Düşük Gerilimli Vakum Kesici Anahtarlının Avantajları ve Uygulamaları
Düşük Gerilimli Vakum Kesici Anahtarlar: Avantajları, Uygulamaları ve Teknik Zorluklar
Daha düşük gerilim derecelerine sahip olması nedeniyle, düşük gerilimli vakum kesici anahtarların temas açıklığı orta gerilimli tiplere kıyasla daha küçüktür. Bu küçük açıklıklar altında, yüksek kısa devre akımlarını kesmede enine manyetik alan (TMF) teknolojisi, eksenel manyetik alana (AMF) göre üstün bir performans gösterir. Büyük akımları keserken, vakum arkı genellikle daraltılmış ark moduna yoğunlaşır ve burada yerel aşınma bölgeleri temas malzemesinin kaynama noktasına ulaşabilir.
Doğru kontrol olmadan, temas yüzeyindeki aşırı ısınan alanlar fazla metal buharı salgılar. Bu, geçici kurtarma gerilimi (TRV) sonraki akım sıfırında temas aralığının dielektrik bozulmasına yol açabilir ve bu da kesme başarısızlığını sonuçlandırabilir. Vakum kesici içinde, ark sütununa dik olan bir enine manyetik alan uygulanarak, daraltılmış ark hızla temas yüzeyinde döner. Bu, yerel aşınmayı önemli ölçüde azaltır, akım sıfırında aşırı sıcaklık artışını önler ve böylece kesici anahtarın kesme yeteneğini büyük ölçüde artırır.
Vakum Kesici Anahtarlarının Avantajları:
Temaslar bakım gerektirmez
Uzun işlem ömrü, elektriksel ömür mekanik ömüre neredeyse eşittir
Vakum kesiciler herhangi bir yönelimde monte edilebilir
Sessiz çalışma
Yangın veya patlama riski yok; ark tamamen kapalı vakum odasında tutulur, bu nedenle kömür madenleri gibi tehlikeli, patlama koruma gereksinimli ortamlar için uygun hale gelir
Çevresel koşullar, sıcaklık, toz, nem, tuz sis veya irtifaya bağlı olarak etkilenmez
Çok küçük vakum açıklıklarında yüksek gerilimlere karşı dayanabilir
Akım kesme genellikle ilk akım sıfır geçişinde tamamlanır
Çevreye dost ve kolay geri dönüştürülebilir
Düşük gerilimli vakum kesici anahtarlar, geleneksel Hava Kesici Anahtarları (ACB'ler) ile aynı kapsamlı koruma, geniş ölçüm yetenekleri ve zengin tanısal özelliklere sahiptir. Ancak, daha yüksek elektriksel ve mekanik dayanıklılık, daha fazla nominal kısa devre kesme işlem sayısı, daha güçlü ark söndürme yeteneği ve gerçek "sıfır ark parlaması" performansı gibi üstünlükler sunarlar.
Bu özellikler, onları özellikle TN, TT ve IT yapılandırmalarındaki AC690V ve 1140V gibi yüksek gerilimli düşük frekanslı sistemler ve güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi uygulamalarında bulunan sert çevreler için çok uygun hale getirir. Yüksek gerilimli toplayıcı sistemleri sağlayarak, iletim kayıplarını azaltırlar. Hat korumasının yanı sıra, bu kesiciler motorları (GB50055 gerekliliklerini karşılayarak) ve jeneratörleri (GB755 standartlarını karşılayarak) de koruyabilir, kullanıcılarına daha güvenli, daha güvenilir ve kapsamlı bir düşük gerilimli güç dağıtım koruma çözümü sunar.
Neden Düşük Gerilimli Uygulamalarda Vakum Kesici Anahtarlar Daha Geniş Kullanılmıyor?
Asıl neden, işletme mekanizmasının önemli enerji taleplerindedir:
Düşük gerilimli kesici anahtarlar genellikle hafif operasyon mekanizmaları ve kompakt bileşenler kullanır. Buna karşılık, vakum kesici anahtarlar, özellikle yüksek kesme kapasiteli uygulamalar için tasarlananlar, çok daha fazla işletme enerjisi gerektirir. Küçük temas açıklığı nedeniyle, arkı söndürmek yoğun enerji gerektirir. Arıza kesme sırasında elektromanyetik kuvvetlere karşı dayanabilmek için yüksek temas basıncı önemlidir. Örneğin:
31.5kA vakum kesici yaklaşık 3200N temas kuvveti gerektirir.
Temas aşınması sonrası yeterli basınç korunması için 4mm temas seyahati gerekir.
Sonuç olarak, temas temasından tam kapanışa kadar gereken toplam enerji, hava kesici anahtarlardan çok daha yüksektir.
Belirli enerji gereksinimleri şunlardır:
40kA kesici için 45 joule (temas kuvveti: 4200N)
50kA kesici için 63 joule (temas kuvveti: 6200N)
Bu nedenle, bu gereksinimleri karşılamak için işletme mekanizması önemli ölçüde güçlendirilmelidir. 100kA düşük gerilimli uygulama için, vakum kesicinin gerektirdiği enerji, standart düşük gerilimli işletme mekanizmalarının kapasitesini aşmaktadır.
Tam bir yükseltme gerekir—daha büyük enerji depolama yayları, artan yay sıkıştırma.stroke vb. Bazı mevcut mekanizmalar minimal sıkıştırma (örneğin sadece 25mm) ile çalışırken, yay sertliğini artırmak bile yeterli enerji sağlayamaz. Bunun yerine, daha uzun stroke'a sahip mekanizmalar gereklidir. Orta gerilimli vakum kesicilerde görüldüğü gibi, cam sürücülü yaylar genellikle 50mm'den fazla uzanır, bu da yeterli enerji depolamasını sağlar. Ayrıca, işletme mekanizmasının genel mekanik gücü, sertlik ve rijitliği, ilgili yüksek kuvvetleri yönetebilmek için güçlendirilmelidir.
