Cosa è un apparato a vuoto?

Cos'è un apparecchio di interruzione a vuoto?

Definizione di apparecchio di interruzione a vuoto

Un apparecchio di interruzione a vuoto è definito come un tipo di apparato di interruzione elettrica che utilizza il vuoto come mezzo di estinzione dell'arco, fornendo alta affidabilità e bassa manutenzione.

Resistenza dielettrica

Per uno spazio tra contatti dato, il vuoto fornisce una resistenza dielettrica circa otto volte superiore all'aria e quattro volte superiore al gas SF6 a una bar. Poiché la resistenza dielettrica è così alta, lo spazio tra i contatti del disgiuntore a vuoto può essere mantenuto molto piccolo. In questo piccolo spazio tra i contatti, l'estinzione dell'arco è sicuramente possibile grazie alla elevata resistenza dielettrica e anche il vuoto ha una rapida capacità di recupero della resistenza dielettrica dopo l'interruzione completa dell'arco al suo valore dielettrico massimo in corrente zero. Questo rende l'apparecchio di interruzione a vuoto, il più adatto per l'interruzione dei condensatori.

Bassa energia dell'arco

L'energia dissipata durante un arco nel vuoto è circa un decimo di quella nell'olio e un quarto di quella nel gas SF6. Questa bassa dissipazione di energia è dovuta al breve tempo di interruzione e alla piccola lunghezza dell'arco, entrambi risultanti dal piccolo spazio tra i contatti. Ciò significa che l'apparecchio di interruzione a vuoto subisce un'erosione minima dei contatti, rendendolo quasi privo di manutenzione. Inoltre, l'interruzione di una corrente richiede meno energia in un disgiuntore a vuoto rispetto a un disgiuntore ad aria e a un disgiuntore ad olio.

Mechanismo di guida semplice

Nei disgiuntori a SF6, ad olio e ad aria, il movimento dei contatti è fortemente contrastato dal mezzo altamente compresso della camera di estinzione dell'arco. Ma nell'apparecchio di interruzione a vuoto, non c'è alcun mezzo, e inoltre il movimento dei contatti è piuttosto ridotto a causa del piccolo spazio tra i contatti, quindi l'energia di guida richiesta è molto inferiore, in questo disgiuntore. Per questo motivo, un meccanismo operativo a molla-molla è sufficiente per questo sistema di apparecchiature, senza bisogno di meccanismi idraulici o pneumatici. Un meccanismo di guida più semplice conferisce una vita meccanica elevata all'apparecchio di interruzione a vuoto.

Rapida estinzione dell'arco

Durante l'apertura dei contatti in condizioni di portata di corrente, si produce vapore metallico tra i contatti, e questo vapore metallico fornisce un percorso attraverso il quale la corrente elettrica continua a fluire fino al prossimo zero di corrente. Questo fenomeno è noto anche come arco a vuoto. Questo arco si spegne vicino allo zero di corrente, e il vapore metallico conduttivo si ricondensa sulla superficie dei contatti in poche microsecondi. Si è osservato che solo il 1% del vapore si ricondensa sulle pareti laterali della camera dell'arco, e il 99% del vapore si ricondensa sulla superficie dei contatti da cui è stato vaporizzato.

Dalla discussione sopra, è quasi chiaro che la resistenza dielettrica dell'apparecchio di interruzione a vuoto si ripristina molto rapidamente e l'erosione dei contatti è quasi trascurabile.

Fino a 10 KA, l'arco nell'apparecchio di interruzione a vuoto rimane diffuso, apparendo come una scarica di vapore su tutta la superficie dei contatti. Al di sopra di 10 KA, l'arco si concentra al centro della superficie dei contatti a causa del suo campo magnetico, causando sovraccarichi termici. Questo problema può essere risolto progettando superfici di contatto che permettano all'arco di viaggiare sull'area superficiale. I produttori utilizzano vari design per raggiungere questo obiettivo, assicurando un'erosione minima e uniforme dei contatti.