Vacuum-keskeytystekniikka otettiin ensimmäisen kerran käyttöön vuonna 1960. Mutta silti se on kehittyvä tekniikka. Ajan myötä alipainekatkaisijan koko on pienentynyt 1960-luvun alun koosta johtuen tämän tekniikan erilaisesta teknisestä kehityksestä. Katkaisija on laite, joka keskeyttää sähköpiirin estääkseen oikosulun aiheuttaman virran, joka johtuu tyypillisesti ylikuormituksesta johtuvasta oikosulusta. Sen perustoiminto on keskeyttää virtaus virheen havaittuaan. Tässä artikkelissa käsitellään tyhjökatkaisijan ja sen toiminnan yleiskatsausta. Jos haluat tietää enemmän katkaisijoista, lue tämä artikkeli Katkaisijoiden tyypit ja niiden merkitys .

Mikä on tyhjiökatkaisija?

Tyhjiökatkaisija on eräänlainen katkaisija, jossa kaaren sammutus tapahtuu tyhjiöalustassa. Virransiirtokoskettimien päälle kytkemisen ja sulkemisen sekä toisiinsa liittyvän kaarikatkoksen toiminta tapahtuu katkaisijan tyhjökammiossa, jota kutsutaan tyhjiökatkaisijaksi.

Tyhjiökatkaisija

Alipaine, jota käytetään valokaaren sammutusväliaineena katkaisimessa, tunnetaan tyhjökatkaisijana, koska tyhjiö antaa korkean eristyslujuuden ylivoimaisen valokaaren sammutusominaisuuden vuoksi. Tämä sopii useimpiin tavanomaisiin jännitesovelluksiin, koska suurempaa jännitettä varten alipainetekniikkaa kehitettiin, mutta se ei ollut kaupallisesti mahdollista.

Virtaa johtavien koskettimien toiminta ja niihin liittyvä valokaaren keskeytys tapahtuu katkaisijan tyhjiökammiossa, joka tunnetaan tyhjökatkaisijana. Tässä katkaisimessa on teräskaarikammio symmetrisesti sijoitettujen keraamisten eristeiden keskellä. Tyhjiöpaineen ylläpito tyhjökatkaisimessa voidaan suorittaa 10–6 baarissa. Tyhjiökatkaisijan suorituskyky riippuu pääasiassa materiaalista, jota käytetään virtaa kuljettavissa koskettimissa, kuten Cu / Cr.

Toimintaperiaate

tyhjiökatkaisijan toimintaperiaate kun katkaisijan koskettimet avataan tyhjiössä, kontaktien välille voidaan muodostaa kaari koskettimissa olevan metallihöyryn kautta. Mutta kaari voidaan sammuttaa helposti, kun koko kaaren muodostamat elektronit, ionit ja metallihöyryt kondensoituvat nopeasti CB-koskettimien ulkopuolelle, joten dielektrinen vahvuus voidaan palauttaa nopeasti.

Tyhjiön tärkein piirre on, että kun kaari syntyy tyhjiössä, se voidaan sammuttaa nopeasti, koska tyhjiön dielektrinen vahvuus paranee nopeasti.

Ota yhteyttä materiaaleihin

VCB: n kontaktimateriaalin on noudatettava seuraavia ominaisuuksia.

Korkeatiheyksinen
Kosketusvastuksen on oltava pienempi
Sähkönjohtavuus on korkea, jotta tavalliset kuormitusvirrat voidaan siirtää ilman ylikuumenemista.
Lämmönjohtavuus on korkea, jotta koko valokaaren aikana syntyvä suuri lämpö haihtuu nopeasti.
Termionisen toiminnon on oltava korkea, jotta kaari voidaan tuhota varhaisessa vaiheessa.
Taipumuksen on oltava heikko hitsattaessa
Vähemmän nykyistä pilkkomistasoa
Korkea kaarivastus
Kiehumispisteen on oltava korkea kaaren eroosion vähentämiseksi.
Kaasupitoisuuden on oltava alle pitemmän käyttöiän varmistamiseksi
Matalan höyrynpaineen on oltava riittävä vähentämään jakamattoman metallihöyryn määrää kammiossa.

Tyhjiökatkaisijan rakentaminen

Tyhjiökatkaisija käsittää teräskaarikammion keskelle symmetrisesti järjestettyihin keraamisiin eristeisiin. Tyhjiökatkaisijan sisällä oleva paine pidetään alle 10 ^ -4 torr.

Virtaa siirtäviin koskettimiin käytetyllä materiaalilla on tärkeä rooli tyhjiökatkaisijan toiminnassa. Seokset, kuten kupari-vismutti tai kuparikromi, ovat ihanteellinen materiaali VCB-kontaktien muodostamiseksi.

Tyhjiökatkaisijan rakenne

Yllä olevasta kuvasta alipainekatkaisin koostuu kiinteästä koskettimesta, liikkuvasta koskettimesta ja tyhjiökatkaisimesta. Liikkuva kosketin on kytketty ohjausmekanismiin ruostumattomasta teräksestä valmistetulla paljeella. Valokaarisuojat on tuettu eristekoteloon siten, että ne peittävät nämä suojat ja estävät kondensoitumasta eristekoteloon. Vuodon mahdollisuus eliminoidaan tyhjiökammion pysyvän tiivistämisen takia, että lasiastiaa tai keraamista astiaa käytetään ulkoisena eristekappaleena.

Tyhjiökatkaisijan toiminta

Tyhjiökatkaisijan poikkileikkauskuva on esitetty alla olevassa kuvassa, kun koskettimet erotetaan eräiden epänormaalien olosuhteiden vuoksi, koskettimiin lyödään kaari, kaari syntyy metalli-ionien ionisaation vuoksi ja riippuu suuresti materiaalista yhteystietoja.

Kaarikatkos tyhjiökatkaisimissa on erilainen kuin muissa katkaisijat . Koskettimien erottaminen aiheuttaa kosketustilaan täytetyn höyryn vapautumisen. Se koostuu kontaktimateriaalista vapautuneista positiivisista ioneista. Höyryn tiheys riippuu valokaaren virrasta. Kun virta pienenee, höyryn vapautumisnopeus pienenee ja virran nollan jälkeen väliaine saa takaisin dielektrisen lujuutensa, jos höyryn tiheyttä pienennetään.

Kun keskeytettävä virta on alipaineessa hyvin pieni, kaarella on useita yhdensuuntaisia polkuja. Kokonaisvirta on jaettu moniin rinnakkaisiin kaariin, jotka hylkivät toisiaan ja leviävät kosketuspinnan yli. Tätä kutsutaan hajavalokaareksi, joka voidaan helposti keskeyttää.

Suurilla virran arvoilla kaari keskittyy pienelle alueelle. Se aiheuttaa kosketuspinnan nopean höyrystymisen. Kaaren keskeytys on mahdollista, jos kaari pysyy hajautetussa tilassa. Jos se poistetaan nopeasti kosketuspinnalta, kaari iskee uudelleen.

Valokaaren sammumiseen tyhjökatkaisimissa vaikuttavat suuresti koskettimien materiaali ja muoto sekä metallihöyryn huomioon ottamisen tekniikka. Kaaren polkua pidetään liikkeessä niin, että lämpötila yhdessä paikassa ei ole korkea.

Viimeisen valokaaren keskeytymisen jälkeen dielektrinen lujuus kasvaa nopeasti, mikä on ominaista alipainekatkaisijalle. Ne soveltuvat kondensaattorikytkentään, koska se antaa iskunvapaan suorituskyvyn. Pieni virta keskeytetään ennen luonnollisen virran nollaa, mikä voi aiheuttaa katkaisun, jonka taso riippuu kosketusmateriaalista.

Nykyinen pilkkominen

virran pilkkominen tyhjökatkaisimessa esiintyy pääasiassa öljykatkaisimissa sekä ilmassa kaaripylvään epävakauden vuoksi. Tyhjiökatkaisimissa virran katkaisu riippuu pääasiassa höyrynpaineesta ja kontaktimateriaalin elektronipäästöjen ominaisuuksista. Joten pilkkomisen tasoon vaikuttaa myös lämmönjohtavuus, kun lämmönjohtavuus on pienempi, pilkkomistaso alittaa.

On mahdollista pienentää nykyistä tasoa, jolla pilkkominen tapahtuu, valitsemalla kontaktimateriaali riittävän metallihöyryn aikaansaamiseksi, jotta nykyinen lähestymistapa olisi erittäin matala, tätä ei kuitenkaan usein tehdä, koska se vaikuttaa huonosti dielektriseen tehoon.

Tyhjiökatkaisijoiden ominaisuudet

Tyhjiökatkaisijan eristävä väliaine on korkea kaaren sammuttamiseen verrattuna muun tyyppisiin katkaisimiin. Tyhjiökatkaisijan paine on noin 10-4 torrentia, joka katkaisimessa sisältää hyvin vähän molekyylejä. Tällä katkaisimella on enimmäkseen kaksi poikkeuksellista ominaisuutta, kuten seuraava.

Verrattuna muihin katkaisimissa käytettyihin eristäviin väliaineisiin tämä katkaisija on ylivoimainen dielektrinen väliaine. Se on ylivoimainen verrattuna muihin väliaineisiin paitsi SF6 ja ilma, koska niitä käytetään korkeassa paineessa.

Kun kaari avataan erikseen siirtämällä koskettimia tyhjiössä, tapahtuu katkos päävirran nollan kohdalla. Tämän kaaren keskeytymisen myötä niiden dielektrinen lujuus kasvaa jopa tuhat kertaa verrattuna muun tyyppisiin katkaisijoihin.

Nämä ominaisuudet tekevät katkaisijoista taitavampia, vähemmän painoa ja vähemmän kustannuksia. Näiden katkaisijoiden käyttöikä on korkea verrattuna muihin katkaisimiin, eikä niitä tarvitse huoltaa.

“kuinka testata kondensaattoreita yleismittarilla ”

tyhjiökatkaisijan osat ovat tyhjiökatkaisija, liittimet, joustavat liitännät, tukieristimet, ohjaustanko, sidontatanko, yhteinen käyttövaihde, käyttävä maissi, lukitusnokka, jousen valmistus, rikkoutumisjousi, lastausjousi ja päälinkki.

On erityyppiset tyhjökatkaisijat ovat saatavissa seuraavassa käsiteltyjen valmistajien perusteella.

Mitsubishi-tyhjökatkaisija

Nämä katkaisijat valmistaa Mitsubishi Electric. Ne tarjoavat korkean turvallisuuden, luotettavuuden ja ympäristönsuojelun. Mitsubishi VCB: llä on seuraavat ominaisuudet.

Tuotevalikoima on laaja
Ei vaatimuksia kuudelle vaaralliselle materiaalille.
Materiaalin nimi on esitetty päämuoviosien päällä
Rakenne on taitettava rungon asentamiseksi
Helppo huoltaa

Siemensin tyhjiökatkaisija

Siemensin tyhjökatkaisijat ovat SION 3AE5, joita käytetään kaikissa tyypillisissä kytkentäsovelluksissa, kuten teollisuusverkoissa ja keskijännitteen sähkönjakelussa, joka vaihtelee oikosulkuvirroista ja kytkentäkuormasta kiskon osiin tai liitäntäverkkoon. Niiden kiinteä rakenne, joka sisältää pienimmät syvyys- ja leveysmitat, auttaa vähentämään eri paneelien tarvetta.

Joten nämä katkaisijat ovat saatavana lisävarusteena saatavalla maadoituskytkimellä plug-in-versioita ja kiinteää asennusta varten. Tämän katkaisijan pääominaisuuksiin kuuluvat seuraavat.

Hyvin helppo asentaa ilmaeristettyihin keskijännitekojeistoihin
Luotettavuus on korkea
Suunnittelu on kompakti
Etäkytkentä kauko-ohjaimen kautta
Suunnittelukustannukset ovat alhaiset
Käyttöikä on pitkä
Huolto on helppoa

Tyhjiökatkaisijan testaus

Yleensä katkaisijan testausta käytetään pääasiassa sekä erillisten kytkentämekanismien suorituskyvyn että yleisen laukaisujärjestelmän ajoituksen testaamiseen. Kun tyhjiökatkaisijat on suunniteltu muuten hyödynnettäväksi sisäalueeksi, niiden toimintojen todentamiseksi käytetään pääasiassa kolmenlaisia testejä, kuten kosketuskestävyys, korkea potentiaalinen kestävyys ja vuototesti.

Ero alipainekontaktoriyksikön ja tyhjökatkaisijan välillä

Tyhjiökatkaisija laukaisee virheen, kuten maasulun, oikosulun, yli / alijännitteen. Kontaktori suoritetaan yleensä sarjaan sulakkeen kautta, joka estää vikavirran. Tärkein ero alipainekontaktoriyksikön ja tyhjökatkaisijan välillä on lueteltu alla erilaisten ominaisuuksien perusteella.

Tyhjiökatkaisija	Alipainekontaktoriyksikkö
Kytkentäkapasiteetti on, se vaihtaa virrat pienistä arvoista koko järjestelmän oikosulkuvirta	Vaihda virrat hyvin matalista arvoista arvoon Tyhjiökontaktorin kapasiteetti ilman sulakkeita. Sulakkeet toimivat suuremmilla virroilla verrattuna vain tyhjiökontaktorin katkaisukykyyn häiriöitä sulakkeen toiminnassa
Kestävyys on korkea mekaanisille	Kestävyys on erittäin korkea mekaanisille, kuten 1 000 000 prosessille, jopa 630 A: n teholle
Kestävyys on korkea sähkön ollessa korkea kuin tyhjiö, joka vaihtelee 10k - 50k vaikutuksista jatkuvalla nimellisvirralla. Tyhjiössä se on 30-100 operaatiota täydellä oikosulkuluokalla.	Erittäin korkea kytkentävirta vaihtelee 450 000: sta 1 000 000: een toimintaan 630 A saakka. Oikosulkuvirran kytkentä, kestotiedot, joita ei ole määritetty oikosulussa virtakatko, joka vaatii sulakkeiden vaihtamisen
Nämä eivät ole sovellettavissa erittäin kestäviin sovelluksiin.	Näitä käytetään erittäin usein tapahtuvan kytkennän toimintoihin
Sitä käytetään sähköisesti	Se toimii vain sähköllä
Se on mekaanisesti lukittu, koska CB pysyy suljettuna järjestelmän jännitehäviön yhteydessä.	Yleensä alipainekontaktori avautuu kerran järjestelmän jännite on kadonnut tyhjiökontaktori lukittuu, kun järjestelmän jännite palaa
Se käyttää suojareleitä	Se käyttää suojareleitä ylikuormitussuojaukseen ja sulakkeita oikosulun suojaamiseen
Energian läpi päästetty oikosulku on matala	Energian läpi päästetty oikosulku on matala
Etäkäyttö on sopiva	Etäkäyttö on sopiva
Ohjaustehoa käytetään CB: n, suojareleiden ja tilalämmittimien toimintaan	Ohjaustehoa käytetään kontaktorin, suojareleiden ja tilalämmittimien toimintaan
Se käyttää suurempaa aluetta	Se käyttää vähemmän aluetta
Sen hinta on korkea	Sen hinta on kohtalainen
Sen ylläpito on keskitasoa	Sen huolto on vähäistä.

VCB: n edut

Tyhjiö tarjoaa äärimmäisen eristävyyden. Joten sillä on erittäin erinomaiset kaaren sammutusominaisuudet kuin millään muulla väliaineella.

Tyhjiökatkaisimella on pitkä käyttöikä.
Toisin kuin öljykatkaisija (OCB) tai ilmapuhalluskatkaisin (ABCB), VCB: n räjähdys vältetään. Tämä parantaa käyttöhenkilöstön turvallisuutta.
Ei palovaaraa
Tyhjiö CB toimii nopeasti, joten se on ihanteellinen vianpoistoon. VCB soveltuu toistuvaan käyttöön.
Tyhjiökatkaisijat ovat melkein huoltovapaita.
Ei kaasupäästöjä ilmakehään ja äänetön toiminta.

VCB: n haitat

VCB: n tärkein haitta on, että se on epätaloudellinen yli 38 kV: n jännitteillä.
Katkaisijan kustannukset nousevat suuriksi suuremmilla jännitteillä. Tämä johtuu siitä, että korkealla jännitteellä (yli 38 kV) yli kaksi katkaisijan lukumäärää on kytkettävä sarjaan.
Lisäksi VCB: n tuotanto on epätaloudellista, jos sitä tuotetaan pieninä määrinä.

Tyhjiökatkaisijan sovellukset

Tyhjiökatkaisija on tänään tunnustettu luotettavimmaksi virtakatkaisutekniikaksi keskijännitekojeistoissa. Se vaatii vähimmäishuoltoa muihin katkaisijatekniikoihin verrattuna.

Teknologia soveltuu pääasiassa keskijännitesovelluksiin. Suurempaa jännitettä varten on kehitetty alipaineteknologiaa, mutta se ei ole kaupallisesti toteutettavissa. Tyhjiökatkaisimia käytetään metallipäällysteisissä kytkinlaitteissa ja myös posliinikoteloissa.

Näin ollen kyse on kaikesta Tyhjiökatkaisija (VCB) toimii ja sovellukset. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen tästä käsitteestä. Lisäksi epäilyksiä tästä konseptista tai sen toteuttamisesta sähkö- ja elektroniikkaprojektiideoita , anna palautteesi kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, Mikä on VCB: n toimintaperiaate ?