Wat is een vacuümvermogenschakelaar: werking en toepassingen

De vacuümonderbrekertechnologie werd voor het eerst geïntroduceerd in het jaar 1960. Maar toch is het een technologie in ontwikkeling. Naarmate de tijd verstrijkt, is de grootte van de vacuümonderbreker afgenomen ten opzichte van de grootte van begin jaren 60 als gevolg van verschillende technische ontwikkelingen op dit gebied van engineering. Een stroomonderbreker is een apparaat dat een elektrisch circuit onderbreekt om ongegronde stroom te voorkomen, veroorzaakt door een kortsluiting, meestal als gevolg van overbelasting. De basisfunctionaliteit is om de stroom te onderbreken nadat een fout is gedetecteerd. Dit artikel bespreekt een overzicht van de vacuümvermogenschakelaar en zijn werking. Lees dit artikel voor meer informatie over stroomonderbrekers Soorten stroomonderbrekers en het belang ervan ​

Wat is een vacuümvermogenschakelaar?

Een vacuümstroomonderbreker is een soort stroomonderbreker waarbij de boogdoving plaatsvindt in een vacuümmedium. Het inschakelen en sluiten van stroomvoerende contacten en de daarmee samenhangende boogonderbreking vindt plaats in een vacuümkamer in de breker die een vacuümonderbreker wordt genoemd.

Vacuüm stroomonderbreker

Een vacuüm dat wordt gebruikt als het boogdovingsmedium in een stroomonderbreker staat bekend als een vacuümstroomonderbreker omdat vacuüm een ​​hoge isolatiesterkte geeft vanwege superieure boogdovende eigenschappen. Dit is geschikt voor de meeste standaard spanningstoepassingen omdat voor hogere spanning vacuümtechnologie werd ontwikkeld, maar commercieel niet haalbaar.

De werking van stroomvoerende contacten en bijbehorende boogonderbreking vindt plaats in een vacuümkamer van de breker, die bekend staat als een vacuümonderbreker. Deze onderbreker bevat een stalen boogkamer in het midden van symmetrisch geplaatste keramische isolatoren. Het handhaven van vacuümdruk binnen een vacuümonderbreker kan worden gedaan bij 10–6 bar. De prestaties van de vacuümstroomonderbreker hangen voornamelijk af van het materiaal dat wordt gebruikt voor stroomvoerende contacten zoals Cu / Cr.

Werkend principe

De vacuüm stroomonderbreker werkingsprincipe dat wil zeggen dat zodra de contacten van de stroomonderbreker binnen het vacuüm zijn geopend, een boog kan worden gegenereerd tussen de contacten door de metaaldampenionisatie in de contacten. Maar de boog kan gemakkelijk worden gedoofd omdat de elektronen, ionen en metaaldampen die door de boog worden gegenereerd, snel condenseren over de buitenkant van de CB-contacten, zodat de diëlektrische sterkte snel kan worden hersteld.

Het belangrijkste kenmerk van een vacuüm is dat als de boog eenmaal binnen het vacuüm is gegenereerd, deze snel kan worden gedoofd vanwege de snelle verbetering van de diëlektrische sterkte van het vacuüm.

Contactmaterialen

Het contactmateriaal van VCB's moet de volgende eigenschappen hebben.

• Hoge dichtheid
• De contactweerstand moet minder zijn
• De elektrische geleidbaarheid is hoog om de gebruikelijke belastingsstromen te doorstaan ​​zonder oververhitting.
• Het warmtegeleidingsvermogen is hoog om de grote warmte die tijdens de boogvorming wordt geproduceerd, snel af te voeren.
• De thermionische functie moet hoog zijn om vroege boogvernietiging mogelijk te maken.
• De neiging tot lassen moet laag zijn
• Minder huidig ​​hakselniveau
• Hoge boogweerstand
• Een kookpunt moet hoog zijn om boogerosie te verminderen.
• Het gasgehalte moet lager zijn om een ​​langere levensduur te garanderen
• Een lage dampspanning moet voldoende zijn om de hoeveelheid onverdeelbare metaaldamp in de kamer te verminderen.

Constructie van vacuümvermogenschakelaar

De vacuümvermogenschakelaar omvat een stalen boogkamer in de middensymmetrisch opgestelde keramische isolatoren. De druk in de vacuümonderbreker wordt onder 10 ^ -4 torr gehouden.

Het materiaal dat wordt gebruikt voor stroomvoerende contacten speelt een belangrijke rol bij de prestaties van de vacuümvermogenschakelaar. Legeringen zoals koper-bismut of koper-chroom is het ideale materiaal om VCB-contacten te maken.

Vacuüm stroomonderbreker constructie

Uit de bovenstaande afbeelding bestaat de vacuümstroomonderbreker uit een vast contact, een bewegend contact en een vacuümonderbreker. Het bewegende contact is met het bedieningsmechanisme verbonden door een roestvrijstalen balg. De boogschilden worden ondersteund op de isolatiebehuizing zodat ze deze schilden bedekken en er wordt voorkomen dat ze condenseren op de isolerende behuizing. De mogelijkheid van een lek wordt geëlimineerd door de permanente afdichting van de vacuümkamer, daarvoor wordt een glazen vat of keramisch vat gebruikt als het buitenste isolatielichaam.

Werking van vacuümvermogenschakelaar

De doorsnede van een vacuümvermogenschakelaar wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding wanneer de contacten zijn gescheiden vanwege bepaalde abnormale omstandigheden, een boog wordt gemaakt tussen de contacten, de boog wordt geproduceerd door ionisatie van metaalionen en is sterk afhankelijk van het materiaal van contacten.

De boogonderbreking in vacuümonderbrekers is anders dan bij andere soorten stroomonderbrekers ​Het scheiden van contacten veroorzaakt het vrijkomen van damp die wordt gevuld in de contactruimte. Het bestaat uit positieve ionen die uit het contactmateriaal worden vrijgemaakt. De dampdichtheid is afhankelijk van de stroom in de boog. Wanneer de stroom afneemt, neemt de snelheid van dampafgifte af, en na stroom nul herwint het medium zijn diëlektrische sterkte als de dampdichtheid wordt verminderd.

Wanneer de te onderbreken stroom erg klein is in een vacuüm, heeft de boog meerdere parallelle banen. De totale stroom is verdeeld in vele parallelle bogen die elkaar afstoten en zich over het contactoppervlak verspreiden. Dit wordt een diffuse boog genoemd die gemakkelijk kan worden onderbroken.

Bij hoge stroomwaarden wordt de boog geconcentreerd in een klein gebied. Het veroorzaakt een snelle verdamping van het contactoppervlak. De onderbreking van de boog is mogelijk als de boog in een diffuse toestand blijft. Als het snel van het contactoppervlak wordt verwijderd, wordt de boog opnieuw aangeslagen.

Vlamboogdoving in vacuümonderbrekers wordt sterk beïnvloed door het materiaal en de vorm van de contacten en de techniek waarbij metaaldamp wordt beschouwd. Het pad van de boog wordt in beweging gehouden, zodat de temperatuur op geen enkel punt hoog zal zijn.

Na de laatste boogonderbreking vindt er een snelle opbouw van de diëlektrische sterkte plaats, wat eigen is aan de vacuümbreker. Ze zijn geschikt voor het schakelen van condensatoren, omdat dit een re-strick-vrije prestatie geeft. De kleine stroom wordt onderbroken voordat de natuurlijke stroom nul is, wat kan leiden tot hakken waarvan het niveau afhangt van het contactmateriaal.

Huidig ​​hakken

De stroomhakken in de vacuümstroomonderbreker komt voornamelijk voor in oliecircuitonderbrekers en in lucht vanwege de instabiliteit van de boogkolom. Bij vacuümstroomonderbrekers hangt het afsnijden van de stroom voornamelijk af van de dampdruk en de eigenschappen van elektronenemissie in het contactmateriaal. Dus het hakselniveau wordt ook beïnvloed door de thermische geleidbaarheid, wanneer de thermische geleidbaarheid minder is, zal het hakniveau lager zijn.

Het is mogelijk om het huidige niveau waarop het hakken plaatsvindt te verlagen door een contactmateriaal te kiezen dat voldoende metaaldamp levert om de huidige een extreem lage waarde te laten bereiken, maar dit wordt niet vaak gedaan omdat het het diëlektrische vermogen ernstig beïnvloedt.

Eigenschappen van vacuümvermogenschakelaars

Het isolatiemedium van de vacuümstroomonderbreker is hoog voor boogdoving in vergelijking met andere soorten stroomonderbrekers. De druk in de vacuümonderbreker is ongeveer 10-4 torrent, die zeer weinig moleculen in de onderbreker bevat. Deze stroomonderbreker heeft meestal twee buitengewone eigenschappen, zoals de volgende.

In vergelijking met andere isolatiemedia die in de stroomonderbrekers worden gebruikt, is deze stroomonderbreker een superieur diëlektrisch medium. Het is superieur in vergelijking met andere media behalve SF6 en lucht omdat deze onder hoge druk worden gebruikt.

Zodra een boog afzonderlijk wordt geopend door de contacten in een vacuüm te verplaatsen, zal er een onderbreking optreden bij de hoofdstroomnulpunt. Door de onderbreking van deze boog, zal hun diëlektrische sterkte tot duizend keer toenemen in vergelijking met andere soorten brekers.

Deze eigenschappen zullen de stroomonderbrekers bekwamer maken, minder gewicht en minder kosten. De levensduur van deze stroomonderbrekers is hoog in vergelijking met andere stroomonderbrekers en ze hebben geen onderhoud nodig.

vacuümstroomonderbrekeronderdelen zijn vacuümonderbreker, terminals, flexibele verbindingen, steunisolatoren, bedieningsstang, verbindingsstang, gemeenschappelijke bedieningsploeg, maïs bedienen, vergrendelingsnok, veer maken, breekveer, laadveer en hoofdschakel.

Er zijn verschillende soorten vacuümvermogenschakelaars zijn beschikbaar op basis van de fabrikanten die hieronder worden besproken.

Mitsubishi vacuümvermogenschakelaar

Deze stroomonderbrekers zijn vervaardigd door Mitsubishi Electric. Ze bieden een hoge mate van veiligheid, betrouwbaarheid en bescherming van het milieu. Mitsubishi VCB's hebben de volgende kenmerken.

• Het assortiment van producten is breed
• Geen vereiste voor de zes bijzondere gevaarlijke materialen.
• De materiaalnaam wordt geïllustreerd over de belangrijkste plastic onderdelen
• De structuur is opvouwbaar om het frame te monteren
• Makkelijk onderhoud

Siemens vacuümvermogenschakelaar

De Siemens vacuümvermogenschakelaars zijn SION 3AE5 die worden gebruikt in alle typische schakeltoepassingen zoals in industriële netwerken en middenspanningsstroomverdeling die varieert van kortsluitstromen en schakelbelasting tot railsecties of verbindingsnetwerken. Hun solide structuur, inclusief de kleinste diepte- en breedtematen, zal de noodzaak van verschillende panelen helpen verminderen.

Deze stroomonderbrekers zijn dus verkrijgbaar via een optionele aardingsschakelaar voor plug-in versies en vaste montage. De belangrijkste kenmerken van deze stroomonderbreker zijn de volgende.

• Zeer eenvoudig te installeren in luchtgeïsoleerde middenspanningsschakelaars
• De betrouwbaarheid is hoog
• Ontwerp is compact
• Op afstand schakelen via de afstandsbediening
• De planningskosten zijn laag
• De levensduur is lang
• Onderhoud is eenvoudig

Testen van vacuümvermogenschakelaars

Over het algemeen wordt het testen van stroomonderbrekers voornamelijk gebruikt om zowel de prestaties van de afzonderlijke schakelmechanismen als de timing van het algehele uitschakelsysteem te testen. Als vacuümonderbrekers eenmaal zijn ontworpen en anderszins in het veld worden gebruikt, worden er hoofdzakelijk drie soorten tests gebruikt om hun functie te verifiëren, zoals contactweerstand, hoge potentiaalweerstand en de leksnelheidstest.

Verschil tussen vacuümschakelaareenheid en vacuümvermogenschakelaar

Een vacuümstroomonderbreker schakelt door een fout zoals een aardfout, kortsluiting, over- / onderspanning. Een contactor wordt meestal in serie uitgevoerd via een zekering die ervoor zorgt dat foutstroom wordt voorkomen. Het belangrijkste verschil tussen de vacuümschakelaareenheid en de vacuümstroomonderbreker wordt hieronder vermeld op basis van verschillende kenmerken.

Voordelen van VCB

Vacuüm biedt de grootste isolatiekracht. Het heeft dus extreem superieure boogdovende eigenschappen dan enig ander medium.

• De vacuümvermogenschakelaar heeft een lange levensduur.
• In tegenstelling tot Oil Circuit Breaker (OCB) of Air Blast Circuit Breaker (ABCB), wordt de explosie van VCB vermeden. Dit verhoogt de veiligheid van het bedieningspersoneel.
• Geen brandgevaar
• De vacuüm CB is snel in gebruik, dus ideaal voor het verhelpen van storingen. VCB is geschikt voor herhaald gebruik.
• Vacuümstroomonderbrekers zijn nagenoeg onderhoudsvrij.
• Geen uitlaatgassen naar de atmosfeer en geruisloze werking.

Nadelen van VCB

• Het grootste nadeel van VCB is dat het oneconomisch is bij spanningen hoger dan 38 kV.
• De kosten van de onderbreker worden buitensporig bij hogere spanningen. Dit komt door het feit dat bij hoge spanningen (boven 38 kV) meer dan twee nummers van de stroomonderbrekers in serie moeten worden geschakeld.
• Bovendien is de productie van VCB's oneconomisch als deze in kleine hoeveelheden wordt geproduceerd.

Toepassingen van vacuümvermogenschakelaars

De vacuümvermogenschakelaar wordt vandaag erkend als de meest betrouwbare stroomonderbrekingstechnologie voor middenspanningsschakelaars. Het vereist minimaal onderhoud in vergelijking met andere technologieën voor stroomonderbrekers.

De technologie is vooral geschikt voor voornamelijk middenspanningstoepassingen. Voor hogere spanning is vacuümtechnologie ontwikkeld, maar deze is commercieel niet haalbaar. Vacuümstroomonderbrekers worden gebruikt in met metaal beklede schakelapparatuur en ook in stroomonderbrekers met porseleinen behuizing.

Dit gaat dus allemaal over Vacuümstroomonderbreker (VCB) werkt en toepassingen. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Verder eventuele twijfels over dit concept of om eventuele te implementeren elektrische en elektronische projecten ideeën , geef alstublieft uw feedback door te reageren in het commentaargedeelte hieronder. Hier is een vraag voor jou, Wat is het werkingsprincipe van VCB ​