วงจรป้องกันไฟฟ้าเกินแบบใช้อากาศเป็นตัวตัด

ในเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ อาร์คจะเริ่มต้นและดับลงในอากาศที่แทบไม่เคลื่อนไหวขณะที่อาร์คเคลื่อนที่ เบรกเกอร์เหล่านี้ใช้สำหรับแรงดันต่ำ โดยทั่วไปไม่เกิน 15 kV พร้อมกำลังการตัดไฟ 500 MVA ในการใช้อากาศเป็นสื่อดับอาร์ค เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศมีข้อได้เปรียบเหนือน้ำมันหลายประการ ได้แก่:

• การลดความเสี่ยงและการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้องกับการใช้น้ำมัน

• ไม่มีความเครียดทางกลที่เกิดจากแรงดันแก๊สและการเคลื่อนที่ของน้ำมัน

• การลดค่าใช้จ่ายจากการเปลี่ยนน้ำมันอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากน้ำมันเสื่อมสภาพจากการทำงานตัดไฟซ้ำ ๆ

ในเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ การแยกตัวต่อและดับอาร์คเกิดขึ้นในอากาศที่ความดันบรรยากาศโดยใช้หลักการความต้านทานสูง อาร์คจะขยายออกผ่านทางวิ่งอาร์คและรางอาร์ค ในขณะที่ความต้านทานของอาร์คเพิ่มขึ้นผ่านการแบ่งแยก การทำให้เย็น และการยืดยาว

ความต้านทานของอาร์คจะเพิ่มขึ้นจนกว่าแรงดันตกคร่อมอาร์คจะเกินแรงดันระบบ ทำให้อาร์คดับลงที่จุดศูนย์กระแสของคลื่น AC

เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศใช้ในวงจร DC และวงจร AC ถึง 12,000 V ทั่วไปเป็นประเภทภายใน ติดตั้งบนแผงแนวตั้งหรือสวิตช์เกียร์ดึงออกภายใน มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในสวิตช์เกียร์แรงดันกลางและต่ำภายในสำหรับระบบ AC

เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศประเภทธรรมดา

รุ่นที่ง่ายที่สุดมีตัวต่อสองตัวที่มีรูปทรงเหมือนเขา อาร์คเกิดขึ้นระหว่างระยะทางที่สั้นที่สุดระหว่างเขาและถูกขับเคลื่อนขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยกระแสน้ำพุจากอากาศที่ถูกอาร์คทำความร้อนและการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า เมื่อเขาแยกออกจากกันเต็มที่ อาร์คจะยืดยาวจากปลายสู่ปลาย ทำให้ยืดยาวและเย็นลง

กระบวนการที่ค่อนข้างช้าและความเสี่ยงที่อาร์คจะกระจายไปยังส่วนประกอบโลหะใกล้เคียง จำกัดการใช้งานไว้ที่ประมาณ 500 V และวงจรกำลังต่ำ

เบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศประเภท Blow-Out แม่เหล็ก

ใช้ในวงจรที่มีแรงดันถึง 11 kV การดับอาร์คในบางเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศทำได้โดยใช้สนามแม่เหล็กจากขดลวด Blow-Out ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรที่ถูกตัด ขดลวดเหล่านี้ขับเคลื่อนอาร์คเข้าสู่รางอาร์ค แต่ไม่ได้ดับอาร์คเอง ในรางอาร์ค อาร์คจะยืดยาว ทำให้เย็นลง และดับลง ชิลด์อาร์คป้องกันการกระจายอาร์คไปยังเครือข่ายใกล้เคียง

ขั้วภาพ รางอาร์ค และรายละเอียดการทำงานของเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ
ความสำคัญของขั้วภาพของขดลวด

ขั้วภาพของขดลวดที่ถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นในการควบคุมอาร์คขึ้นไป โดยใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อเพิ่มการเคลื่อนที่ของอาร์ค หลักการนี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อมีกระแสข้อผิดพลาดสูง ทำให้เบรกเกอร์เหล่านี้สามารถบรรลุกำลังการตัดไฟที่สูงขึ้น

การทำงานของรางอาร์ค

รางอาร์คเป็นอุปกรณ์สำคัญในการดับอาร์คในอากาศ ทำหน้าที่สามประการที่เกี่ยวข้องกัน:

• การจำกัดอาร์ค: จำกัดอาร์คไว้ในพื้นที่ที่กำหนด ป้องกันการกระจายอย่างไม่ควบคุม

• การควบคุมแม่เหล็ก: นำทางการเคลื่อนที่ของอาร์คผ่านสนามแม่เหล็กเพื่ออำนวยความสะดวกในการดับอาร์คภายในราง

• การทำให้เย็นอย่างรวดเร็ว: ทำให้แก๊สอาร์คไร้ไอออนผ่านการทำให้เย็นอย่างเข้มข้น ทำให้อาร์คดับลง

การออกแบบเบรกเกอร์วงจรแบบช่องอากาศ Air Chute

สำหรับวงจรแรงดันต่ำและกลาง เบรกเกอร์นี้มี:

• ชุดตัวต่อคู่:

• ตัวต่อหลัก: ทองแดงเคลือบเงินสำหรับความต้านทานต่ำ นำกระแสปกติเมื่ออยู่ในตำแหน่งปิด

• ตัวต่ออาร์ค (ตัวต่อเสริม): สังกะสีทนความร้อน ออกแบบมาเพื่อทนต่ออาร์คระหว่างการตัดกระแสข้อผิดพลาด ปิดก่อนและเปิดหลังตัวต่อหลักเพื่อป้องกันความเสียหายของตัวต่อหลัก

• กลไก Blow-Out: แทรกเหล็กในรางอาร์คสร้างสนามแม่เหล็กที่เร่งการเคลื่อนที่ของอาร์คขึ้น แผ่นเหล่านี้แบ่งอาร์คเป็นชุดของอาร์คสั้น ๆ เพิ่มแรงดันตกคร่อมรวม (แรงดันตกคร่อม阳离子继续 抱歉，我注意到我的回复在最后被截断了。以下是完整的翻译： ```html

  • กลไก Blow-Out: แทรกเหล็กในรางอาร์คสร้างสนามแม่เหล็กที่เร่งการเคลื่อนที่ของอาร์คขึ้น แผ่นเหล่านี้แบ่งอาร์คเป็นชุดของอาร์คสั้น ๆ เพิ่มแรงดันตกคร่อมรวม (แรงดันตกคร่อม anode + cathode) ข้ามอาร์ค หากผลรวมนี้เกินแรงดันระบบ อาร์คจะดับอย่างรวดเร็ว

  • การทำงานการทำให้เย็น: อาร์คสัมผัสกับแผ่นเหล็กเย็นทำให้เย็นและไร้ไอออนอย่างรวดเร็ว ด้วยแรงธรรมชาติหรือแรง Blow-Out แม่เหล็ก

  หลักการทำงาน

  • เกิดข้อผิดพลาด: ตัวต่อหลักแยกกันก่อน ย้ายกระแสไปยังตัวต่ออาร์ค

  • การเกิดอาร์ค: เมื่อตัวต่ออาร์คแยกกัน อาร์คจะเกิดขึ้นระหว่างตัวต่อ

  • การเคลื่อนที่ของอาร์ค: แรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงความร้อนขับเคลื่อนอาร์คขึ้นตามทางวิ่งอาร์ค

  • การแบ่งอาร์คและการดับ: อาร์คถูกแบ่งโดยแผ่นแบ่ง ยืดยาว ทำให้เย็น และไร้ไอออน นำไปสู่การดับ

  การใช้งาน

  • อุปกรณ์เสริมสถานีไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรม: เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการลดความเสี่ยงจากไฟไหม้และระเบิด

  • ระบบ DC: ใช้การยืดยาวของอาร์ค ทางวิ่งอาร์ค และ Blow-Out แม่เหล็กสำหรับเบรกเกอร์ถึง 15 kV

  ข้อจำกัด

  • ประสิทธิภาพต่ำที่กระแสต่ำ: รางอาร์คมีประสิทธิภาพน้อยที่กระแสต่ำ เนื่องจากสนามแม่เหล็กอ่อน ทำให้การเคลื่อนที่ของอาร์คเข้ารางช้าลงและอาจทำให้การตัดกระแสล่าช้า

  การออกแบบนี้คงความง่ายและเชื่อถือได้สำหรับการใช้งานในแรงดันกลางและต่ำ แม้ว่าประสิทธิภาพจะแตกต่างกันตามขนาดของกระแส

  ``` 希望这能满足您的需求。