Mikä on tyhjiövirtaistin?

Mitä on tyhjiökytkentä?

Tyhjiökytkennän määritelmä

Tyhjiökytkentä on sähkökytkentä, joka käyttää tyhjiötä kaaren sammutusvälineenä tarjoten korkeaa luotettavuutta ja vähäistä huoltoa.

Dielektrinen kestävyys

Annettua yhteydenpisteiden välistä etäisyyttä kohden tyhjiö tarjoaa noin kahdeksan kertaa suuremman dielektrisen kestävyyden kuin ilma ja neljä kertaa suuremman kuin SF6-kaasu yhdellä baarilla. Koska dielektrinen kestävyys on niin korkea, tyhjiökynnystyksen yhteydenpisteiden välinen etäisyys voidaan pitää hyvin pienänä. Tässä pienen yhteydenpisteiden välinen etäisyys kaaren sammutus on turvallista mahdollista korkean dielektrisen kestävyyden ansiosta, ja myös tyhjiöllä on nopea toipumisnopeus täydelliseen dielektriseen arvoonsa nollakulmassa. Tämä tekee tyhjiökytkennästä erityisen sopivaksi kondensaattorien kytkemiseen.

Matala kaarienergia

Energian hukkaaminen kaaren aikana tyhjiössä on noin kymmenesosa siitä, mitä öljyssä, ja neljäsosa siitä, mitä SF6-kaasussa. Tämä alhainen energian hukkaaminen johtuu lyhyestä keskeytysajasta ja pienestä kaaren pituudesta, molemmat johtuvat pienestä yhteydenpisteiden välisestä etäisyydestä. Tämä tarkoittaa, että tyhjiökytkentä kokema yhteydenpisteiden kuluminen on minimi, mikä tekee siitä melkein huoltovapaan. Lisäksi nykyisen sähkövirtauksen katkaisemiseen tarvitaan vähemmän energiaa tyhjiökynnystyksessä verrattuna ilmakehäkytkentään ja öljykynnystyksessä.

Yksinkertainen ajastinmekanismi

SF6-, öljy- ja ilmakehäkytkentässä yhteydenpisteiden liike vastustetaan voimakkaasti kaaren sammutuslaatikon tiiviisti pakotetulla mediumilla. Mutta tyhjiökytkennässä ei ole mediumia, ja yhteydenpisteiden liike on hyvin vähäistä sen pienen yhteydenpisteiden välisten etäisyyksien vuoksi, joten vaadittava ajastinenergia on paljon pienempi. Siksi yksinkertainen kevyn-kevytyshakkuun mekanismi riittää tälle kytkennälle, ei tarvita hydraulista tai paineisetta mekanismia. Yksinkertainen ajastinmekanismi antaa tyhjiökytkennälle korkean mekaanisen elinkaaren.

Nopea kaaren sammutus

Kun yhteydenpisteet avataan sähkövirran kantamisen aikana, metallivapaus muodostuu yhteydenpisteiden välille, ja tämä metallivapaus tarjoaa polun, jota sähkövirta jatkaa virtaamistaan kunnes seuraava virran nolla. Tätä ilmiötä kutsutaan myös tyhjiökäyräksi. Tämä kaari sammutetaan lähellä virran nollaa, ja johtava metallivapaus uudelleenkondensoidaan yhteydenpinnalle mikrosekunnissa. On havaittu, että vain 1 % vapausta uudelleenkondensoituu kaaren laatikon sivuseiniin, ja 99 % vapautta uudelleenkondensoituu yhteydenpinnalle, mistä se vapautui.

Edellä mainituista tiedoista on melko selvää, että tyhjiökytkennän dielektrinen kestävyys toipuu hyvin nopeasti ja yhteydenpisteiden kuluminen on lähes huomiotta jäävä.

Jopa 10 KA asti kaari tyhjiökytkennässä pysyy levitettyänä, näyttäen nestevirtaukselta koko yhteydenpinnan yli. Yli 10 KA:n kaari keskittyy yhteydenpinnan keskelle sen magneettikentän vuoksi, aiheuttaen ylikuumenemista. Tämä ongelma voidaan ratkaista suunnittelemalla yhteydenpinnat siten, että kaari voi liikkua pinnan alueella. Valmistajat käyttävät erilaisia suunnitelmia saavuttamaan tämän, varmistaen minimaalisen ja tasaisen yhteydenpisteiden kuluminen.