Tehnologia de întrerupere a vidului a fost introdusă pentru prima dată în anul 1960. Dar totuși, este o tehnologie în curs de dezvoltare. Odată cu trecerea timpului, dimensiunea întrerupătorului de vid s-a redus de la începutul anilor 1960, datorită diferitelor evoluții tehnice din acest domeniu al ingineriei. Un întrerupător este un dispozitiv care întrerupe un circuit electric pentru a preveni curentul nejustificat, cauzat de un scurtcircuit, care rezultă de obicei dintr-o suprasarcină. Funcționalitatea sa de bază este de a întrerupe fluxul de curent după detectarea unei defecțiuni. Acest articol discută o prezentare generală a întrerupătorului de vid și funcționarea acestuia. Pentru a afla mai multe despre întrerupătoare, citiți acest articol Tipuri de întrerupătoare de circuit și importanța sa .

Ce este un întrerupător de vid?

Un întrerupător automat este un fel de întrerupător în care stingerea arcului are loc într-un mediu de vid. Operațiunea de pornire și închidere a contactelor de transport curent și a întreruperii arcului corelate are loc într-o cameră de vid din întrerupător, numită întrerupător de vid.

Întrerupător de vid

Un vid care este utilizat ca mediu de stingere a arcului într-un întrerupător este cunoscut sub numele de întrerupător de circuit, deoarece vidul oferă o rezistență izolantă ridicată datorită proprietăților superioare de stingere a arcului. Acest lucru este potrivit pentru majoritatea aplicațiilor de tensiune standard, deoarece, pentru tensiune mai mare, tehnologia de vid a fost dezvoltată, însă nu este fezabilă din punct de vedere comercial.

Funcționarea contactelor care transportă curent și întreruperea arcului aferentă au loc într-o cameră de vid a întrerupătorului, cunoscută sub numele de întrerupător de vid. Acest întrerupător include o cameră de arc din oțel în centrul izolatoarelor ceramice plasate simetric. Menținerea presiunii de vid într-un întrerupător de vid se poate face la 10-6 bari. Performanța întrerupătorului de vid depinde în principal de materialul utilizat pentru contactele care transportă curent, cum ar fi Cu / Cr.

Principiul de funcționare

principiul de funcționare al întrerupătorului de vid este, odată ce contactele întrerupătorului sunt deschise în vid, atunci un arc poate fi generat printre contacte prin ionizarea vaporilor de metal din contacte. Dar, arcul poate fi stins cu ușurință, deoarece electronii, ionii și vaporii metalici sunt generați pe tot cuprinsul arcului, care se condensează rapid peste exteriorul contactelor CB, astfel încât puterea dielectrică poate fi recuperată rapid.

Cea mai importantă caracteristică a vidului este că, odată ce arcul este generat în vid, acesta poate fi stins rapid datorită ratei rapide de îmbunătățire a rezistenței dielectrice a vidului.

Materiale de contact

Materialul de contact al VCB-urilor trebuie să urmeze următoarele proprietăți.

Densitate mare
Rezistența la contact trebuie să fie mai mică
Conductivitatea electrică este mare pentru a trece curenții de sarcină obișnuiți fără supraîncălzire.
Conductivitatea termică este ridicată pentru a disipa rapid căldura mare produsă în timpul arcului.
Funcția termionică trebuie să fie ridicată pentru a permite distrugerea timpurie a arcului.
Tendința trebuie să fie scăzută la sudare
Nivel de tăiere mai mic
Capacitate mare de rezistență la arc
Un punct de fierbere trebuie să fie ridicat pentru a diminua eroziunea arcului.
Conținutul de gaz trebuie mai jos pentru a asigura o durată de viață mai lungă
Presiunea scăzută a vaporilor trebuie să fie suficientă pentru a reduce cantitatea de vapori metalici indivizibili din cameră.

Construcția întrerupătorului de vid

Întreruptorul de vid cuprinde o cameră de arc din oțel în izolatoarele ceramice dispuse în mod simetric. Presiunea din interiorul întrerupătorului de vid este menținută sub 10 ^ -4 torr.

Materialul utilizat pentru contactele care transportă curent joacă un rol important în performanța întrerupătorului de vid. Aliaje precum, cupru-bismut sau cupru-crom este materialul ideal pentru a face contacte VCB.

Construcția întrerupătorului de vid

Din figura prezentată mai sus, întrerupătorul de vid constă dintr-un contact fix, un contact în mișcare și un întrerupător de vid. Contactul în mișcare este conectat la mecanismul de comandă prin burduf din oțel inoxidabil. Ecranele de arc sunt susținute de carcasa izolatoare astfel încât să acopere aceste scuturi și să fie împiedicat să se condenseze pe carcasa izolatoare. Posibilitatea unei scurgeri este eliminată datorită etanșării permanente a camerei de vid pentru că un vas de sticlă sau vas ceramic este folosit ca corp izolant exterior.

Funcționarea întrerupătorului de vid

Vederea în secțiune a întrerupătorului de vid este prezentată în figura de mai jos atunci când contactele sunt separate din cauza unor condiții anormale, un arc este lovit între contacte, arcul este produs datorită ionizării ionilor metalici și depinde foarte mult de material de contacte.

Întreruperea arcului în întrerupătoarele de vid este diferită de alte tipuri de întrerupătoare de circuit . Separarea contactelor determină eliberarea vaporilor care sunt umpluți în spațiul de contact. Se compune din ioni pozitivi eliberați din materialul de contact. Densitatea vaporilor depinde de curentul din arc. Când curentul scade, rata de degajare a vaporilor scade și, după curentul zero, mediul își recapătă rezistența dielectrică dacă densitatea vaporilor este redusă.

Când curentul care trebuie întrerupt este foarte mic în vid, arcul are mai multe căi paralele. Curentul total este împărțit în multe arcuri paralele care se resping reciproc și se răspândesc pe suprafața de contact. Acesta se numește un arc difuz care poate fi întrerupt cu ușurință.

La valori ridicate ale curentului, arcul se concentrează într-o regiune mică. Provoacă vaporizarea rapidă a suprafeței de contact. Întreruperea arcului este posibilă dacă arcul rămâne într-o stare difuză. Dacă este îndepărtat rapid de pe suprafața de contact, arcul va fi lovit din nou.

Extincția arcului în întrerupătoarele de vid este foarte influențată de materialul și forma contactelor și de tehnica de a lua în considerare vaporii de metal. Traseul arcului este menținut în mișcare, astfel încât temperatura în orice punct să nu fie ridicată.

După întreruperea finală a arcului, există o creștere rapidă a rezistenței dielectrice, care este particulară pentru întrerupătorul de vid. Sunt potrivite pentru comutarea condensatorului, deoarece va oferi o performanță fără re-strick. Curentul mic este întrerupt înainte de curentul natural zero, ceea ce poate provoca mărunțirea al cărui nivel depinde de materialul de contact.

Tăiere curentă

tocat curent în întrerupătorul de vid apare în principal în întrerupătoarele de ulei, precum și în aer datorită instabilității coloanei de arc. În întrerupătoarele cu vid, tăierea curentului depinde în principal de presiunea vaporilor, precum și de proprietățile emisiilor de electroni din materialul de contact. Deci, nivelul de tăiere influențat și de conductivitatea termică, atunci când conductivitatea termică este mai mică, atunci nivelul de tăiere va fi inferior.

Este posibil să scădem nivelul actual la care are loc tăierea prin selectarea unui material de contact pentru a furniza vapori de metal abundenți pentru a permite curentului să se apropie de o valoare extrem de scăzută, cu toate acestea, acest lucru nu se face adesea deoarece afectează puternic puterea dielectrică.

Proprietățile întreruptoarelor de vid

Mediul izolator al întrerupătorului cu vid este ridicat pentru dispariția arcului în comparație cu alte tipuri de întrerupătoare. Presiunea din întrerupătorul de vid este în jur de 10-4 torenți, care include foarte puține molecule în interiorul întrerupătorului. Acest întrerupător are în principal două proprietăți extraordinare, precum următoarele.

În comparație cu alte medii izolante utilizate în întrerupătoare, acest întrerupător este un mediu dielectric superior. Este superior în comparație cu alte medii, în afară de SF6 și aer, deoarece acestea sunt utilizate la presiune ridicată.

Odată ce un arc este deschis separat prin deplasarea contactelor în vid, atunci se va produce o pauză la zero curent principal. Prin întreruperea acestui arc, rezistența lor dielectrică va crește de până la o mie de ori în comparație cu alte tipuri de întrerupătoare.

Aceste proprietăți vor face întrerupătoarele mai performante, cu o greutate mai mică, precum și cu un cost mai mic. Durata de viață a acestor întrerupătoare este mare în comparație cu alte întrerupătoare și nu necesită nicio întreținere.

“buclă închisă vs sistem de buclă deschisă ”

Părțile întrerupătorului de vid sunt întrerupătoare de vid, terminale, conexiuni flexibile, izolatori de susținere, tijă de acționare, bară de legare, schimb de lucru comun, porumb de acționare, camă de blocare, arc de producere, arc de rupere, arc de încărcare și legătură principală.

Sunt diferite tipuri de întreruptoare cu vid sunt disponibile pe baza producătorilor, care sunt discutați mai jos.

Mitsubishi Vacuum Circuit Breaker

Aceste întrerupătoare sunt fabricate de Mitsubishi Electric. Acestea oferă siguranță ridicată, fiabilitate și protecție a mediului. VCB-urile Mitsubishi au următoarele caracteristici.

Gama de produse este largă
Nici o cerință pentru cele șase materiale periculoase.
Denumirea materialului este ilustrată pe principalele părți din plastic
Structura este pliabilă pentru a monta cadrul
Întreținere ușoară

Siemens Vacuum Circuit Breaker

Întrerupătoarele de vid Siemens sunt SION 3AE5 care sunt utilizate în toate aplicațiile tipice de comutare, cum ar fi în rețelele industriale și distribuția de energie de medie tensiune, care variază de la curenți de scurtcircuit și sarcină de comutare la secțiuni de bare sau rețea de conectare. Structura lor solidă, inclusiv cele mai mici dimensiuni de adâncime și lățime, va contribui la scăderea necesității diferitelor panouri.

Deci, aceste întreruptoare de circuit se pot obține printr-un comutator opțional de împământare pentru versiuni plug-in și montaj fix. Principalele caracteristici ale acestui întrerupător includ următoarele.

Foarte simplu de instalat în tablourile de medie tensiune izolate cu aer
Fiabilitatea este mare
Designul este compact
Comutare la distanță prin telecomandă
Costurile de planificare sunt reduse
Durata de viață este lungă
Întreținerea este ușoară

Testarea întrerupătorului de vid

În general, testarea întrerupătorului este utilizată în principal pentru a testa atât performanța mecanismelor de comutare separate, cât și sincronizarea generală a sistemului de declanșare. Odată ce întrerupătoarele de vid sunt proiectate în alt domeniu, atunci există în principal trei tipuri de teste care sunt utilizate pentru a-și autentifica funcția, cum ar fi rezistența la contact, rezistența la potențial ridicat și testul ratei de scurgere.

Diferența dintre unitatea contactorului de vid și întrerupătorul de vid

Un întrerupător de vid se declanșează printr-o eroare, cum ar fi o defecțiune la pământ, scurtcircuit, supratensiune / subtensiune. Un contactor este de obicei realizat în serie printr-o siguranță care asigură evitarea curentului de defecțiune. Diferența principală dintre unitatea de contactor de vid și întrerupătorul de vid sunt enumerate mai jos pe baza diferitelor caracteristici.

Întrerupător de vid	Unitate de contactor de vid
Capacitatea de comutare este, comută curenții de la valori mici la curent de scurtcircuit complet al sistemului	Comutați curenții de la valori foarte mici la Capacitatea de întrerupere a contactorului de vid fără siguranțe. Siguranțele funcționează pentru curenți mai mari în comparație cu capacitatea de întrerupere a contactorului de vid doar, până la perturbând capacitatea siguranței
Rezistența este mare pentru mecanică	Rezistența este extrem de mare pentru mecanică, cum ar fi 1.000.000 de procese de până la 630A
Rezistența este mare pentru electricitate este ridicată ca un vid care variază de la 10k la 50k acțiuni la curent continuu nominal. Pentru vid, este vorba de 30 până la 100 de operații la valoarea maximă de scurtcircuit.	Curentul continuu de comutare extrem de mare variază de la 450.000 la 1.000.000 de acțiuni pentru până la 630 A. Curentul de scurtcircuit de comutare, datele de rezistență nu sunt stabilite în scurtcircuit rupere curentă care necesită înlocuirea siguranțelor
Acestea nu sunt aplicabile pentru aplicații de rezistență extrem de ridicate.	Acestea sunt utilizate pentru operațiile de comutare extrem de frecventă
Este acționat electric	Funcționează numai electric
Este blocat mecanic, deoarece CB rămâne închis la pierderea de tensiune a sistemului.	De obicei, contactorul de vid se deblochează o dată tensiunea sistemului este pierdută contactorul de vid se va bloca odată ce tensiunea sistemului revine
Folosește relee de protecție	Folosește relee de protecție pentru protecția la suprasarcină și siguranțe pentru protecția la scurtcircuit
Scurtcircuitul lasat prin energie este redus	Scurtcircuitul lasat prin energie este redus
Funcționarea la distanță este adecvată	Funcționarea la distanță este adecvată
Puterea de control este utilizată pentru funcționarea CB, a releelor de protecție și a încălzitoarelor de spațiu	Puterea de control este utilizată pentru funcționarea contactorului, a releelor de protecție și a încălzitoarelor de spațiu
Folosește o suprafață mai mare	Folosește mai puțină suprafață
Costul său este ridicat	Costul său este moderat
Întreținerea sa este medie	Întreținerea sa este redusă.

Avantajele VCB

Vidul oferă cea mai mare rezistență izolantă. Deci are proprietăți de stingere a arcului extrem de superioare decât orice alt mediu.

Întrerupătorul de vid are o durată lungă de viață.
Spre deosebire de întrerupătorul de ulei (OCB) sau de întrerupătorul de aer (ABCB), se evită explozia VCB. Acest lucru îmbunătățește siguranța personalului de operare.
Nu există pericol de incendiu
Aspiratorul CB funcționează rapid, astfel încât este ideal pentru eliminarea defecțiunilor. VCB este potrivit pentru operații repetate.
Întreruptoarele cu vid nu necesită întreținere.
Fără evacuare a gazului în atmosferă și funcționare fără zgomot.

Dezavantaje ale VCB

Principalul dezavantaj al VCB este că este neeconomic la tensiuni care depășesc 38 kV.
Costul întrerupătorului devine excesiv la tensiuni mai mari. Acest lucru se datorează faptului că la tensiuni ridicate (peste 38 kV) mai mult de două numere ale întrerupătorului trebuie conectate în serie.
Mai mult, producția de VCB-uri este neeconomică dacă este produsă în cantități mici.

Aplicații ale întrerupătorului de vid

Întrerupătorul de vid este astăzi recunoscut ca cea mai fiabilă tehnologie de întrerupere a curentului pentru aparatele de distribuție de medie tensiune. Necesită o întreținere minimă în comparație cu alte tehnologii de întrerupere.

Tehnologia este potrivită în principal pentru aplicații de medie tensiune. Pentru o tensiune mai mare, tehnologia de vid a fost dezvoltată, dar nu este fezabilă din punct de vedere comercial. Întreruptoarele cu vid sunt utilizate în aparatele de comandă îmbrăcate în metal și, de asemenea, în întreruptoarele din porțelan.

Astfel, totul este vorba Funcționarea întrerupătorului de vid (VCB) și aplicații. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept. Mai mult, orice îndoieli cu privire la acest concept sau la implementarea oricărui concept idei de proiecte electrice și electronice , vă rugăm să ne dați feedback comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine, Care este principiul de lucru al VCB ?