Keunggulan & Aplikasi dari Pemutus Sirkuit Vakum Rendah Tegangan

Pemutus Sirkuit Vakum Rendah Tegangan: Keuntungan, Aplikasi, dan Tantangan Teknis

Karena peringkat tegangan yang lebih rendah, pemutus sirkuit vakum rendah tegangan memiliki celah kontak yang lebih kecil dibandingkan dengan tipe menengah tegangan. Dalam celah-celah kecil tersebut, teknologi medan magnet transversal (TMF) lebih unggul daripada medan magnet aksial (AMF) untuk memutus arus pendek yang tinggi. Saat memutus arus besar, busur vakum cenderung berkonsentrasi menjadi mode busur terbatas, di mana zona erosi lokal dapat mencapai titik didih material kontak.

Tanpa kontrol yang tepat, area yang overheated pada permukaan kontak mengeluarkan uap logam berlebihan, yang mungkin menyebabkan keruntuhan dielektrik dari celah kontak di bawah tegangan pemulihan sementara (TRV) setelah nol arus, menghasilkan kegagalan pemutusan. Penerapan medan magnet transversal—tegak lurus terhadap kolom busur—dalam pemutus vakum mendorong busur terbatas untuk berputar cepat di seluruh permukaan kontak. Ini secara signifikan mengurangi erosi lokal, mencegah kenaikan suhu berlebihan pada nol arus, dan dengan demikian sangat meningkatkan kemampuan pemutusan pemutus.

Keuntungan Pemutus Sirkuit Vakum:

• Kontak tidak memerlukan perawatan

• Umur operasional panjang, dengan umur listrik hampir sama dengan umur mekanis

• Pemutus vakum dapat dipasang dalam orientasi apa pun

• Operasi tanpa suara

• Tidak ada risiko kebakaran atau ledakan; busur sepenuhnya terkandung dalam ruang vakum tertutup, menjadikannya cocok untuk lingkungan berbahaya, bebas ledakan seperti tambang batubara

• Kinerja tidak dipengaruhi oleh kondisi lingkungan sekitar seperti suhu, debu, kelembaban, kabut garam, atau ketinggian

• Mampu menahan tegangan tinggi melintasi celah vakum yang sangat kecil

• Pemutusan arus biasanya diselesaikan pada penyeberangan nol arus pertama

• Ramah lingkungan dan mudah didaur ulang

Pemutus sirkuit vakum rendah tegangan memiliki perlindungan komprehensif, kemampuan pengukuran yang luas, dan fitur diagnostik yang kaya seperti Pemutus Sirkuit Udara (ACB) konvensional. Namun, mereka menawarkan keunggulan yang lebih besar, termasuk ketahanan listrik dan mekanis yang lebih tinggi, jumlah operasi pemutusan arus pendek yang lebih banyak, kemampuan pemadam busur yang lebih kuat, dan kinerja "nol busur" yang sebenarnya.

Karakteristik ini membuat mereka sangat cocok untuk lingkungan yang keras dan sistem tegangan tinggi frekuensi rendah seperti AC690V dan 1140V dalam konfigurasi TN, TT, dan IT—yang umum ditemukan dalam aplikasi fotovoltaik dan tenaga angin. Mereka memungkinkan sistem pengumpul tegangan tinggi yang mengurangi kerugian transmisi. Selain perlindungan garis, pemutus ini juga dapat melindungi motor (memenuhi persyaratan GB50055) dan generator (memenuhi standar GB755), memberikan pengguna solusi perlindungan distribusi daya rendah tegangan yang lebih aman, lebih andal, dan komprehensif.

Mengapa Pemutus Sirkuit Vakum Tidak Lebih Sering Digunakan dalam Aplikasi Rendah Tegangan?

Alasan utama terletak pada tuntutan energi yang signifikan dari mekanisme operasi:

Pemutus sirkuit rendah tegangan biasanya menggunakan mekanisme operasi ringan dengan komponen-komponen yang padat. Sebaliknya, pemutus sirkuit vakum membutuhkan energi operasi yang jauh lebih besar—terutama bagi mereka yang dirancang untuk aplikasi kapasitas pemutusan tinggi. Karena celah kontak yang kecil, memadamkan busur membutuhkan energi yang intens. Untuk menahan gaya elektromagnetik selama pemutusan gangguan, tekanan kontak yang tinggi sangat penting. Misalnya:

• Pemutus vakum 31.5kA membutuhkan sekitar 3200N gaya kontak.

• Untuk mempertahankan tekanan yang cukup setelah aus kontak, perjalanan kontak 4mm diperlukan.

• Akibatnya, energi total yang diperlukan dari keterlibatan kontak hingga penutupan penuh jauh lebih tinggi daripada pemutus sirkuit udara.

Persyaratan energi spesifik termasuk:

• 45 joule untuk pemutus 40kA (gaya kontak: 4200N)

• 63 joule untuk pemutus 50kA (gaya kontak: 6200N)

Oleh karena itu, mekanisme operasi harus diperkuat secara signifikan untuk memenuhi tuntutan ini. Untuk aplikasi rendah tegangan 100kA, energi yang diperlukan oleh pemutus vakum melebihi kapasitas mekanisme operasi rendah tegangan standar.

Upgrade lengkap diperlukan—peredam energi yang lebih besar, stroke kompresi peredam yang lebih panjang, dll. Beberapa mekanisme yang ada memiliki kompresi minimal (misalnya hanya 25mm), dan bahkan dengan meningkatkan kekakuan peredam tidak dapat memberikan energi yang cukup. Sebaliknya, diperlukan mekanisme dengan stroke yang lebih panjang. Seperti yang terlihat pada pemutus sirkuit vakum menengah tegangan, peredam yang didorong oleh cam sering kali melebihi 50mm, memungkinkan penyimpanan energi yang cukup. Selain itu, kekuatan mekanis, kekerasan, dan kekakuan keseluruhan mekanisme operasi harus ditingkatkan untuk menangani gaya-gaya tinggi yang terlibat.