Що таке вакуумний комутаційний пристрій?

Що таке вакуумне комутаційне обладнання?

Визначення вакуумного комутаційного обладнання

Вакуумне комутаційне обладнання — це тип електричного комутаційного обладнання, який використовує вакуум як середовище для гасіння дуги, забезпечуючи високу надійність та низьку потребу у техобслуговуванні.

Діелектрична стійкість

Для заданого зазору між контактами вакуум забезпечує приблизно в осім разів більшу діелектричну стійкість, ніж повітря, і в чотири рази більшу, ніж газ SF6 при одному барі. Оскільки діелектрична стійкість така висока, зазор між контактами вакуумного автоматичного вимикача може бути дуже малим. У цьому малому зазорі гасіння дуги можливе безпечно завдяки високій діелектричній стійкості, а також вакуум має швидку відновлювальну здатність до повної діелектричної значення при нульовому значенні струму. Це робить вакуумне комутаційне обладнання найбільш придатним для комутації конденсаторів.

Низька енергія дуги

Енергія, що розсіюється під час дуги в вакуумі, становить приблизно одну десяту від того, що в маслі, і одну четверту від того, що в газі SF6. Ця низька енергетична розсіювання пояснюється коротким часом переривання та невеликою довжиною дуги, обидва результати невеликого зазору між контактами. Це означає, що вакуумне комутаційне обладнання досить мало страждає на ерозію контактів, що робить його майже не потребуючим техобслуговування. Крім того, для переривання струму в вакуумному автоматичному вимикачу потрібно менше енергії, ніж у повітряному або масляному автоматичному вимикачах.

Простий механізм приводу

У автоматичних вимикачах з газом SF6, маслом і повітрям, рух контактів сильно опиняється високостисним середовищем камери гасіння дуги. Але у вакуумному комутаційному обладнанні немає середовища, і рух контактів є значно меншим через їх малий зазор, тому потрібна набагато менша енергія для приводу. Саме тому простий пружинний привід достатній для цієї системи комутаційного обладнання, без потреби гіdraulic or pneumatic mechanisms. Простіший механізм приводу забезпечує високий механічний термін служби вакуумного комутаційного обладнання.

Швидке гасіння дуги

Під час відкриття контактів у струмопровідному стані між контактами виникає металева пари, і ці пари створюють шлях, через який електричний струм продовжує течи до наступного нульового значення струму. Цей феномен також відомий як вакуумна дуга. Ця дуга гаситься біля нульового значення струму, і провідна металева пари переосаджується на поверхню контактів за кілька мікросекунд. Спостерігалося, що лише 1% пар переосаджується на бічній стінці камери дуги, а 99% пар переосаджується на поверхню контактів, з якої вони випарилися.

З вищенаведеного обговорення майже зрозуміло, що діелектрична стійкість вакуумного комутаційного обладнання відновлюється дуже швидко, а ерозія контактів практично відсутня.

До 10 кА дуга в вакуумному комутаційному обладнанні залишається розсіяною, з'являючись як парова розрядка по всій поверхні контактів. Поверх 10 кА дуга концентрується в центрі поверхні контактів через своє магнітне поле, спричинюючи перегрів. Цю проблему можна вирішити, проектуючи поверхні контактів так, щоб дуга могла переміщатися по поверхні. Виробники використовують різні конструкції для досягнення цього, забезпечуючи мінімальну та рівномірну ерозію контактів.