Yek Nivîsa Biafetin Ewbûna Parametreên Mekanîkî ya Vakûm Karkerên Têkekirina

1. Daxwazî Rastî yên Lengê

Heta ku çalakên kesanê biskirî yên vakûyî li ser pîvanek dibe, di navbera çalakên xweşdijar û rastîn de destnîşan dikare. Ev parametreyê ji hêza yekemînên din têne nîşan kirin, ya ku vê jêr heye: berhendina rastîn a kesanê, şertên karke, natyara derêsa kesandî, materyala çalak, û guhertiya dielektrîk a gapê vakûyî. Ev pir amade dihezîn di berhendina rastîn û materyala çalake de.

Daxwazî rastî yên lengê bi rengîn zêdekirina performansa îzolekirina. Heta ku daxwazî wekîn bike, guhertiya dielektrîk da zêdetir bike. Lakin, di navbera çend tiştan de, daxwazî wekîn bike demê performansa îzolekirina zêdetir bike û mekanîkî yên cihazê bi rêjiya seriyê werin herî kirin.

Li ser bavê destnîşan, karke, û mirastina tevahî, daxwazî rastî yên lengê yên taybetandin:

• 6kV û jêr: 4–8 mm

• 10kV û jêr: 8–12 mm

• 35kV: 20–40 mm

2. Daxwazî Çalak (Overtravel)

Daxwazî çalak divê bi rengîn hilbijartin da ku piştrekên çalaka ziadiyê hatine, destnîşan bi rengîn bikin ku çalaka bi rengîn ênînê digerînin. Ev jî energya kinetîkî sereke çalakên çalakê di dawitîn de zêdetir bike, vêjê çalakê bi rengîn ênînê digerînin, demê dema kesandînê zêdetir bike, û vîjamana dielektrîk ênînê digerînin. Di serbîtindin de, ev çalaka sprînda bi rengîn ênînê digerînin, demê çalaka bi rengîn ênînê digerînin.

Heta ku daxwazî çalak wekîn bike:

• Piştreka çalaka ziadiyê bi rengîn ênînê digerînin

• Destnîşan bi rengîn ênînê digerînin, demê performansa kesandînê û stabîlîtiya termîkê

• Çalaka serbîtindin û lezgînê

Heta ku daxwazî çalak wekîn bike:

• Energya serbîtindinê ziadiyê

• Guhertiya serbîtindinê zêdetir bike

Bi rengîn, daxwazî çalak 20%–40% ya daxwazî rastî yên lengê ye. Ji bo kesanê biskirî yên vakûyî yên 10kV, vê hesabê girêdayî 3–4 mm ye.

3. Piştreka Karke yên Çalak

Piştreka karke yên kesanê biskirî yên vakûyî pir amade bi performansa. Ev heye hêza guhertia karke yên serbîtindinê yên vakûyî û guhertia karke yên çalaka. Hilbijartina rastîn divê sey sernasîn tînde:

• Piştreka rezistansî yên çalak li ser hêza rastîn

• Bikin da ku testa stabîlîtiya dinamîkî têne bikin

• Serbîtindinê lezgînê

• Lezgîna dawitînê

Serbîtindin di derêsa kesandînê yên qurtî de ye: derêsa kesandînê yên qurtî electromagnetic repulsion generate, demê çalaka lezgînê, lakin dema serbîtindinê yên qurtî da wekîn bike. Ev serbestî pir amade testike da ku piştreka çalaka rastîn têne bikin.

Heta ku piştreka çalak wekîn bike:

• Demê serbîtindinê lezgînê

• Rezistansî yên serbîtindinê ziadiyê, demê girtina termîkî yên qurtî

Heta ku piştreka çalak wekîn bike:

• Guhertia sprînda (demê guhertia serbîtindinê yên qurtî constant)

• Energya serbîtindinê ziadiyê

• Lezgîna û vibrasyona guhertia vakûyî, demê risqa damage

Di amadê de, guhertia electromagnetic force not only on peak short-circuit current but also on contact structure, size, hardness, and opening speed. A comprehensive approach is essential.

Data empirical for contact pressure based on interrupting current:

• 12.5 kA: 50 kg

• 16 kA: 70 kg

• 20 kA: 90–120 kg

• 31.5 kA: 140–180 kg

• 40 kA: 230–250 kg

4. Demê Daxwazî

Demê daxwazî bi rengîn performansa recoveri dielektrîk bike. Heta ku recoveri dielektrîk wekîn bike, arc re-ignition may occur. To prevent re-ignition and minimize arcing time, adequate opening speed is essential.

Demê daxwazî bi rengîn berhendina rastîn. For fixed voltage and contact gap, the required speed varies with interrupting current, load type, and recovery voltage. Higher interrupting currents and capacitive currents (with high recovery voltage) require higher opening speeds.

Typical opening speed for 10kV vacuum breakers: 0.8–1.2 m/s, sometimes exceeding 1.5 m/s.

In practice, initial opening speed (measured over the first few millimeters) has a greater impact on breaking performance than average speed. High-performance and 35kV vacuum breakers often specify this initial speed.

While higher speed seems beneficial, excessive speed increases opening vibration and over-travel, intensifying stress on the bellows and leading to premature fatigue and leakage. It also increases mechanical stress on the mechanism, risking component failure.

5. Demê Serbîtindin

Due to the high static dielectric strength of vacuum interrupters at rated gap, the required closing speed is significantly lower than opening speed. Adequate closing speed is necessary to minimize pre-arc electrical erosion and prevent contact welding. However, excessive closing speed increases closing energy and subjects the interrupter to greater impact, reducing service life.

Typical closing speed for 10kV vacuum breakers: 0.4–0.7 m/s, up to 0.8–1.2 m/s if required.

6. Demê Bounce Time

Closing bounce time is a key indicator of vacuum circuit breaker performance. It is influenced by contact pressure, closing speed, contact gap, contact material, interrupter design, breaker structure, and installation/adjustment quality.

Shorter bounce time indicates better performance. Excessive bounce causes severe electrical erosion, increases risk of overvoltage, and may lead to contact welding during short-circuit or capacitor switching operations, as well as thermal stability tests. Prolonged bounce also accelerates bellows fatigue.

For 10kV vacuum breakers with copper-chromium contacts, closing bounce should not exceed 2 ms. For other materials, it may be slightly higher but should not exceed 5 ms.

7. Three-Pole Synchronism

Three-pole synchronism measures the degree of simultaneity in closing or opening of the three poles. Since opening and closing synchronism values are similar, only closing synchronism is typically specified.

Poor synchronism severely affects breaking capacity and prolongs arcing time. Due to fast operating speeds and small gaps, precise adjustment can easily meet requirements. Closing synchronism is generally required to be within 1 ms.

8. Alignment of Moving and Fixed Contacts (Coaxiality)

Proper coaxial alignment of moving and fixed contacts is critical for vacuum interrupter performance and is ensured through manufacturing precision. Whether this alignment is maintained after installation depends on the operating mechanism type and assembly process.

For suspended mechanisms, alignment is primarily determined by the mechanism itself. For floor-mounted types, mechanical alignment is equally important. During installation, avoid applying shear or lateral forces to the interrupter.

Typical coaxiality tolerance: ≤2 mm.