Voordelige van die gebruik van Elastiese Kontakte in die nuwe Generasie Vakuumonderbreekers
Vakuümonderbreker Gebaseer op Elastiese Kontakte
'n Vakuümonderbreker wat gebruik maak van elastiese dempingselemente gemaak van refraktoriewe metale en gedoopte met 'n smeltbare eutektiese legering kan in vakuümskakelapparate gebruik word, veral in stelsels wat die skakeling van groot ströme (bv. elektrolyzers vir waterstof- en metaalproduksie) of hoëspoedskakeling (bv. middelspanning direkspanning) vereis. Hierdie is ook geskik om onmiddellik die skakelkapasiteit van bestaande stelsels te verhoog, soos veilig die belasting-tapveranderders (OLTC) vir windturbien-transformateurs te verhoog.
Die gebruik van elastiese kontakte verwyder die beperkinge op die nominale strömagnitude veroorsaak deur die kwadratiese toename in drukkrigte. Gevolglik kan nuwe stelsels ontwerp word om meer kompak en koste-effektief te wees. Echter, verdere navorsing en die insluiting van hierdie bevindings in standaarde is nodig vir hul implementering.
Konsep van Elastiese Kontakte in Vakuümonderbrekers
Op hul kern is elastiese kontakte vir vakuümonderbrekers soortgelyk aan draadnetvibrasiedempers (Fig.1) gemaak van refraktoriewe metale en gedoopte met laemeltingslegeringe wat kontak gee deur 'n vloeistoffase. Vroeë literatuur verwys na hulle as saamgestelde vloeistofmetaalkontakte, maar hierdie term is nie definitief vir hierdie spesifieke tipe kontakt nie, omdat die vloeistoffase slegs as 'n dun laag op die oppervlak van die refraktoriewe draad bestaan.
Inteendeel, die betekenisvolle eienskappe—vibrasiebestendigheid en kontak oor die hele sigbare area—word bereik deur die eienskappe van die gebreide demper. Die ontwerp van elastiese kontakte oorkom nie net die beperkinge van tradisionele kontakmateriaal in hoëdruk, hoëströmtoepassings nie, maar verseker ook die stabiliteit en betroubaarheid van toerustingbedryf. Hierdie innovasie is krities vir die verbetering van die doeltreffendheid en veiligheid van kragstelsels en bied 'n meer buigsame en doeltreffende ontwerpbenadering vir toekomstige elektriese ingenieursprojekte.
Deur elastiese kontakte te benut, behaal vakuümonderbreker-tegnologie superieure prestasie en betroubaarheid, wat dit 'n essensiële vooruitgang maak vir moderne kragstelsels. Verdere ondersoek en standaardisering sal die pad baan vir wyer toepassing en integrasie van hierdie tegnologie in verskeie industrieë.
Voordelige en Uitdagings van Elastiese Kontakte in Vakuümonderbrekers
Hierdie elastiese kontakte wys nie inertiale terugkaatsing nie, kan nie lasmaak nie, het nie konvensionele kontakweerstand nie, en, soos later aangedui sal word, is hulle nie onderworpe aan elektromagnetiese skeiding nie. Gegewe hierdie opmerklike eienskappe, mag iemand wonder waarom sulke materiale nog nie wyd geïmplimenteer is in elektriese ingenieurswese nie.
Hoofuitdagings van Elastiese Kontakmateriaal in Vakuümonderbrekers:
Produksietegnologie: Tot onlangs vereis die vervaardiging en toepassing van elastiese kontakmateriaal dure toerusting, komplekse termokemiese prosesse in 'n waterstofatmosfeer, en spesiaal opgeleide personeel. 'n Beduidende probleem was die swak hechting van galium en sy legeringe aan wolfraam en ander refraktoriewe metale.
Ontbrekende Geconsolideerde Inligting: Navorsing oor hierdie elastiese kontakte is nie geconsolideer in 'n enkele bronne nie, wat dit minder toeganklik maak vir spesialiste.
Ontbrekende Sistematiese Navorsing: Ten spyte van hul uitsonderlike eienskappe, is sistematiese studies wat ingenieurs in staat stel om hierdie materiale effektief toe te pas, nie uitgevoer nie.
Vervaardigingsproses vir Elastiese Kontakte
Die tegnologiese hindernis is in April 2024 deur die outeur aangespreek deur die ontwikkeling van 'n eenvoudige metode vir die vervaardiging en toepassing van elastiese kontakmateriaal (patent-aansoek PCTIB2024/054125). Hierdie metode is eenvoudiger en, in die meeste gevalle, meer ekonomies in vergelyking met tradisionele starre kontakte wat in vakuümskakeltoerusting gebruik word.
Stappe Betrokke:
Demper Fabrikasie: Die demper word gemaak van gebreide draad—tipies wolfraam, wat voorheen in gloeilampdrade gebruik is—of roestvry staal. In spesiale gevalle kan molybdeen, niobium, rhenium, en hul legeringe gebruik word. Hierdie dempers is gereed beskikbaar vanaf vervaardigers.
Lasing: Die dempers word gelas op geleiders soos hoe starre kontakte aangebring word.
Indoopte met Laemeltingslegering: Die dempers word ingedoopt met 'n laemeltingslegering wat vloeibaar bly onder bedryfsomstandighede. Gewoonlik gebruik word eutektiese legeringe van galium, indium, en tin, dikwels met byvoegsels soos silwer om die smeltpunt te verlaag.
Toetsing van Elastiese Kontakte in Vakuümonderbrekers
Skakeltoetse vir duurzaamheid is uitgevoer op 'n pre-produksie vakuümkontakter spesifiek ontwerp vir elastiese kontakte. Tydens hierdie toetse het die kontakte 200 000 skakel-siklusse by 250A in AC4-modus ondergaan, met ströme wat 600 amperes en spannings tot 690 volt bereik het. Oorspanningstoetse het getoon dat oorspannings 2-3 keer lager was as standaardnorme.
Hierdie doorbraakmetode beloof om die veld van vakuümonderbrekers te revolusioneer deur supeieur prestasie en betroubaarheid te bied terwyl koste verminder word. Verdere navorsing en standaardiseringseffekte is nodig om hierdie tegnologie volledig te integreer in wyer toepassings binne die elektriese ingenieurswese-industrie. Deur die uitdagings van produksie en verspreiding van kennis aan te spreek, kan hierdie innoverende elastiese kontakte binnekort 'n standaard in moderne kragstelsels word.
