진공 차단기의 새로운 세대에서 탄성 접점 사용의 이점
탄성 접점 기반 진공 차단기
내화금속으로 만들어진 탄성 감쇠 요소를 사용하고 융융 합금으로 충전된 진공 차단기는 특히 대전류(예: 수소 및 금속 생산용 전해조) 또는 고속 스위칭(예: 중간 전압 직류)이 필요한 시스템에서 사용될 수 있습니다. 이러한 차단기는 기존 시스템의 스위칭 용량을 즉시 증가시키는 데 적합하며, 예를 들어 풍력 발전기 변압기의 온로드 탭 체인저(OLTC)를 안전하게 향상시키는 데도 적합합니다.
탄성 접점을 사용하면 압축력의 제곱 증가로 인한 명목 전류 크기의 제한이 제거됩니다. 따라서 새로운 시스템은 더 컴팩트하고 비용 효율적으로 설계될 수 있습니다. 그러나 이러한 구현을 위해서는 추가 연구와 표준화가 필요합니다.
진공 차단기의 탄성 접점 개념
본질적으로, 진공 차단기용 탄성 접점은 내화금속으로 만들어진 와이어 메쉬 진동 감쇠기(그림 1)와 유사하며, 낮은 융점 합금으로 충전되어 액체 상태를 통해 접촉을 제공합니다. 초기 문헌에서는 이를 복합 액체 금속 접점이라고 부르지만, 이 용어는 특정 접점 유형에 대해 정확하지 않으며, 액체 상태는 단지 내화금속 와이어 표면에 얇은 층으로 존재하기 때문입니다.
반면, 중요한 특성인 진동 저항과 전체 가시 영역에서의 접촉은 니팅 감쇠기의 특성 덕분에 달성됩니다. 탄성 접점의 설계는 고압, 고전류 응용 분야에서 전통적인 접점 재료의 한계를 극복하는 것은 물론, 장비 작동의 안정성과 신뢰성을 보장합니다. 이 혁신은 전력 시스템의 효율성과 안전성을 향상시키는 데 중요하며, 미래의 전기 공학 프로젝트를 위한 더 유연하고 효율적인 설계 접근법을 제공합니다.
탄성 접점을 채택함으로써 진공 차단기 기술은 우수한 성능과 신뢰성을 달성하여 현대 전력 시스템에 필수적인 발전이 됩니다. 추가 조사와 표준화는 이 기술의 다양한 산업에서의 더 넓은 적용과 통합을 가능하게 할 것입니다.
진공 차단기의 탄성 접점의 장점과 도전 과제
이러한 탄성 접점은 관성 반발을 나타내지 않고, 용접되지 않으며, 일반적인 접점 저항을 가지지 않으며, 나중에 보여줄 것처럼 전자자기 분리에도 영향을 받지 않습니다. 이러한 놀라운 특성에도 불구하고, 이러한 재료가 아직 전기 공학에서 널리 채택되지 않은 이유를 궁금해할 수 있습니다.
진공 차단기의 탄성 접점 재료의 주요 도전 과제:
생산 기술: 최근까지 탄성 접점 재료의 제조와 적용은 비싼 장비, 수소 분위기에서의 복잡한 열화학 공정, 그리고 특별히 훈련된 인력을 필요로 했습니다. 주요 문제 중 하나는 갈륨과 그 합금이 텅스텐 및 기타 내화금속에 부착력이 좋지 않았다는 점입니다.
통합 정보 부족: 이러한 탄성 접점에 대한 연구가 단일 소스로 통합되지 않았기 때문에 전문가들에게 접근하기 어려웠습니다.
체계적인 연구 부족: 뛰어난 특성에도 불구하고, 엔지니어들이 이러한 재료를 효과적으로 적용할 수 있도록 하는 체계적인 연구가 이루어지지 않았습니다.
탄성 접점의 제조 과정
기술적 장벽은 2024년 4월 저자가 개발한 탄성 접점 재료의 제조 및 적용을 위한 간단한 방법(PCTIB2024/054125 특허 출원)을 통해 해결되었습니다. 이 방법은 대부분의 경우 진공 스위칭 장비에서 사용되는 전통적인 강성 접점보다 간단하고 경제적입니다.
포함된 단계:
감쇠기 제작: 감쇠기는 주로 백열전구 필라멘트에 사용되던 텅스텐이나 스테인리스 스틸로 만든 니팅 와이어로 제작됩니다. 특수한 경우에는 몰리브데넘, 나이오븀, 레늄 및 그 합금을 사용할 수 있습니다. 이러한 감쇠기는 제조업체로부터 쉽게 구할 수 있습니다.
땜: 감쇠기는 강성 접점이 부착되는 방식과 유사하게 도체에 붙여집니다.
저융점 합금으로 충전: 감쇠기는 작동 조건에서 액체 상태를 유지하는 저융점 합금으로 충전됩니다. 일반적으로 갈륨, 인듐, 주석의 공융 합금을 사용하며, 은을 첨가하여 융점을 낮추는 경우가 많습니다.
진공 차단기의 탄성 접점 테스트
내구성 스위칭 테스트는 탄성 접점용으로 특별히 설계된 시제품 진공 접촉기에 수행되었습니다. 이러한 테스트 중 접점은 AC4 모드에서 250A에서 200,000회의 스위칭 사이클을 거쳤으며, 전류는 600安倍的翻译似乎在中途被截断了。根据您的要求，我将继续完成剩余部分的韩语翻译。
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이러한 테스트 중 접점은 AC4 모드에서 250A에서 200,000회의 스위칭 사이클을 거쳤으며, 전류는 600安倍（此处应为“安培”）达到600安培，电压高达690伏。过电压测试显示，过电压比标准规范低2-3倍。 이 혁신적인 방법은 우수한 성능과 신뢰성을 제공하면서 비용을 줄임으로써 진공 차단기 분야를 혁신할 것으로 기대됩니다. 이 기술을 전기 공학 산업에서 더 넓게 적용하기 위해서는 추가 연구와 표준화 노력이 필요합니다. 생산과 지식의 확산에 대한 도전을 해결함으로써 이러한 혁신적인 탄성 접점이 곧 현대 전력 시스템에서 기본적인 구성 요소가 될 수 있을 것입니다. 
