Mga Pabor at Paggamit ng Low-Voltage Vacuum Circuit Breakers

Mababang Boltag na Breaker ng Vacuum: mga Advantahan, Pagsisikap, at Teknikal na Hamon

Dahil sa mas mababang rating ng boltag, ang mga mababang boltag na breaker ng vacuum ay may mas maliit na contact gap kumpara sa mga midyum-boltag na uri. Sa ganitong maliit na gap, ang teknolohiya ng transverse magnetic field (TMF) ay mas pinakamahusay kaysa axial magnetic field (AMF) para sa pagputol ng mataas na short-circuit current. Kapag inaalis ang malaking current, ang arc ng vacuum ay may tendensiya na mag-concentrate sa isang constricted arc mode, kung saan ang mga lokal na erosion zones ay maaaring maabot ang boiling point ng materyales ng contact.

Kung walang wastong kontrol, ang mga sobrang mainit na lugar sa ibabaw ng contact ay lumilikha ng labis na metal vapor, na maaaring maging sanhi ng dielectric breakdown ng contact gap sa ilalim ng transient recovery voltage (TRV) pagkatapos ng zero current, na nagreresulta sa pagkakamali ng pag-putol. Ang pag-apply ng transverse magnetic field—perpendicular sa column ng arc—sa loob ng vacuum interrupter ay nagpapadala ng constricted arc na mabilis na umiikot sa ibabaw ng contact. Ito ay siyentipikal na nasisira ang lokal na erosion, pinapigilan ang labis na pagtaas ng temperatura sa zero current, at samakatuwid ay lubos na nagsisiguro sa kakayahan ng breaker na putulin ang current.

Mga Advantahan ng Vacuum Circuit Breakers:

• Ang mga contact ay hindi nangangailangan ng pangkaraniwang pag-aalamin

• Mahaba ang buhay ng operasyon, ang electrical life ay halos kapareho ng mechanical life

• Ang mga vacuum interrupters ay maaaring ilagay sa anumang oryantasyon

• Tahimik ang operasyon

• Walang panganib ng apoy o pagsabog; ang arc ay lubusang nakalok sa sealed vacuum chamber, kaya ito ay angkop para sa mapanganib, explosion-proof na kapaligiran tulad ng coal mines

• Ang performance ay hindi naapektuhan ng paligid na kondisyon ng kapaligiran tulad ng temperatura, dust, humidity, salt fog, o altitude

• Kayang tumanggap ng mataas na boltag sa napakaliit na vacuum gaps

• Ang pag-putol ng current ay karaniwang natatapos sa unang crossing ng zero current

• Lingkod-kalikasan at madaling i-recycle

Ang mababang boltag na vacuum circuit breakers ay may parehong komprehensibong proteksyon, extensibong kapabilidad sa pagsukat, at mayaman sa diagnostic features bilang ang conventional Air Circuit Breakers (ACBs). Gayunpaman, sila ay nagbibigay ng mas mataas na avantahan, kasama ang mas mataas na electrical at mechanical endurance, mas maraming rated short-circuit breaking operations, mas mahusay na arc-quenching capability, at tunay na "zero arc flash" performance.

Ang mga katangian na ito ay ginagawa silang espesyal na angkop para sa harsh na kapaligiran at high-voltage low-frequency systems tulad ng AC690V at 1140V sa TN, TT, at IT configurations—na karaniwan sa photovoltaic at wind power applications. Ito ay nagbibigay ng high-voltage collector systems na nagbabawas ng transmission losses. Hindi lang para sa line protection, ang mga breakers na ito ay maaari ring protektahan ang motors (sumasaklaw sa GB50055 requirements) at generators (sumasaklaw sa GB755 standards), nagbibigay ng mas ligtas, mas mapagkakatiwalaan, at komprehensibong solusyon para sa low-voltage power distribution protection.

Bakit Hindi Masyadong Malaganap ang Vacuum Circuit Breakers sa Mga Application ng Mababang Boltag?

Ang pangunahing dahilan ay nasa mahalagang enerhiya demand ng operating mechanism:

Ang mga mababang boltag na circuit breakers ay tipikal na gumagamit ng lightweight operating mechanisms na may compact na components. Sa kabilang banda, ang mga vacuum circuit breakers ay nangangailangan ng mas maraming operating energy—lalo na ang mga disenyo para sa high-breaking-capacity applications. Dahil sa kanilang maliit na contact gap, ang pag-extinguish ng arc ay nangangailangan ng intense energy. Upang matiwasan ang electromagnetic forces sa panahon ng fault interruption, ang mataas na contact pressure ay mahalaga. Halimbawa:

• Ang 31.5kA vacuum breaker ay nangangailangan ng humigit-kumulang 3200N contact force.

• Upang panatiliin ang sapat na presyon pagkatapos ng contact wear, ang 4mm contact travel ay kinakailangan.

• Samakatuwid, ang kabuuang energy na kinakailangan mula sa contact engagement hanggang sa full closure ay mas mataas kaysa sa air circuit breakers.

Ang tiyak na enerhiya requirements ay kinabibilangan ng:

• 45 joules para sa 40kA breaker (contact force: 4200N)

• 63 joules para sa 50kA breaker (contact force: 6200N)

Samakatuwid, ang operating mechanism ay kailangang lubhang ipalakas upang matugunan ang mga demands na ito. Para sa 100kA low-voltage application, ang enerhiya na kinakailangan ng vacuum interrupter ay lumampas sa capacity ng standard low-voltage operating mechanisms.

Kinakailangan ng buong upgrade—mas malalaking energy storage springs, mas maraming spring compression stroke, atbp. Ang ilang existing mechanisms ay may minimal compression (halimbawa, lamang 25mm), at kahit pa ang pagtaas ng stiffness ng spring ay hindi sapat na nagbibigay ng enerhiya. Kailangan ang mga mechanisms na may mas mahabang stroke. Tulad ng nakikita sa medium-voltage vacuum breakers, ang mga cam-driven springs ay madalas lumalampas sa 50mm, na nagbibigay ng sapat na energy storage. Bukod dito, ang kabuuang mechanical strength, hardness, at rigidity ng operating mechanism ay kailangang palakihin upang matiwasan ang mataas na forces na kasangkot.