Hvad er en vakuumafbryder?

Hvad er en vakuum bryder?

Definition af Vakuum Bryder

En vakuum bryder defineres som en type elektrisk bryder, der bruger vakuum som buelukningsmedium, hvilket giver høj pålidelighed og lav vedligeholdelse.

Dielektrisk Styrke

For en given kontaktspænding leverer vakuum omtrent otte gange så stor dielektrisk styrke som luft og fire gange så stor dielektrisk styrke som SF6-gas ved et bar. Da dielektrisk styrken er så høj, kan kontaktspændingen i en vakuum kredsløbsbryder opretholdes meget lille. I denne lille kontaktspænding er buelukning sikkert mulig på grund af den høje dielektriske styrke, og vakuum har hurtig genoprettelsesstyrke efter fuld buelukning til sin fulde dielektriske værdi ved strøm nul. Dette gør vakuum brydere mest egnet til kondensator switching.

Lav Buelukningsenergi

Den energi, der dissiperes under en buelukning i vakuum, er omtrent en tiendedel af den i olie og en fjerdedel af den i SF6-gas. Denne lave energidissipation skyldes den korte lukningstid og den lille buelængde, begge resulterende fra den lille kontaktspænding. Dette betyder, at vakuum brydere oplever minimal kontakt erosion, hvilket gør dem næsten vedligeholdelsesfrie. Desuden kræver det mindre energi at bryde en strøm i en vakuum kredsløbsbryder sammenlignet med en luft kredsløbsbryder og en olie kredsløbsbryder.

Simpel Drivmekanisme

I SF6, olie og luft kredsløbsbrydere er bevægelsen af kontakter højt modstået af det højt komprimerede medium i buelukningskammeret. Men i vakuum brydere er der ingen medium, og bevægelsen af kontakter er også meget mindre på grund af den lille kontaktspænding, hvilket betyder, at den nødvendige drivenergi er meget mindre i denne kredsløbsbryder. Derfor er den simple fjeder-fjeder driftsmechanisme tilstrækkelig for dette brydersystem, uden behov for hydraulisk og pneumatisk mekanisme. En simpel driftsmechanisme giver en høj mekanisk levetid for vakuum brydere.

Hurtig Buelukning

Under åbning af kontakter i strømførende tilstand produceres metal damp mellem kontakterne, og denne metaldamp skaber en vej, gennem hvilken elektrisk strøm fortsætter at løbe indtil næste strøm nul. Dette fænomen er også kendt som en vakuum buelukning. Denne buelukning slukkes nær strøm nul, og den ledende metaldamp kondenserer igen på kontaktfladen i løbet af mikrosekunder. Det er blevet observeret, at kun 1% af dampen kondenserer på sidevæggen af buelukningskammeret, mens 99% af dampen kondenserer på kontaktfladen, hvor den oprindeligt blev fordampet.

Ud fra ovenstående diskussion er det næsten klart, at dielektrisk styrke i vakuum brydere genoprettes meget hurtigt, og kontakt erosion er næsten ubetydelig.

Op til 10 KA forbliver buelukningen i vakuum brydere diffus, og viser sig som damppåvirkning over hele kontaktfladen. Over 10 KA koncentrerer buelukningen sig i midten af kontaktfladen på grund af dens magnetfelt, hvilket forårsager overophedning. Dette problem kan løses ved at designe kontaktflader, så buelukningen kan bevæge sig over fladearealet. Producenter anvender forskellige designe for at opnå dette, hvilket sikrer minimal og uniform kontakt erosion.