Mga Benepisyo ng Paggamit ng Mga Matigas na Kontak sa Bagong Henerasyon ng Vacuum Interrupter
Interruptor Bumay na Batay sa Mga Elastic Contacts
Isang interruptor bumay na gumagamit ng mga damping element na gawa sa mga metal na mahirap matunaw at napuno ng fusible eutectic alloy maaaring gamitin sa mga aparato ng pagbubukas-sarado ng kuryente sa bumay, lalo na sa mga sistema na nangangailangan ng pagbubukas-sarado ng malaking kuryente (hal. electrolyzers para sa hydrogen at produksyon ng metal) o mabilis na pagbubukas-sarado (hal. medium voltage direct current). Ang mga ito ay rin angkop para sa agad na pagtaas ng kapasidad ng pagbubukas-sarado ng mga umiiral na sistema, tulad ng ligtas na pagtaas ng on-load tap changers (OLTC) para sa mga transformer ng wind turbine.
Ang paggamit ng mga elastic contacts ay nagtatanggal ng mga limitasyon sa magnitudo ng nominal na kuryente dahil sa quadratic na pagtaas ng compression forces. Bilang resulta, maaaring idisenyo ang mga bagong sistema upang maging mas kompakto at ekonomiko. Gayunpaman, kinakailangan pa ng karagdagang pagsasaliksik at paglalapat ng mga natuklasan sa mga standard para sa kanilang implementasyon.
Konsepto ng Mga Elastic Contacts sa Interruptor Bumay
Sa kanilang pundamental, ang mga elastic contacts para sa interruptor bumay ay katulad ng mga wire mesh vibration dampers (Fig.1) na gawa sa mga metal na mahirap matunaw at napuno ng mga low-melting alloys na nagbibigay ng contact sa pamamagitan ng liquid phase. Ang maagang literatura ay tumutukoy sa kanila bilang composite liquid-metal contacts, ngunit hindi definitibo ang termino na ito para sa tiyak na uri ng contact, dahil ang liquid phase ay umiiral lamang bilang isang maliit na layer sa ibabaw ng refractory wire.
Sa kabaligtaran, ang mga mahalagang katangian—resistensya sa vibration at contact sa buong visible area—ay nakuha dahil sa mga katangian ng knitted damper. Ang disenyo ng mga elastic contacts hindi lamang nakakalampasan ng mga limitasyon ng mga tradisyonal na materyales ng contact sa high-pressure, high-current applications, kundi nag-aasikaso rin ng estabilidad at reliabilidad ng operasyon ng mga aparato. Ang inobasyon na ito ay mahalaga para sa pagpapataas ng epektividad at seguridad ng mga power systems at nagbibigay ng mas flexible at epektibong disenyo para sa mga future electrical engineering projects.
Sa pamamagitan ng pag-adopt ng mga elastic contacts, ang teknolohiya ng interruptor bumay ay nakakamit ng superior na performance at reliabilidad, nagpapahalagahan ito bilang isang mahalagang pag-unlad para sa modernong power systems. Ang karagdagang pagsasaliksik at standardization ay magbibigay daan para sa mas malawak na aplikasyon at integrasyon ng teknolohiyang ito sa iba't ibang industriya.
Mga Advantages at Challenges ng Mga Elastic Contacts sa Interruptor Bumay
Ang mga elastic contacts na ito ay hindi nagpapakita ng inertial rebound, hindi maaaring maweld, walang conventional contact resistance, at, gaya ng ipapakita sa huli, hindi suportado ng electromagnetic separation. Dahil sa mga kahanga-hangang katangian na ito, maaaring tanungin kung bakit hindi pa malawakang tinanggap ang mga materyales na ito sa electrical engineering.
Pangunahing Challenges ng Mga Elastic Contact Materials sa Interruptor Bumay:
Teknolohiya ng Produksyon: Hanggang kamakailan, ang paggawa at pag-apply ng mga elastic contact materials ay nangangailangan ng mahal na equipment, complex thermochemical processes sa hydrogen atmosphere, at specially trained personnel. Isang malaking isyu ay ang mahinang adhesion ng gallium at kanyang mga alloy sa tungsten at iba pang refractory metals.
Kakulangan ng Naka-consolidated na Impormasyon: Ang pagsasaliksik sa mga elastic contacts ay hindi pa naka-consolidate sa isang tanging pinagmulan, kaya naihahadlangan ang pag-access ng mga espesyalista.
Kakulangan ng Systematic Research: Bagama't may mga kahanga-hangang katangian, ang systematic studies na nagbibigay-daan sa mga engineer na epektibong mag-apply ng mga materyales na ito ay hindi pa naitatag.
Proseso ng Paggawa ng Mga Elastic Contacts
Ang teknikal na hadlang ay nasolusyunan ng may-akda noong Abril 2024 sa pamamagitan ng pagbuo ng isang straightforward na paraan para sa paggawa at pag-apply ng mga elastic contact materials (patent application PCTIB2024/054125). Ang paraan na ito ay mas simple at, sa karamihan ng mga kaso, mas ekonomiko kumpara sa mga traditional rigid contacts na ginagamit sa vacuum switching equipment.
Mga Hakbang Involved:
Paggawa ng Damper: Ang damper ay gawa sa knitted wire—karaniwang tungsten, na dating ginagamit sa incandescent lamp filaments—o stainless steel. Sa mga espesyal na kaso, molybdenum, niobium, rhenium, at kanyang mga alloy ay maaaring gamitin. Ang mga damper na ito ay readily available mula sa mga manufacturer.
Soldering: Ang mga damper ay isinasabit sa mga conductor tulad ng paano ang pag-attach ng mga rigid contacts.
Impregnation ng Low-Melting Alloy: Ang mga damper ay napupuno ng isang low-melting alloy na nananatiling likido sa ilalim ng operating conditions. Karaniwang ginagamit ang eutectic alloys ng gallium, indium, at tin, madalas may dagdag na silver upang bawasan ang melting point.
Pagsubok ng Mga Elastic Contacts sa Interruptor Bumay
Ang mga switching tests para sa durability ay isinagawa sa isang pre-production vacuum contactor na espesyal na disenyo para sa mga elastic contacts. Sa mga test na ito, ang mga contacts ay sumailalim sa 200,000 switching cycles sa 250A sa AC4 mode, na may kuryente na umabot sa 600 amperes at voltages hanggang 690 volts. Ang overvoltage testing ay nagpapakita na ang overvoltages ay 2-3 beses na mas mababa kaysa sa standard norms.
Ang breakthrough method na ito ay nagpapangako na mag-revolutionize ang larangan ng interruptor bumay sa pamamagitan ng pagbibigay ng superior na performance at reliabilidad habang binabawasan ang cost. Kinakailangan pa ng karagdagang pagsasaliksik at standardization efforts upang fully integrate ang teknolohiyang ito sa mas malawak na aplikasyon sa electrical engineering industry. Sa pamamagitan ng pag-address ng mga challenges sa produksyon at dissemination ng kaalaman, ang mga innovative elastic contacts na ito maaaring maging isang staple sa modernong power systems sa lalong madaling panahon.
