ข้อดีและแอปพลิเคชันของเบรกเกอร์สูญญากาศแรงดันต่ำ

สวิทช์ตัดวงจรแรงดันต่ำแบบสุญญากาศ: ข้อได้เปรียบ การใช้งาน และปัญหาทางเทคนิค

เนื่องจากมีการจัดอันดับแรงดันที่ต่ำกว่า สวิทช์ตัดวงจรแรงดันต่ำแบบสุญญากาศมีช่องว่างระหว่างตัวต่อที่เล็กกว่าเมื่อเทียบกับประเภทแรงดันกลาง ในช่องว่างขนาดเล็กเช่นนี้ เทคโนโลยีสนามแม่เหล็กขวาง (TMF) มีประสิทธิภาพมากกว่าสนามแม่เหล็กแกน (AMF) ในการตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่สูง เมื่อตัดกระแสไฟฟ้าที่ใหญ่ ประกายไฟในสุญญากาศมักจะรวมตัวอยู่ในรูปแบบของประกายไฟที่แคบลง ซึ่งทำให้พื้นที่การสึกกร่อนเฉพาะที่สามารถถึงจุดเดือดของวัสดุตัวต่อ

หากไม่มีการควบคุมที่เหมาะสม พื้นผิวตัวต่อที่ร้อนเกินไปจะปล่อยไอโลหะออกมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกของฉนวนภายในช่องว่างระหว่างตัวต่อภายใต้แรงดันฟื้นฟูชั่วคราว (TRV) หลังจากกระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์ ทำให้การตัดกระแสล้มเหลว การใช้สนามแม่เหล็กขวาง—ที่ตั้งฉากกับลำประกายไฟ—ภายในสวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศ จะขับเคลื่อนประกายไฟที่แคบลงให้หมุนเร็วบนพื้นผิวตัวต่อ ลดการสึกกร่อนเฉพาะที่ลงอย่างมาก ป้องกันการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างมากที่กระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์ และทำให้ความสามารถในการตัดกระแสของสวิทช์เพิ่มขึ้นอย่างมาก

ข้อได้เปรียบของสวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศ:

• ตัวต่อไม่ต้องการการบำรุงรักษา

• อายุการใช้งานยาวนาน ด้วยอายุการใช้งานทางไฟฟ้าใกล้เคียงกับอายุการใช้งานทางกล

• สวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศสามารถติดตั้งในทิศทางใดก็ได้

• การทำงานเงียบสงบ

• ไม่มีความเสี่ยงของการเกิดไฟไหม้หรือระเบิด ประกายไฟถูกจำกัดอยู่ภายในห้องสุญญากาศที่ปิดสนิท ทำให้เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยง เช่น เหมืองถ่านหิน

• ประสิทธิภาพไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ เช่น อุณหภูมิ ฝุ่น ความชื้น หมอกเกลือ หรือความสูงเหนือระดับน้ำทะเล

• สามารถทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าสูงในช่องว่างสุญญากาศที่เล็กมาก

• การตัดกระแสไฟฟ้าโดยทั่วไปจะเสร็จสมบูรณ์ที่จุดที่กระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์ครั้งแรก

• เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและสามารถรีไซเคิลได้ง่าย

สวิทช์ตัดวงจรแรงดันต่ำแบบสุญญากาศมีคุณสมบัติการป้องกันที่ครอบคลุม ความสามารถในการวัดที่กว้างขวาง และคุณสมบัติด้านการวินิจฉัยที่หลากหลาย เช่นเดียวกับสวิทช์ตัดวงจรแบบอากาศ (ACBs) แต่พวกมันมีข้อได้เปรียบที่เหนือกว่า รวมถึงความทนทานทางไฟฟ้าและทางกลที่สูงกว่า จำนวนการตัดวงจรที่กำหนดไว้สูงกว่า ความสามารถในการดับประกายไฟที่แข็งแกร่งกว่า และประสิทธิภาพ "ปราศจากประกายไฟ" อย่างแท้จริง

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สวิทช์ตัดวงจรแรงดันต่ำแบบสุญญากาศเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและระบบแรงดันสูงความถี่ต่ำ เช่น AC690V และ 1140V ในระบบ TN, TT, และ IT ซึ่งพบได้ทั่วไปในแอปพลิเคชันพลังงานแสงอาทิตย์และลม พวกเขาช่วยให้ระบบรวบรวมแรงดันสูงที่ลดการสูญเสียการส่งผ่าน นอกจากการป้องกันสายแล้ว สวิทช์เหล่านี้ยังสามารถป้องกันมอเตอร์ (ตามมาตรฐาน GB50055) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ตามมาตรฐาน GB755) มอบโซลูชันการป้องกันการกระจายพลังงานแรงดันต่ำที่ปลอดภัย น่าเชื่อถือ และครอบคลุมให้กับผู้ใช้

ทำไมสวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศถึงไม่ได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในแอปพลิเคชันแรงดันต่ำ?

สาเหตุหลักอยู่ที่ความต้องการพลังงานที่สูงของกลไกการดำเนินการ:

สวิทช์ตัดวงจรแรงดันต่ำโดยทั่วไปใช้กลไกการดำเนินการที่เบาและมีส่วนประกอบขนาดเล็ก ในขณะที่สวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศต้องการพลังงานในการดำเนินการที่มากกว่ามาก—โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความสามารถในการตัดวงจรที่สูง เนื่องจากช่องว่างระหว่างตัวต่อที่เล็ก การดับประกายไฟจำเป็นต้องใช้พลังงานอย่างเข้มข้น เพื่อทนทานต่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในระหว่างการตัดวงจร แรงกดตัวต่อที่สูงเป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่น:

• สวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศ 31.5kA ต้องการแรงกดตัวต่อประมาณ 3200N

• เพื่อรักษาแรงกดที่เหมาะสมหลังจากการสึกกร่อนของตัวต่อ ต้องการระยะทางการเคลื่อนที่ของตัวต่อ 4mm

• ดังนั้น พลังงานทั้งหมดที่ต้องการจากการสัมผัสตัวต่อจนถึงการปิดเต็มที่สูงกว่าสวิทช์ตัดวงจรแบบอากาศมาก

ความต้องการพลังงานเฉพาะเจาะจง ได้แก่:

• 45 จูลสำหรับสวิทช์ 40kA (แรงกดตัวต่อ: 4200N)

• 63 จูลสำหรับสวิทช์ 50kA (แรงกดตัวต่อ: 6200N)

ดังนั้น กลไกการดำเนินการต้องได้รับการเสริมสร้างอย่างมากเพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้ สำหรับแอปพลิเคชันแรงดันต่ำ 100kA พลังงานที่ต้องการโดยสวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศสูงกว่าความสามารถของกลไกการดำเนินการแรงดันต่ำมาตรฐาน

การอัปเกรดอย่างสมบูรณ์เป็นสิ่งจำเป็น—สปริงเก็บพลังงานที่ใหญ่ขึ้น การเพิ่มระยะการบีบอัดสปริง ฯลฯ บางกลไกที่มีอยู่มีการบีบอัดน้อย (เช่น 25mm เท่านั้น) และการเพิ่มความแข็งของสปริงไม่สามารถส่งมอบพลังงานที่เพียงพอได้ แทนที่จะต้องใช้กลไกที่มีระยะการเคลื่อนที่ยาวขึ้น เช่น ในสวิทช์ตัดวงจรแบบสุญญากาศแรงดันกลาง สปริงที่ขับเคลื่อนโดยแคมมักจะขยายเกิน 50mm ทำให้สามารถเก็บพลังงานได้เพียงพอ นอกจากนี้ ความแข็งแกร่ง ความแข็ง และความแข็งของกลไกการดำเนินการโดยรวมต้องได้รับการเสริมสร้างเพื่อรับแรงที่สูง