Co to jest przestawiacz próżniowy?

Czym jest przestawiacz próżniowy?

Definicja przestawiacza próżniowego

Przestawiacz próżniowy to rodzaj sprzętu elektrycznego, który wykorzystuje próżnię jako medium do gaszenia łuku elektrycznego, zapewniając wysoką niezawodność i niskie koszty utrzymania.

Wytrzymałość dielektryczna

Dla danej luki kontaktowej, próżnia zapewnia około osiem razy większą wytrzymałość dielektryczną niż powietrze i cztery razy większą niż gaz SF6 przy ciśnieniu jednej bary. Dzięki tak dużej wytrzymałości dielektrycznej, luka kontaktowa w przestawiaczu próżniowym może być utrzymywana bardzo mała. W tej małej luce kontaktowej, gaszenie łuku jest bezpieczne dzięki wysokiej wytrzymałości dielektrycznej, a także szybkiemu odzyskaniu pełnej wartości dielektrycznej po pełnym przerwaniu łuku. To sprawia, że przestawiacze próżniowe są najbardziej odpowiednie do przełączania kondensatorów.

Niska energia łuku

Energia rozpraszana podczas łuku w próżni wynosi około jednej dziesiątej energii w oleju i jednej czwartej energii w gazie SF6. Niska emisja energii jest spowodowana krótkim czasem przerwania i małą długością łuku, oba te efekty wynikają z małej luki kontaktowej. Oznacza to, że przestawiacze próżniowe mają minimalną erozję kontaktów, co sprawia, że są prawie wolne od konserwacji. Ponadto, przerwanie prądu wymaga mniej energii w przestawiaczu próżniowym w porównaniu z przestawiaczem powietrznym i olejowym.

Prosty mechanizm napędowy

W przypadku przestawiaczy SF6, olejowych i powietrznych, ruch kontaktów jest silnie opóźniany przez mocno sprężone medium komory gaszenia łuku. Jednak w przestawiaczu próżniowym nie ma medium, a ruch kontaktów jest znacznie mniejszy ze względu na małą lukę kontaktową, dlatego wymagana energia napędowa jest znacznie mniejsza. Dlatego prosty mechanizm napędowy typu sprężyna-sprężyna jest wystarczający dla tego systemu, nie potrzeba hydraulicznego ani pneumatycznego mechanizmu. Prostszy mechanizm napędowy zapewnia długotrwałe życie mechaniczne przestawiacza próżniowego.

Szybkie gaszenie łuku

Podczas otwierania kontaktów w warunkach przepływu prądu, między kontaktami powstaje metaliczny par, który tworzy drogę, przez którą prąd kontynuuje płynąć do następnego zera prądu. Ten zjawisko nazywane jest łukiem próżniowym. Łuk ten gasi się blisko zera prądu, a przewodzący metaliczny par ponownie kondensuje na powierzchni kontaktu w ciągu mikrosekund. Stwierdzono, że tylko 1% pary kondensuje się na ścianie komory łuku, a 99% pary kondensuje się na powierzchni kontaktu, z której została sparyzowana.

Z powyższej dyskusji wynika, że wytrzymałość dielektryczna przestawiacza próżniowego odzyskuje się bardzo szybko, a erozja kontaktów jest niemal zaniedbywalna.

Do 10 kA, łuk w przestawiaczu próżniowym pozostaje rozproszony, pojawiając się jako rozładowanie pary na całej powierzchni kontaktu. Powyżej 10 kA, łuk skupia się w centrum powierzchni kontaktu ze względu na swoje pole magnetyczne, powodując nadmierny nagrzew. Ten problem można rozwiązać poprzez projektowanie powierzchni kontaktowych, które umożliwiają łukowi przemieszczanie się po powierzchni. Producent stosuje różne projekty, aby osiągnąć to, zapewniając minimalną i równomierzną erozję kontaktów.