Какво е вакуумна свързваща апаратура?

Какво е вакуумна комутационна апаратура?

Определение на вакуумната комутационна апаратура

Вакуумната комутационна апаратура се дефинира като вид електрическа комутационна апаратура, която използва вакуум като среда за гасене на дъга, осигурявайки висока надеждност и малко поддръжка.

Диелектрична устойчивост

За дадено разстояние между контактите, вакуум предоставя около осем пъти по-голяма диелектрична устойчивост от въздуха и четири пъти по-голяма диелектрична устойчивост от SF6 газ при едно бар. Тъй като диелектричната устойчивост е толкова висока, разстоянието между контактите на вакуумния прекъсвач може да се поддържа много малко. В това малко разстояние между контактите, гасенето на дъга е безопасно възможно благодарение на високата диелектрична устойчивост, а вакуумът има бързо възстановяване до своята пълна диелектрична стойност след пълното прекъсване на дъгата. Това прави вакуумната комутационна апаратура най-подходяща за комутиране на кондензатори.

Ниска енергия на дъгата

Енергията, разпиляна при дъга в вакуум, е около една десета от тази в масло и една четвърт от тази в SF6 газ. Това ниско разпиляване на енергията е резултат от краткото време за прекъсване и малката дъга, които произтичат от малкото разстояние между контактите. Това означава, че вакуумната комутационна апаратура изпитва минимална ерозия на контактите, правейки я почти без поддръжка. Освен това, прекъсването на тока изисква по-малко енергия в вакуумния прекъсвач в сравнение с прекъсвачите във въздух и масло.

Прост механизъм за управление

В прекъсвачите с SF6, масло и въздух, движението на контактите е силно противодействано от силно компресирания медиум в камера за гасене на дъга. Но в вакуумната комутационна апаратура, няма медиум, и също така движението на контактите е много малко поради малкото разстояние между тях, затова необходимата енергия за управление е много по-малка. Затова простият пружинен механизм за управление е достатъчен за тази система, няма нужда от хидравлически или пневматичен механизъм. По-простият механизъм за управление дава висок механичен живот на вакуумната комутационна апаратура.

Бързо гасене на дъга

При отваряне на контактите в условия на провеждане на ток, между контактите се образува метален пар, който предоставя път, през който електрическият ток продължава да протича, докато не настъпи следващият момент на нулев ток. Това явление е известно още като вакуумна дъга. Тази дъга се гаси близо до момента на нулев ток, а проводимият метален пар се ре-кондензира на повърхността на контактите за микросекунди. Е наблюдено, че само 1% от пара се ре-кондензира на стената на камерата, а 99% от пара се ре-кондензира на повърхността на контактите, от която е бил парен.

От горния разговор е почти ясно, че диелектричната устойчивост на вакуумната комутационна апаратура се възстановява много бързо и ерозията на контактите е почти незначителна.

До 10 кА, дъгата в вакуумната комутационна апаратура остава разпространена, изглеждайки като парна разрядка в цялата повърхност на контактите. Над 10 кА, дъгата се концентрира в центъра на повърхността на контактите поради магнитното поле, причинявайки прекомерно затопляне. Този проблем може да бъде решен чрез проектиране на повърхностите на контактите, които позволяват на дъгата да се движи по повърхността. Производителите използват различни дизайни, за да постигнат това, гарантирайки минимална и равномерна ерозия на контактите.