Предности од користењето на Еластични контакти во новата генерација на вакуумски прекинувач
Вакумен прекинувач базиран на еластични контактни површини
Вакумен прекинувач кој користи еластични демпферски елементи направени од топлинородни метали и пропитани со топливо евтектично легуро може да се користи во вакумена прекинувачка опрема, особено во системите кои бараат прекин на големи строеви (нпр. електролизери за производство на водород и метали) или брзо прекинување (нпр. средно напонско праволиниско струјање). Овие се исто така прифатливи за моментално зголемување на капацитетот за прекинување на постојечки системи, како што е безбедно зголемување на префрлачки менувачи под оптерување (OLTC) за трансформатори на ветрени агрегати.
Користејќи ги еластичните контакти, се устрануваат ограничувањата на номиналната величина на стројот поради квадратното зголемување на силите на компресија. Како резултат, новите системи можат да се дизајнираат да бидат помали и побрзи. Меѓутоа, потребни се дополнителни истражувања и вклучување на овие наоѓања во стандардите за нивната имплементација.
Концепт на еластични контакти во вакумен прекинувач
По суштина, еластичните контакти за вакумен прекинувач се слични на демпферски површини од мрежа (Сл.1) направени од топлинородни метали и пропитани со нискотопливи легури што даваат контакт преку течен фаз. Раната литература ги нарекува композитни течни-метални контакти, но овој термин не е дефинитивен за овој специфичен тип контакт, бидејќи течената фаза постои само како тен слој на површината на топлинородната нишка.
Покрај тоа, значајните карактеристики - отпорност на вибрации и контакт над целата видлива површина - се постигнуваат благодарение на својствата на плесената демпферска површина. Дизајнот на еластичните контакти не само преминува преку ограничувањата на традиционалните контактни материјали во примените со висок притисок и големи строеви, туку и осигурува стабилноста и надежноста на функционирањето на опремата. Оваа иновација е критична за подобрување на ефикасноста и безбедноста на системите за дестрибуција на енергија и дава подобар и ефикасен пристап до дизајнирањето на идните проектите во електротехниката.
Со примената на еластичните контакти, технологијата на вакумен прекинувач постигува надворешна перформанса и надежност, што ја прави есенцијална напредок за модерните системи за дестрибуција на енергија. Дополнителни истражувања и стандардизација ќе отворат пат за пошироко примена и интеграција на оваа технологија во различни индустрии.
Преимущества и предизвици на еластичните контакти во вакумен прекинувач
Овие еластични контакти не покажуваат инертно одскокнување, не можат да се сваруваат, немаат конвенционален контактно отпор, и, како што ќе се покаже подоцна, не се подложни на електромагнетно одделување. Затоа, некои можеби ќе се прашаат зашто такви материјали до сега не биле широко прифатени во електротехниката.
Главни предизвици на еластичните контактни материјали во вакумен прекинувач:
Производствена технологија: До недавно, производството и примената на еластични контактни материјали бараа скапа опрема, комплексни термокемиски процеси во водородна атмосфера, и специјално обукани лица. Значајен проблем беше лошата адхезија на галиум и неговите легури на волфрам и други топлинородни метали.
Недостаток на консолидирана информација: Истражувањата на овие еластични контакти не беа консолидирани во еден извор, што ги прави помалку достапни за специјалистите.
Недостаток на систематско истражување: Несмотре на нивните изузетни својства, систематски студии што би овозможиле инженерите да ги применуваат овие материјали ефективно не се провели.
Производствен процес за еластични контакти
Технолошкиот препрека беше решен од авторот во април 2024 година со развој на едноставен метод за производство и примената на еластични контактни материјали (патентна заявка PCTIB2024/054125). Овој метод е поедноставен и, во повеќето случаи, попроизводлив споредено со традиционалните жести контакти користени во вакумена прекинувачка опрема.
Чекори вклучени:
Изработка на демпфер: Демпферот е направен од плесената нишка - обично волфрам, кој претходно се користел во жице на инкандесцентни лампи - или нержавејачка стал. Во специјални случаи, можат да се користат молибден, ниобиум, ренијум и нивните легури. Овие демпфери се лесно достапни од производителите.
Сварување: Демпферите се сваруваат на проводници слично на начинот на кој се прикачуваат жести контакти.
Пропитување со нискотопливо легуро: Демпферите се пропитуваат со нискотопливо легуро што останува течно под услови на работа. Често користени се евтектични легури на галиум, индиум и цинк, често со додатоци како сребро за намалување на точката на топнење.
Тестирање на еластични контакти во вакумен прекинувач
Тестирањето на долговечноста беше изведено на преконтактен вакумен прекинувач конкретно дизајниран за еластични контакти. Тие контакти пронаеле 200.000 циклуси прекинување при 250A во AC4 режим, со строеви што достигнуваат 600 ампери и напони до 690 волти. Тестирањето на прекомерен напон покажа дека прекомерните напони беа 2-3 пати помали од стандардните норми.
Овој револуционерен метод обештава да преобрази полето на вакумените прекинувачи, давајќи ги надворешната перформанса и надежност, додека ги намалува цените. Дополнителни истражувања и усилија за стандардизација се неопходни за потполна интеграција на оваа технологија во пошироки примените во индустријата за електротехника. Со решавање на предизвиците во производството и распределба на знаење, овие иновативни еластични контакти можат скоро да станат стандард во современите системи за дестрибуција на енергија.
