Kaj je vakuumski prekložnik?

Kaj je vakuumsko preklopniki?

Definicija vakuumskih preklopnikov

Vakuumski preklopniki so definirani kot vrsta električnih preklopnikov, ki uporabljajo vakuum kot sredstvo za ugasanje luka, kar zagotavlja visoko zanesljivost in nizko vzdrževanje.

Dielektrična trdota

Za dano razdaljo med kontakti ponuja vakuum osemkrat večjo dielektrično trdoto od zraka in štirikrat večjo dielektrično trdoto od plina SF6 pri enem bar. Ker je dielektrična trdota tako visoka, lahko razdalja med kontakti vakuumskih preklopnikov ostane zelo majhna. V tej majhni razdalji med kontakti je varno možno ugasiti luk zaradi visoke dielektrične trdoti in tudi vakuum se hitro obnovi po popolnem prekinjanju do svoje polne dielektrične vrednosti pri trenutku ničelne toka. To čini vakuumsko preklopno opremo najbolj primerno za preklopanje kondenzatorjev.

Nizka energija luka

Energija, ki se izgubi med lukom v vakumu, je približno desetina tiste v olju in četrtina tiste v plinu SF6. Ta nizka izguba energije je posledica kratkega časa prekinitve in male dolžine luka, oboje posledica majhne razdalje med kontakti. To pomeni, da vakuumski preklopniki doživljajo minimalno erozijo kontaktov, kar jih čini skoraj brez vzdrževanja. Poleg tega za prekinitje toka v vakuumskem preklopniku potrebujemo manj energije v primerjavi z zračnim preklopnikom in oljnimi preklopniki.

Preprosta pogonska mehanika

Pri preklopnikih SF6, olja in zraka je gibanje kontaktov močno ovirano z močno stisnjeno sredstvom v komori za ugasanje luka. V vakuumskih preklopnikih pa ni sredstva, in gibanje kontaktov je zelo malo zaradi majhne razdalje med kontakti, zato je za ta preklopnik potrebna veliko manjša pogonska energija. Zato je za to preklopno opremo dovolj preprosta mehanika na osnovi pruznice, ni potrebe po hidraulični ali pnevmatski mehaniki. Preprostejša pogonska mehanika zagotavlja visoko mehansko življenjsko dobo vakuumskih preklopnikov.

Hiter ugasnik luka

Med odpiranjem kontaktov v stanju nosilca toka se med kontakti ustvari metalna para, ki omogoča pot, po kateri električni tok nadaljuje teče do naslednjega trenutka ničelne toka. Ta pojav se imenuje tudi vakuumski luk. Ta luk se ugasne blizu trenutka ničelne toka, in prevodljivo metalno par se ponovno kondenzira na površini kontaktov v nekaj mikrosekundah. Opazili so, da se le 1 % pare ponovno kondenzira na stranski steni komore za luke, 99 % pa se ponovno kondenzira na površini kontaktov, kjer je bila para ustvarjena.

Iz zgornjega razgovora je skoraj jasno, da se dielektrična trdota vakuumskih preklopnikov zelo hitro obnovi in erozija kontaktov je skoraj zanemarljiva.

Do 10 KA ostane luk v vakuumskem preklopniku razpršen, pri čemer se pojavi kot parni razlag na celotni površini kontakta. Nad 10 KA se luk koncentrirata v sredino površine kontakta zaradi njegovega magnetnega polja, kar povzroča preseganje temperature. To težavo je mogoče rešiti z oblikovanjem površine kontakta, ki omogoča, da luk potuje po površini. Proizvajalci uporabljajo različne dizajne, da dosežejo to, kar zagotavlja minimalno in enakomerno erozijo kontaktov.