Co je vakuové vypínače?

Co je vakuové přepínačové zařízení?

Definice vakuového přepínačového zařízení

Vakuové přepínačové zařízení se definuje jako typ elektrického přepínače, který používá vakuum jako prostředek pro uhašení oblouku, což poskytuje vysokou spolehlivost a nízké nároky na údržbu.

Izolační síla

Pro danou mezeru mezi styky poskytuje vakuum o osmkrát vyšší izolační sílu než vzduch a o čtyřikrát vyšší izolační sílu než plyn SF6 při jednom baru. Díky tak vysoké izolační síle lze udržovat velmi malou mezera mezi styky vakuového vypínače. V této malé mezere mezi styky je možné bezpečně uhasit oblouk díky vysoké izolační síle a rychlému obnovování izolačních vlastností po úplném přerušení oblouku. To z vakuového přepínačového zařízení činí ideální pro přepínání kondenzátorů.

Nízká energetická spotřeba oblouku

Energie, která se uvolňuje během oblouku ve vakuu, je přibližně desetina toho, co se uvolní v oleji, a čtvrtina toho, co se uvolní v plynu SF6. Tato nízká energetická spotřeba je způsobena krátkou dobou přerušení a malou délkou oblouku, obě výsledkem malé mezery mezi styky. To znamená, že vakuové přepínačové zařízení zažívá minimální erozi styků, což ho dělá téměř údržbové. Kromě toho vyžaduje přerušení proudu v vakuovém vypínači méně energie než v vzduchovém vypínači a olejovém vypínači.

Jednoduchý pohonný mechanismus

U vypínačů s plynem SF6, olejem a vzduchem je pohyb styků silně odoláván vysokě stlačeným prostředím v komoře pro uhašení oblouku. Avšak u vakuového přepínačového zařízení není žádný prostředí a pohyb styků je poměrně malý díky malé mezere mezi styky, což znamená, že je potřeba mnohem menší pohonná energie. Proto je pro tento systém přepínače dostatečný jednoduchý pružinový mechanismus, není třeba hydraulického nebo pneumatického mechanismu. Jednodušší pohonný mechanismus poskytuje vysokou mechanickou životnost vakuového přepínačového zařízení.

Rychlé uhašení oblouku

Během otevírání styků v stavu průchodu proudem se mezi styky vytvářejí kovové páry, které poskytují cestu, po které elektrický proud pokračuje v průchodu až do dalšího nulového bodu proudu. Tento jev se také nazývá vakuový oblouk. Tento oblouk se uhasí blízko nulového bodu proudu a vodivé kovové páry se opětovně kondenzují na povrchu styku během mikrosekund. Bylo pozorováno, že jen 1 % páry se opětovně kondenzuje na boční stěně komory pro oblouk a 99 % páry se opětovně kondenzuje na povrchu styku, ze kterého byla vaporizována.

Z výše uvedené diskuse je skoro jasné, že izolační síla vakuového přepínačového zařízení se velmi rychle obnovuje a eroze styků je téměř zanedbatelná.

Až do 10 kA zůstává oblouk v vakuovém přepínačovém zařízení rozptýlený, objevující se jako parový výboj po celé ploše styku. Nad 10 kA se oblouk soustřeďuje uprostřed povrchu styku kvůli svému magnetickému poli, což způsobuje přehřátí. Tento problém lze vyřešit navržením povrchů styků tak, aby oblouk mohl cestovat po povrchové ploše. Výrobci používají různá provedení, aby dosáhli minimální a rovnoměrné eroze styků.