Што е вакуумска комутација?

Што е вакуумска комутација?

Дефиниција на вакуумска комутација

Вакуумската комутација е дефинирана како тип на електрична комутација која користи вакуум како средство за гаснење на дуг, што овозможува висока надежност и мала одржливост.

Диелектрична јачина

За дадено раздалечување на контактите, вакуумот дава околу осум пати посилна диелектрична јачина од воздухот и четири пати посилна диелектрична јачина од SF6 гасот при една бар. Бидејќи диелектричната јачина е така висока, раздалечувањето на контактите на вакуумскиот прекинувач може да се одржува многу мало. Во ова мало раздалечување на контактите, гаснењето на дугот е безбедно можно поради високата диелектрична јачина, а исто така и вакуумот има брза рекуперација до неговата целосна диелектрична вредност после целосно прекинување на дугот на моментот на нулта ток. Ова го прави вакуумската комутација најсоодветна за превклучување на кондензатори.

Ниска енергија на дугот

Енергијата испуштена во време на дуг во вакуум е околу една десетина од онаа во масло и една четвртина од онаа во SF6 гас. Оваа ниска дисипација на енергија е резултат на краткото време на прекинување и малата должина на дугот, обидве карактеристики кои произлегуваат од малото раздалечување на контактите. Ова значи дека вакуумската комутација има минимална ерозија на контактите, што ја прави скоро без одржлива. Дополнително, прекинувањето на ток потребува помала енергија во вакуумскиот прекинувач споредено со прекинувачот со воздух и прекинувачот со масло.

Једноставен механизам за управување

Во SF6, масло и прекинувач со воздух, движењето на контактите е силно отпорено од силно компресираната средина во камерата за гаснење на дуг. Но во вакуумската комутација, нема средина, а движењето на контактите е многу помало поради малото раздалечување на контактите, затоа потребната енергија за движење е многу помала во овој прекинувач. Затоа, једноставниот механизам со пружина е доволен за овој систем на комутација, без потреба од хидравлички или пневматички механизми. Једноставниот механизам за управување дава долг механички живот на вакуумската комутација.

Брзо гаснење на дуг

Во време на отварање на контактите под услови на ток, се создава метална пара помеѓу контактите, и оваа метална пара овозможува патека преку која електричниот ток продолжува да теке сѐ додека не дојде до следната нулта точка на ток. Овој феномен е познат и како вакуумски дуг. Овој дуг се угаснува близу до нулта точка на ток, а проводивата метална пара се ре-кондензира на површината на контактите во материи на микросекунди. Се набљудувало дека само 1% од парата се ре-кондензира на бочната површина на камерата за дуг, а 99% од парата се ре-кондензира на површината на контактите од каде била вапоризирана.

Од претходната дискусија, е многу ясно дека диелектричната јачина на вакуумската комутација се враќа многу брзо, а ерозијата на контактите е многу незначајна.

До 10 КА, дугот во вакуумската комутација останува дифузен, што изгледа како парна дисипација над целата површина на контактите. Повисоко од 10 КА, дугот се концентрира во центарот на површината на контактите поради неговото магнетно поле, што предизвикува преогрев. Овој проблем може да се реши со дизајнирање на површините на контактите така што дугот ќе може да се движи по површината. Производителите користат различни дизајни за постигнување на ова, осигурувајќи минимална и униформна ерозија на контактите.