger hög säkerhet, tillförlitlighet och miljöskydd. Mitsubishi VCB har följande funktioner.

• Sortimentet av produkter är stort
• Inget krav för de sex speciella farliga materialen.
• Materialnamnet illustreras över de viktigaste plastdelarna
• Strukturen är vikbar för att montera ramen
• Enkelt underhåll

Siemens vakuumbrytare

Siemens vakuumströmbrytare är SION 3AE5 som används i alla typiska kopplingsapplikationer som i industriella nätverk & medelspänningseffektfördelning som sträcker sig från kortslutningsströmmar och växlingsbelastning till samlingssektioner eller anslutande nätverk. Deras solida struktur inklusive de minsta djup- och breddimensionerna hjälper till att minska behovet av olika paneler.

Så dessa brytare kan erhållas genom en valfri jordningsbrytare för plugin-versioner och fast montering. Huvuddragen i denna brytare inkluderar följande.

• Mycket enkel att installera i luftisolerade mellanspänningsställ
• Pålitligheten är hög
• Design är kompakt
• Fjärrkontroll via fjärrkontrollen
• Planeringskostnaderna är låga
• Livslängden är lång
• Underhåll är enkelt

Vakuumbrytartestning

Generellt används strömbrytartester huvudsakligen för att testa både de separata omkopplingsmekanismernas prestanda såväl som det totala utlösningssystemets timing. När vakuumavbrytare har konstruerats på annat sätt, används det huvudsakligen tre typer av tester för att verifiera deras funktion som kontaktmotstånd, hög potentialtålighet och läckagestest.

Skillnad mellan vakuumkontaktorenhet och vakuumbrytare

En vakuumbrytare löser ut genom ett fel som ett jordfel, kortslutning, över / under spänning. En kontaktor utförs vanligtvis i serie genom en säkring som ger för att undvika felström. Huvudskillnaden mellan vakuumkontaktorn och vakuumbrytaren listas nedan baserat på olika egenskaper.

Fördelar med VCB

Vacuum erbjuder största isoleringsstyrka. Så det har extremt överlägsna bågsläckningsegenskaper än något annat medium.

• Vakuumbrytaren har lång livslängd.
• Till skillnad från Oil Circuit Breaker (OCB) eller air blast Circuit Breaker (ABCB) undviks explosionen av VCB. Detta ökar säkerheten för driftspersonalen.
• Ingen brandrisk
• Vakuum CB är snabbt i drift så perfekt för felsökning. VCB är lämplig för upprepad drift.
• Vakuumbrytare är nästan underhållsfria.
• Inget avgasutsläpp till atmosfären och ljudlös drift.

Nackdelar med VCB

• Den största nackdelen med VCB är att den är oekonomisk vid spänningar som överstiger 38 kV.
• Brytarkostnaden blir för hög vid högre spänningar. Detta beror på det faktum att vid höga spänningar (över 38 kV) måste mer än två nummer av strömbrytaren kopplas i serie.
• Dessutom är VCB: s produktion oekonomisk om den produceras i små mängder.

Tillämpningar av vakuumbrytare

Vakuumbrytaren är idag erkänd som den mest pålitliga strömavbrottstekniken för mellanspänningsställ. Det kräver minimalt underhåll jämfört med andra strömbrytare.

Tekniken är främst lämplig för huvudsakligen mellanspänningsapplikationer. För högre spänning vakuumteknik har utvecklats, men det är inte kommersiellt genomförbart. Vakuumbrytare används i metallklädda ställverk och även i brytare i porslin.

Således handlar det här om Vakuumbrytare (VCB) fungerar och applikationer. Vi hoppas att du har fått en bättre förståelse för detta koncept. Dessutom är alla tvivel angående detta koncept eller att implementera något el- och elektronikprojekt idéer , ge din feedback genom att kommentera i kommentarsektionen nedan. Här är en fråga till dig, Vad är VCB: s arbetsprincip ?