PM 액추에이터는 신뢰할 수 있는가? 종류별 비교 및 장점

회로 차단기 작동 메커니즘의 성능은 안정적이고 안전한 전력 공급에 결정적입니다. 다양한 메커니즘이 각각의 장점을 가지고 있지만 새로운 유형의 등장이 기존 것을 완전히 대체하는 것은 아닙니다. 예를 들어 환경 친화적인 가스 절연이 증가했음에도 불구하고 고체 절연 링 메인 유닛은 시장의 약 8%를 차지하고 있어 새로운 기술이 기존 솔루션을 완전히 대체하는 경우는 드뭅니다.

영구자석 구동기(PMA)는 영구자석, 폐쇄 코일, 개방 코일로 구성됩니다. 스프링 구동 메커니즘에서 볼 수 있는 기계적 연결, 트리핑 및 잠금 메커니즘을 제거하여 매우 적은 부품으로 간단한 구조를 제공합니다. 스위칭 중에 작동하는 주요 이동 부품이 하나뿐이므로 높은 신뢰성을 제공합니다. 이는 영구자석을 사용하여 차단기의 위치를 유지하며, 영구자석 잠금과 전자제어를 포함하는 전자기 구동 범주에 속합니다. 그러나 폐쇄와 개방을 위해 필요한 높은 전자기 에너지로 인해 일반적으로 대용량 에너지 저장 커패시터가 필요합니다.

PMA 메커니즘은 주로 단일안정형과 이중안정형, 단일코일 또는 이중코일 구성을 포함하여 여러 유형으로 분류되며, 그들 사이에는 명확한 우월성이 없습니다.

이중안정형 영구자석 메커니즘은 폐쇄 및 개방 위치 모두에서 영구자석을 사용하여 잠금을 합니다. 폐쇄 및 개방 동작은 별도의 자극 코일을 통해 이동 철심을 구동하여 달성됩니다. 동일한 조건에서 이중안정형은 낮은 피크 폐쇄 전류를 가지게 됩니다. 작은 전류는 제어 회로를 단순화하고 신뢰성을 향상시키며 제어기 손상 위험을 줄입니다. 또한 더 작은 커패시터 용량이 필요하며 일반적으로 100V/100,000μF 전해 캐패시터가 재폐쇄 작업을 지원할 수 있습니다. 그러나 이중안정형 PMA 진공 회로 차단기의 초기 개방 속도는 전체 접점 이동 거리의 평균 속도보다 낮습니다.

단일안정형 영구자석 메커니즘은 폐쇄 위치 잠금을 위해 영구자석을 사용하며, 개방 위치는 스프링으로 유지됩니다. 폐쇄는 폐쇄 코일을 통해 이동 코어를 구동하여 달성되며 동시에 개방 스프링에 에너지를 저장합니다. 개방은 스프링에 저장된 에너지를 방출하여 이루어집니다.

단일안정형 PMA는 개방에 스프링을 사용하므로 초기 개방 속도와 평균 개방 속도가 이중안정형보다 우수하여 차단기의 개방 반력 특성과 잘 일치합니다. 그러나 폐쇄 중에 개방 스프링에 에너지를 저장해야 하므로 동일한 조건에서 이중안정형 메커니즘보다 피크 폐쇄 전류가 크게 높아집니다.

AMVAC 영구자석 구동 진공 회로 차단기는 최대 정격 전압이 27kV입니다. 15kV 모델은 최대 3000A의 정격 전류, 50kA의 단락 차단 전류, 130kA의 단락 발생 전류를 지원합니다.

왜 널리 채택되지 않았나?

1. 비용 효율성(가격 대비 가치)

PMA 회로 차단기는 이동 부품이 적고 구조가 간단하며 진공 차단기에 잘 맞는 전자기력 특성을 가지고 있습니다. 기계적 내구성이 100,000회 이상으로, 스프링 메커니즘의 일반적인 30,000회보다 훨씬 높습니다. 이를 통해 빈번한 스위칭 및 높은 작동 횟수 응용 분야에 이상적입니다. 전자 제어도 자동화를 용이하게 합니다. 그러나 고품질 PMA 차단기는 상당히 비쌉니다. 따라서 주로 해외에서 고급 응용 분야, 예를 들어 석유화학 플랜트 및 해상 플랫폼에서 유지보수가 필요 없고 높은 신뢰성 및 향상된 전력 연속성이 중요한 곳에서 주로 사용됩니다.

2. 품질 문제

PMA 차단기는 커패시터, 영구자석, 전자석, 전자 회로를 포함한 매우 고품질의 부품을 요구합니다. 저가 PMA 차단기를 표준 스프링 메커니즘과 비교하는 것은 불공평하고 오도합니다. 열등한 커패시터 또는 기타 부품을 사용하면 제품의 전반적인 품질이 저하됩니다. 스프링 구동 메커니즘과 달리 PMA 메커니즘은 개별 부품 교체 및 수리를 허용하지 않으며, 수리는 어렵고 비쌉니다. 이러한 높은 교체 비용은 PMA 회로 차단기의 널리 채택을 더욱 방해합니다.