Η τεχνολογία Vacuum interrupter παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το έτος 1960. Ωστόσο, είναι μια αναπτυσσόμενη τεχνολογία. Με την πάροδο του χρόνου, το μέγεθος του διακόπτη κενού έχει μειωθεί από το μέγεθος της δεκαετίας του 1960 λόγω διαφορετικών τεχνικών εξελίξεων στον τομέα της μηχανικής. Ένας διακόπτης είναι μια συσκευή που, διακόπτει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα για να αποτρέψει το αδικαιολόγητο ρεύμα, που προκαλείται από βραχυκύκλωμα, που συνήθως προκύπτει από υπερφόρτωση. Η βασική λειτουργικότητά του είναι η διακοπή της ροής ρεύματος μετά την ανίχνευση σφάλματος. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση του διακόπτη κενού και της λειτουργίας του. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους διακόπτες κυκλώματος διαβάστε αυτό το άρθρο Τύποι διακοπτών και η σημασία του .

Τι είναι ένας διακόπτης κενού κενού;

Ένας διακόπτης κενού είναι ένα είδος διακόπτη όπου η απόσβεση τόξου πραγματοποιείται σε ένα μέσο κενού. Η λειτουργία ενεργοποίησης και κλεισίματος των επαφών μεταφοράς ρεύματος και αλληλοσυνδεόμενης διακοπής τόξου λαμβάνει χώρα σε έναν θάλαμο κενού στον διακόπτη που ονομάζεται διακόπτης κενού.

Διακόπτης κενού

Ένα κενό που χρησιμοποιείται ως μέσο απόσβεσης τόξου σε έναν διακόπτη κυκλώματος είναι γνωστό ως διακόπτης κενού επειδή το κενό δίνει υψηλή μονωτική αντοχή λόγω των ανώτερων ιδιοτήτων απόσβεσης τόξου. Αυτό είναι κατάλληλο για τις περισσότερες τυπικές εφαρμογές τάσης επειδή, για υψηλότερη τάση, αναπτύχθηκε τεχνολογία κενού, ωστόσο δεν ήταν εμπορικά εφικτή.

Η λειτουργία επαφών μεταφοράς ρεύματος και σχετικής διακοπής τόξου πραγματοποιείται εντός ενός θαλάμου κενού του διακόπτη, ο οποίος είναι γνωστός ως διακόπτης κενού. Αυτός ο διακόπτης περιλαμβάνει έναν ατσάλινο θάλαμο τόξου στο κέντρο των συμμετρικά τοποθετημένων κεραμικών μονωτών. Η διατήρηση της πίεσης κενού εντός ενός διακόπτη κενού μπορεί να γίνει στα 10-6 bar. Η απόδοση του διακόπτη κενού εξαρτάται κυρίως από το υλικό που χρησιμοποιείται για επαφές μεταφοράς ρεύματος όπως Cu / Cr.

Αρχή λειτουργίας

ο Αρχή λειτουργίας διακόπτη κενού είναι, μόλις ανοίξουν οι επαφές του διακόπτη κυκλώματος στο κενό, τότε μπορεί να δημιουργηθεί ένα τόξο μεταξύ των επαφών μέσω του ιονισμού των μεταλλικών ατμών στις επαφές. Όμως, το τόξο μπορεί να σβήσει εύκολα καθώς τα ηλεκτρόνια, τα ιόντα και οι μεταλλικοί ατμοί δημιουργούνται σε όλο το τόξο συμπυκνώνονται γρήγορα στις εξωτερικές πλευρές των επαφών CB, έτσι ώστε η διηλεκτρική αντοχή μπορεί να ανακτηθεί γρήγορα.

Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός κενού είναι ότι μόλις δημιουργηθεί το τόξο εντός του κενού, τότε μπορεί να σβήσει γρήγορα λόγω του ρυθμού ταχείας βελτίωσης στη διηλεκτρική ισχύ του κενού.

Υλικά επικοινωνίας

Το υλικό επαφής των VCB πρέπει να ακολουθεί τις ακόλουθες ιδιότητες.

Υψηλής πυκνότητας
Η αντίσταση επαφής πρέπει να είναι μικρότερη
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι υψηλή για να περάσει τα συνηθισμένα ρεύματα φορτίου χωρίς υπερθέρμανση.
Η θερμική αγωγιμότητα είναι υψηλή για να διαλύσει γρήγορα τη μεγάλη θερμότητα που παράγεται σε όλο το τόξο.
Η θερμοιονική λειτουργία πρέπει να είναι υψηλή για να επιτρέψει την πρόωρη καταστροφή τόξου.
Η τάση πρέπει να είναι χαμηλή για συγκόλληση
Λιγότερο τρέχον επίπεδο κοπής
Δυνατότητα υψηλής αντίστασης τόξου
Ένα σημείο βρασμού πρέπει να είναι υψηλό για να μειωθεί η διάβρωση του τόξου.
Η περιεκτικότητα σε φυσικό αέριο πρέπει παρακάτω για να διασφαλιστεί μεγαλύτερη διάρκεια ζωής
Η χαμηλή τάση ατμών πρέπει να είναι επαρκής για τη μείωση της ποσότητας μη διαχωρίσιμων μεταλλικών ατμών εντός του θαλάμου.

Κατασκευή διακόπτη κενού

Ο διακόπτης κενού περιλαμβάνει έναν ατσάλινο θάλαμο τόξου στους κεντρικούς συμμετρικούς κεραμικούς μονωτές. Η πίεση στο εσωτερικό του διακόπτη κενού διατηρείται κάτω από 10 ^ -4 torr.

Το υλικό που χρησιμοποιείται για τις επαφές μεταφοράς ρεύματος παίζει σημαντικό ρόλο στην απόδοση του διακόπτη κενού. Κράματα όπως, χαλκός-βισμούθιο ή χαλκός-χρώμιο είναι το ιδανικό υλικό για να κάνετε επαφές VCB.

Κατασκευή διακόπτη κενού

Από την παραπάνω εικόνα, ο διακόπτης κενού αποτελείται από σταθερή επαφή, μια κινούμενη επαφή και έναν διακόπτη κενού. Η κινούμενη επαφή συνδέεται με τον μηχανισμό ελέγχου από ανοξείδωτο χάλυβα παρακάτω. Τα προστατευτικά τόξου στηρίζονται στο μονωτικό περίβλημα έτσι ώστε να καλύπτουν αυτές τις ασπίδες και εμποδίζεται από τη συμπύκνωση στο μονωτικό περίβλημα. Η πιθανότητα διαρροής εξαλείφεται λόγω της μόνιμης στεγανοποίησης του θαλάμου κενού για το ότι ένα γυάλινο δοχείο ή κεραμικό δοχείο χρησιμοποιείται ως το εξωτερικό μονωτικό σώμα.

Εργασία του διακόπτη κενού κενού

Η τομή του διακόπτη κενού φαίνεται στο παρακάτω σχήμα όταν οι επαφές διαχωρίζονται λόγω κάποιων μη φυσιολογικών συνθηκών, ένα τόξο χτυπιέται μεταξύ των επαφών, το τόξο παράγεται λόγω ιονισμού μεταλλικών ιόντων και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το υλικό επαφών.

Η διακοπή τόξου σε διακόπτες κενού είναι διαφορετική από άλλους τύπους διακόπτες κυκλώματος . Ο διαχωρισμός των επαφών προκαλεί την απελευθέρωση ατμών που είναι γεμάτος στο χώρο επαφής. Αποτελείται από θετικά ιόντα που απελευθερώνονται από το υλικό επαφής. Η πυκνότητα των ατμών εξαρτάται από το ρεύμα στο τόξο. Όταν μειώνεται το ρεύμα, μειώνεται ο ρυθμός απελευθέρωσης ατμών και μετά το μηδέν ρεύμα, το μέσο επανακτά τη διηλεκτρική του αν μειωθεί η πυκνότητα ατμών.

Όταν το ρεύμα που πρόκειται να διακοπεί είναι πολύ μικρό σε κενό, το τόξο έχει πολλές παράλληλες διαδρομές. Το συνολικό ρεύμα χωρίζεται σε πολλά παράλληλα τόξα που απωθούν το ένα το άλλο και απλώνονται στην επιφάνεια επαφής. Αυτό ονομάζεται διάχυτο τόξο που μπορεί να διακοπεί εύκολα.

Σε υψηλές τιμές ρεύματος, το τόξο συγκεντρώνεται σε μια μικρή περιοχή. Προκαλεί ταχεία εξάτμιση της επιφάνειας επαφής. Η διακοπή του τόξου είναι δυνατή εάν το τόξο παραμένει σε κατάσταση διάχυσης. Εάν αφαιρεθεί γρήγορα από την επιφάνεια επαφής, το τόξο θα χτυπήσει ξανά.

Η εξαφάνιση τόξου σε διακόπτες κενού επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το υλικό και το σχήμα των επαφών και την τεχνική εξέτασης των ατμών μετάλλων. Η διαδρομή του τόξου συνεχίζει να κινείται έτσι ώστε η θερμοκρασία σε οποιοδήποτε σημείο να μην είναι υψηλή.

Μετά την τελική διακοπή τόξου, υπάρχει μια ταχεία συσσώρευση διηλεκτρικής αντοχής που είναι ιδιαίτερη του διακόπτη κενού. Είναι κατάλληλα για εναλλαγή πυκνωτών καθώς θα προσφέρει απόδοση χωρίς ραβδώσεις. Το μικρό ρεύμα διακόπτεται πριν από το μηδέν φυσικό ρεύμα, το οποίο μπορεί να προκαλέσει κοπή του οποίου το επίπεδο εξαρτάται από το υλικό της επαφής.

Τρέχουσα τεμαχισμός

ο τρέχουσα κοπή στον διακόπτη κενού συμβαίνει κυρίως στους διακόπτες κυκλώματος λαδιού καθώς και στον αέρα λόγω της αστάθειας της στήλης τόξου. Σε διακόπτες κενού, η κοπή ρεύματος εξαρτάται κυρίως από την πίεση ατμών καθώς και από τις ιδιότητες εκπομπής ηλεκτρονίων στο υλικό επαφής. Έτσι, το επίπεδο κοπής επηρεάζεται επίσης από τη θερμική αγωγιμότητα, όταν η θερμική αγωγιμότητα είναι μικρότερη, τότε το επίπεδο τεμαχισμού θα είναι κάτω.

Είναι δυνατόν να μειωθεί το σημερινό επίπεδο στο οποίο λαμβάνει χώρα η κοπή επιλέγοντας ένα υλικό επαφής για την παροχή άφθονου ατμού μετάλλου για να αφήσει την τρέχουσα προσέγγιση σε μια εξαιρετικά χαμηλή τιμή, ωστόσο, αυτό δεν γίνεται συχνά επειδή επηρεάζει άσχημα τη διηλεκτρική ισχύ.

Ιδιότητες των διακοπτών κενού

Το μονωτικό μέσο του διακόπτη κενού είναι υψηλό για εξαφάνιση τόξου σε σύγκριση με άλλους τύπους διακοπτών. Η πίεση στον διακόπτη κενού είναι περίπου 10-4 torrent που περιλαμβάνει πολύ λίγα μόρια εντός του διακόπτη. Αυτός ο διακόπτης κυκλώματος έχει ως επί το πλείστον δύο εξαιρετικές ιδιότητες όπως τα ακόλουθα.

Σε σύγκριση με άλλα μονωτικά μέσα που χρησιμοποιούνται στους διακόπτες κυκλώματος, αυτός ο διακόπτης κυκλώματος είναι ένα ανώτερο διηλεκτρικό μέσο. Είναι ανώτερο σε σύγκριση με άλλα μέσα εκτός από το SF6 & air επειδή χρησιμοποιούνται σε υψηλή πίεση.

Μόλις ανοίξει ένα τόξο χωριστά μετακινώντας τις επαφές εντός κενού, τότε θα σημειωθεί διακοπή στο μηδέν ρεύματος. Με τη διακοπή αυτού του τόξου, η διηλεκτρική τους δύναμη θα αυξηθεί έως και χίλιες φορές σε σύγκριση με άλλα είδη διακοπτών.

Αυτές οι ιδιότητες θα κάνουν τους διακόπτες κυκλώματος πιο ικανοποιητικούς, μικρότερο βάρος καθώς και μικρότερο κόστος. Η διάρκεια ζωής αυτών των διακοπτών είναι υψηλή σε σύγκριση με άλλους διακόπτες κυκλώματος και δεν χρειάζονται συντήρηση.

“όλες οι λογικές πύλες με τον πίνακα αλήθειας ”

Τα μέρη διακόπτη κενού είναι διακόπτης κενού, ακροδέκτες, εύκαμπτες συνδέσεις, μονωτήρες στήριξης, ράβδος λειτουργίας, γραβάτα, κοινή μετατόπιση λειτουργίας, καλαμπόκι λειτουργίας, κλείδωμα κλειδώματος, ελατήριο, ελατήριο θραύσης, ελατήριο φόρτωσης και κύρια σύνδεση.

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι διακοπτών κενού διατίθενται με βάση τους κατασκευαστές που συζητούνται παρακάτω.

Διακόπτης κενού Mitsubishi

Αυτοί οι διακόπτες κατασκευάζονται από την Mitsubishi Electric. Παρέχουν υψηλή ασφάλεια, αξιοπιστία και προστασία του περιβάλλοντος. Τα Mitsubishi VCB έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.

Η γκάμα προϊόντων είναι μεγάλη
Δεν απαιτείται απαίτηση για τα έξι ιδιαίτερα επικίνδυνα υλικά.
Το όνομα του υλικού απεικονίζεται πάνω στα κύρια πλαστικά μέρη
Η δομή είναι αναδιπλούμενη για να τοποθετήσει το πλαίσιο
Εύκολη συντήρηση

Διακόπτης κενού Siemens Vacuum

Οι διακόπτες κενού της Siemens είναι SION 3AE5 που χρησιμοποιούνται σε όλες τις τυπικές εφαρμογές μεταγωγής, όπως σε βιομηχανικά δίκτυα και διανομή ισχύος μεσαίας τάσης που κυμαίνεται από ρεύματα βραχυκυκλώματος και εναλλαγή φορτίου σε τμήματα ζυγών ή δίκτυο σύνδεσης. Η συμπαγής δομή τους, συμπεριλαμβανομένων των ελάχιστων διαστάσεων βάθους και πλάτους, θα βοηθήσει στη μείωση της αναγκαιότητας διαφορετικών πάνελ.

Έτσι, αυτοί οι διακόπτες μπορούν να ληφθούν μέσω ενός προαιρετικού διακόπτη γείωσης για εκδόσεις plug-in και σταθερή τοποθέτηση. Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτού του διακόπτη περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

Πολύ απλό στην εγκατάσταση με διακόπτες μέσης τάσης με μόνωση αέρα
Η αξιοπιστία είναι υψηλή
Ο σχεδιασμός είναι συμπαγής
Απομακρυσμένη εναλλαγή μέσω του τηλεχειριστηρίου
Το κόστος προγραμματισμού είναι χαμηλό
Η διάρκεια ζωής είναι μεγάλη
Η συντήρηση είναι εύκολη

Δοκιμή διακόπτη κενού

Γενικά, η δοκιμή διακόπτη χρησιμοποιείται κυρίως για τη δοκιμή τόσο της απόδοσης των ξεχωριστών μηχανισμών μεταγωγής όσο και του συνολικού χρονισμού του συστήματος ενεργοποίησης. Μόλις οι διακόπτες κενού έχουν σχεδιαστεί με διαφορετικό τρόπο, τότε υπάρχουν κυρίως τρία είδη δοκιμών που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο ταυτότητας της λειτουργίας τους, όπως αντίσταση επαφής, αντοχή σε υψηλό δυναμικό και δοκιμή διαρροής.

Διαφορά μεταξύ μονάδας επαφής κενού και διακόπτη κενού

Ένας διακόπτης κενού ταξιδεύει μέσω σφάλματος όπως σφάλμα γείωσης, βραχυκύκλωμα, υπέρταση / τάση. Ένας επαφέας εκτελείται συνήθως σε σειρά μέσω μιας ασφάλειας που παρέχει για την αποφυγή ρεύματος σφάλματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ της μονάδας επαφής κενού και του διακόπτη κενού παρατίθενται παρακάτω με βάση διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Διακόπτης κενού	Μονάδα επαφής κενού
Η ικανότητα μεταγωγής είναι, αλλάζει ρεύματα από χαμηλές τιμές σε πλήρες ρεύμα βραχυκυκλώματος συστήματος	Αλλάξτε ρεύματα από πολύ χαμηλές τιμές σε Διακόπτοντας την ικανότητα του ρελέ κενού χωρίς ασφάλειες. Οι ασφάλειες λειτουργούν για υψηλότερα ρεύματα σε σύγκριση με την ικανότητα διακοπής μόνο του ρελέ κενού, έως το διαταραχή της δυνατότητας της ασφάλειας
Η αντοχή είναι υψηλή για μηχανική	Η αντοχή είναι εξαιρετικά υψηλή για μηχανικές όπως 1.000.000 διεργασίες έως και 630A
Η αντοχή είναι υψηλή για ηλεκτρικό είναι υψηλό σαν κενό που κυμαίνεται από 10k - 50k ενέργειες σε ονομαστικό συνεχές ρεύμα. Για κενό, είναι 30 έως 100 λειτουργίες σε πλήρη βαθμολογία βραχυκυκλώματος.	Το εξαιρετικά υψηλό συνεχές ρεύμα εναλλαγής κυμαίνεται από 450.000 έως 1.000.000 ενέργειες για έως και 630 A. Εναλλαγή ρεύματος βραχυκυκλώματος, δεδομένα αντοχής που δεν έχουν δημιουργηθεί σε βραχυκύκλωμα τρέχον διάλειμμα που χρειάζεται αντικατάσταση των ασφαλειών
Αυτά δεν ισχύουν για εφαρμογές υψηλής αντοχής.	Αυτά χρησιμοποιούνται για τις λειτουργίες εξαιρετικά συχνής εναλλαγής
Λειτουργεί ηλεκτρικά	Λειτουργεί μόνο ηλεκτρικά
Είναι μανδαλωμένο μηχανικά επειδή το CB παραμένει κλειστό λόγω απώλειας τάσης συστήματος.	Συνήθως, ο διακόπτης κενού ξεκλειδώνει μία φορά η τάση του συστήματος χάθηκε ο επαφέας κενού θα κλειδώσει μόλις επιστρέψει η τάση του συστήματος
Χρησιμοποιεί προστατευτικά ρελέ	Χρησιμοποιεί προστατευτικά ρελέ για προστασία από υπερφόρτωση & ασφάλειες για προστασία βραχυκυκλώματος
Η ενέργεια βραχυκυκλώματος μέσω ενέργειας είναι χαμηλή	Η ενέργεια βραχυκυκλώματος μέσω ενέργειας είναι χαμηλή
Η απομακρυσμένη λειτουργία είναι κατάλληλη	Η απομακρυσμένη λειτουργία είναι κατάλληλη
Η ισχύς ελέγχου χρησιμοποιείται για τη λειτουργία CB, προστατευτικών ρελέ και θερμαντήρων χώρου	Η ισχύς ελέγχου χρησιμοποιείται για τη λειτουργία επαφέα, προστατευτικών ρελέ & θερμαντήρων χώρου
Χρησιμοποιεί μια μεγαλύτερη περιοχή	Χρησιμοποιεί λιγότερη έκταση
Το κόστος του είναι υψηλό	Το κόστος του είναι μέτριο
Η συντήρησή του είναι μέτρια	Η συντήρησή του είναι χαμηλή.

Πλεονεκτήματα του VCB

Το κενό προσφέρει τη μέγιστη μονωτική αντοχή. Έτσι έχει εξαιρετικά ανώτερες ιδιότητες απόσβεσης τόξου από οποιοδήποτε άλλο μέσο.

Ο διακόπτης κενού έχει μεγάλη διάρκεια ζωής.
Σε αντίθεση με τον διακόπτη λαδιού (OCB) ή τον διακόπτη αέρα (ABCB), αποφεύγεται η έκρηξη του VCB. Αυτό βελτιώνει την ασφάλεια του λειτουργικού προσωπικού.
Δεν υπάρχει κίνδυνος πυρκαγιάς
Η κενή CB λειτουργεί γρήγορα και είναι ιδανική για την απομάκρυνση βλαβών. Το VCB είναι κατάλληλο για επαναλαμβανόμενη λειτουργία.
Οι διακόπτες κενού είναι σχεδόν χωρίς συντήρηση.
Χωρίς εξάτμιση αερίου στην ατμόσφαιρα και αθόρυβη λειτουργία.

Μειονεκτήματα του VCB

Το κύριο μειονέκτημα του VCB είναι ότι δεν είναι οικονομικό σε τάσεις άνω των 38 kV.
Το κόστος του διακόπτη γίνεται υπερβολικό σε υψηλότερες τάσεις. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε υψηλές τάσεις (πάνω από 38 kV) απαιτούνται περισσότεροι από δύο αριθμοί του διακόπτη κυκλώματος για σύνδεση σε σειρά.
Επιπλέον, η παραγωγή VCBs δεν είναι οικονομική αν παράγεται σε μικρές ποσότητες.

Εφαρμογές του διακόπτη κενού κενού

Ο διακόπτης κενού αναγνωρίζεται σήμερα ως η πιο αξιόπιστη τεχνολογία διακοπής ρεύματος για διακόπτες μέσης τάσης. Απαιτεί ελάχιστη συντήρηση σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες διακοπτών.

Η τεχνολογία είναι κυρίως κατάλληλη για εφαρμογές μέσης τάσης. Για την τεχνολογία κενού υψηλότερης τάσης έχει αναπτυχθεί, αλλά δεν είναι εμπορικά εφικτή. Οι διακόπτες κενού χρησιμοποιούνται σε μεταλλικούς διακόπτες και σε διακόπτες κυκλώματος από πορσελάνη.

Επομένως, αυτό είναι όλο Ο διακόπτης κενού λειτουργεί (VCB) και εφαρμογές. Ελπίζουμε να έχετε καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, οποιεσδήποτε αμφιβολίες σχετικά με αυτήν την έννοια ή για την εφαρμογή οποιασδήποτε ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές ιδέες έργων , δώστε τα σχόλιά σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, Ποια είναι η αρχή λειτουργίας του VCB ;