真空開閉装置とは何ですか

真空開閉装置とは何か？

真空開閉装置の定義

真空開閉装置は、真空を消弧媒体として使用し、高い信頼性と低メンテナンスを提供する電気開閉装置の一種です。

絶縁強度

一定の接触間隔で、真空は空気よりも約8倍、SF6ガス（1気圧）よりも約4倍の絶縁強度を提供します。絶縁強度が非常に高いため、真空遮断器の接触間隔は非常に小さく保つことができます。この小さな接触間隔では、高い絶縁強度により安全に消弧が可能であり、また真空は完全な消弧後、電流ゼロ時に迅速にその全絶縁値まで回復します。これにより、真空開閉装置はコンデンサスイッチングに最も適しています。

低アークエネルギー

真空でのアーク中に放出されるエネルギーは、油の約1/10、SF6ガスの約1/4です。この低エネルギー放出は、短い切断時間と小さなアーク長さによるもので、これらは小さな接触間隔から生じます。つまり、真空開閉装置は最小限の接触摩耗しかなく、ほとんどメンテナンスフリーとなります。さらに、真空遮断器での電流切断には、空気遮断器や油遮断器と比べて少ないエネルギーが必要です。

シンプルな駆動機構

SF6、油、および空気遮断器では、アーク消火室の高圧縮媒体により接触部の動きが大きく抵抗されます。しかし、真空開閉装置には媒体がなく、また小さな接触間隔により接触部の動きも少ないため、必要な駆動エネルギーは非常に小さいです。そのため、この遮断器では単純なバネ駆動機構で十分であり、油圧や空圧機構は必要ありません。シンプルな駆動機構により、真空開閉装置は高い機械寿命を有します。

高速アーク消火

通電状態で接触部を開くと、接触部間に金属蒸気が生成され、この金属蒸気は次の電流ゼロまで電流が流れ続ける経路を提供します。この現象は真空アークとも呼ばれます。このアークは電流ゼロ近くで消滅し、導電性の金属蒸気は数マイクロ秒以内に接触表面に再凝結します。観察によると、蒸気のうちわずか1%がアーク室の側壁に再凝結し、99%が蒸発した接触表面に戻ることが確認されています。

上記の議論から、真空開閉装置の絶縁強度は非常に速く回復し、接触摩耗はほとんどないことが明らかです。

10kA以下では、真空開閉装置のアークは拡散し、全体の接触表面に蒸気放電として現れます。10kAを超えると、アークは磁場により接触表面の中心に集中し、過熱を引き起こします。この問題は、アークが表面全体を移動できるように接触表面を設計することで解決できます。製造業者は、この目的を達成するために様々な設計を使用し、最小かつ均一な接触摩耗を確保しています。