Co je vakuový jistič: Práce a její aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Technologie vakuového zhášedla byla poprvé představena v roce 1960. Přesto se jedná o vyvíjející se technologii. Postupem času se velikost vakuového zhášedla od počátku 60. let zmenšila kvůli rozdílnému technickému vývoji v této oblasti strojírenství. Jistič je zařízení, které přerušuje elektrický obvod, aby se zabránilo neoprávněnému proudu způsobenému zkratem, obvykle způsobeným přetížením. Jeho základní funkcí je přerušit tok proudu po zjištění poruchy. Tento článek pojednává o přehledu vakuového jističe a jeho fungování. Chcete-li se dozvědět více o jističích, přečtěte si tento článek Typy jističů a jejich význam .

Co je vakuový jistič?

Vakuový jistič je druh jističe, kde k zhášení oblouku dochází ve vakuovém médiu. Činnost sepnutí a sepnutí kontaktů nesoucích proud a vzájemného přerušení oblouku probíhá ve vakuové komoře v jističi, která se nazývá vakuové zhášedlo.




Vakuový jistič

Vakuový jistič

Vakuum, které se používá jako médium pro zhášení oblouku v jističi, je známé jako vakuový jistič, protože vakuum poskytuje vysokou izolační pevnost díky vynikajícím vlastnostem zhášení oblouku. To je vhodné pro většinu standardních napěťových aplikací, protože pro vyšší napětí byla vyvinuta vakuová technologie, avšak není komerčně proveditelná.



Činnost kontaktů nesoucích proud a související přerušení oblouku probíhá ve vakuové komoře jističe, která je známá jako vakuový přerušovač. Tento přerušovač zahrnuje komoru z ocelového oblouku ve středu symetricky umístěných keramických izolátorů. Udržování podtlakového tlaku ve vakuovém zhášedle lze provádět při tlaku 10–6 bar. Výkon vakuového jističe závisí hlavně na materiálu použitém pro kontakty nesoucí proud, jako je Cu / Cr.

Pracovní princip

The princip fungování vakuového vypínače znamená, že jakmile se kontakty vypínače otevřou ve vakuu, může se mezi kontakty generovat oblouk prostřednictvím ionizace kovových par v kontaktech. Avšak oblouk lze snadno uhasit, protože elektrony, ionty a kovové páry se generují v celém oblouku a rychle kondenzují přes vnější strany kontaktů CB, takže lze rychle obnovit dielektrickou sílu.

Nejdůležitější vlastností vakua je to, že jakmile se ve vakuu vytvoří oblouk, lze jej rychle uhasit kvůli rychlosti rychlého zlepšení dielektrické síly vakua.


Kontaktní materiály

Kontaktní materiál VCB musí splňovat následující vlastnosti.

  • Vysoká hustota
  • Kontaktní odpor musí být menší
  • Elektrická vodivost je vysoká, aby prošla obvyklými zatěžovacími proudy bez přehřátí.
  • Tepelná vodivost je vysoká, aby se rychle rozptýlilo velké teplo produkované během elektrického oblouku.
  • Termionická funkce musí být vysoká, aby umožnila předčasné zničení oblouku.
  • Tendence svařování musí být nízká
  • Méně aktuální úroveň sekání
  • Vysoká odolnost proti oblouku
  • Teplota varu musí být vysoká, aby se snížila eroze oblouku.
  • Obsah plynu musí být níže, aby byla zajištěna delší životnost
  • Nízký tlak par musí stačit ke snížení množství nerozdělitelné kovové páry v komoře.

Konstrukce vakuového vypínače

Vakuový jistič obsahuje ocelovou obloukovou komoru ve středově symetricky uspořádaných keramických izolátorech. Tlak uvnitř vakuového zhášedla se udržuje pod 10 ^ -4 torry.

Materiál použitý pro kontakty nesoucí proud hraje důležitou roli při výkonu vakuového jističe. Slitiny jako měď-bismut nebo měď-chrom jsou ideálním materiálem pro výrobu kontaktů VCB.

Konstrukce vakuového vypínače

Konstrukce vakuového vypínače

Z výše uvedeného obrázku se vakuový vypínač skládá z pevného kontaktu, pohyblivého kontaktu a vakuového přerušovače. Pohyblivý kontakt je připojen k ovládacímu mechanismu pomocí nerezové měchy. Obloukové štíty jsou podepřeny izolačním pouzdrem tak, že kryjí tyto štíty a brání kondenzaci na izolačním krytu. Možnost úniku je vyloučena v důsledku trvalého utěsnění vakuové komory, protože jako vnější izolační těleso je použita skleněná nebo keramická nádoba.

Práce vakuového vypínače

Průřez vakuovým jističem je znázorněn na obrázku níže, když jsou kontakty odděleny kvůli nějakým abnormálním podmínkám, mezi kontakty je zasažen oblouk, oblouk je vytvářen ionizací kovových iontů a velmi závisí na materiálu kontaktů.

Přerušení oblouku ve vakuových zhášedlech se liší od ostatních typů jističe . Oddělení kontaktů způsobí uvolnění páry, která je vyplněna v kontaktním prostoru. Skládá se z kladných iontů uvolněných z kontaktního materiálu. Hustota par závisí na proudu v oblouku. Když proud klesá, rychlost uvolňování páry klesá a po proudu nula médium znovu získá svou dielektrickou pevnost, pokud je snížena hustota páry.

Když je přerušovaný proud ve vakuu velmi malý, oblouk má několik paralelních drah. Celkový proud je rozdělen do mnoha paralelních oblouků, které se navzájem odpuzují a šíří se přes kontaktní plochu. Tomu se říká rozptýlený oblouk, který lze snadno přerušit.

Při vysokých hodnotách proudu se oblouk koncentruje v malé oblasti. Způsobuje rychlé odpařování kontaktní plochy. Přerušení oblouku je možné, pokud oblouk zůstane v rozptýleném stavu. Pokud je rychle odstraněn z kontaktní plochy, oblouk bude znovu zasažen.

Zánik oblouku ve vakuových vypínačích je do značné míry ovlivněn materiálem a tvarem kontaktů a technikou uvažování kovových par. Dráha oblouku se neustále pohybuje, takže teplota v jednom bodě nebude vysoká.

Po závěrečném přerušení oblouku dochází k rychlému nárůstu dielektrické síly, která je charakteristická pro vakuový jistič. Jsou vhodné pro přepínání kondenzátorů, protože poskytují výkon bez stricků. Malý proud je přerušen před nulou přirozeného proudu, což může způsobit sekání, jehož úroveň závisí na materiálu kontaktu.

Aktuální sekání

The sekání proudu ve vakuovém jističi dochází hlavně v olejových jističích a ve vzduchu kvůli nestabilitě sloupu oblouku. Ve vakuových jističích závisí sekání proudu hlavně na tlaku par a také na vlastnostech emise elektronů v kontaktním materiálu. Takže úroveň sekání je také ovlivněna tepelnou vodivostí, když je tepelná vodivost menší, pak bude úroveň sekání níže.

Je možné snížit současnou úroveň, při které dochází k sekání, výběrem kontaktního materiálu tak, aby poskytoval dostatek kovových par, aby se současný přístup dostal na extrémně nízkou hodnotu, ale často se to nedělá, protože to špatně ovlivňuje dielektrický výkon.

Vlastnosti vakuových jističů

Izolační médium vakuového jističe je vysoké pro zhášení oblouku ve srovnání s jinými typy jističů. Tlak ve vakuovém přerušovači je kolem 10-4 torrentu, který obsahuje velmi málo molekul uvnitř přerušovače. Tento jistič má většinou dvě mimořádné vlastnosti, jako je následující.

Ve srovnání s jinými izolačními médii použitými v jističích je tento jistič vynikajícím dielektrickým médiem. Je lepší ve srovnání s jinými médii kromě SF6 a vzduchu, protože se používají při vysokém tlaku.

Jakmile je oblouk otevřen samostatně pohybem kontaktů ve vakuu, dojde k přerušení hlavní nulové hodnoty proudu. Přerušením tohoto oblouku se jejich dielektrická pevnost zvýší až tisíckrát ve srovnání s jinými druhy jističů.

Díky těmto vlastnostem budou jističe výkonnější, nižší hmotnost i nižší náklady. Životnost těchto jističů je ve srovnání s jinými jističi vysoká a nepotřebují žádnou údržbu.

Součásti vakuového jističe jsou vakuový přerušovač, svorky, pružné spoje, podpěrné izolátory, ovládací tyč, spojovací tyč, běžný pracovní posun, ovládání kukuřice, zajišťovací vačka, pružina, pružina, nakládací pružina a hlavní článek.

Existují různé typy vakuových jističů jsou k dispozici na základě výrobců, kteří jsou diskutováni níže.

Vakuový vypínač Mitsubishi

Tyto jističe vyrábí společnost Mitsubishi Electric. Poskytují vysokou bezpečnost, spolehlivost a ochranu životního prostředí. Mitsubishi VCB mají následující vlastnosti.

  • Sortiment produktů je široký
  • Žádný požadavek na šest konkrétních nebezpečných materiálů.
  • Název materiálu je zobrazen nad hlavními plastovými částmi
  • Konstrukce je sklopná pro montáž rámu
  • Snadná údržba

Vakuový jistič Siemens

Vakuové jističe Siemens jsou SION 3AE5, které se používají ve všech typických spínacích aplikacích, jako jsou průmyslové sítě a distribuce středního napětí, které se pohybují od zkratových proudů a spínacích zátěží po přípojnicové úseky nebo připojovací sítě. Jejich pevná struktura včetně nejmenších rozměrů hloubky a šířky pomůže snížit potřebu různých panelů.

Tyto jističe lze tedy získat prostřednictvím volitelného uzemňovacího spínače pro zásuvné verze a pevnou montáž. Mezi hlavní vlastnosti tohoto jističe patří následující.

  • Velmi jednoduchá instalace do vzduchem izolovaného rozváděče vysokého napětí
  • Spolehlivost je vysoká
  • Design je kompaktní
  • Dálkové přepínání pomocí dálkového ovládání
  • Náklady na plánování jsou nízké
  • Životnost je dlouhá
  • Údržba je snadná

Testování vakuového vypínače

Obecně se testování jističů používá hlavně k testování výkonu jednotlivých spínacích mechanismů i celkového časování vypínacího systému. Jakmile jsou vakuová zhášedla navržena pro jinak využívané pole, pak se k ověření jejich funkce používají hlavně tři druhy testů, jako je odpor kontaktů, vysoká odolnost vůči potenciálu a zkouška těsnosti.

Rozdíl mezi jednotkou vakuového stykače a vakuovým jističem

Vakuový jistič vypne chybu, jako je zemní spojení, zkrat, přepětí / podpětí. Stykač se obvykle provádí sériově pomocí pojistky, která zajišťuje, aby se zabránilo poruchovému proudu. Hlavní rozdíl mezi podtlakovou stykačovou jednotkou a vakuovým jističem jsou uvedeny níže na základě různých charakteristik.

Vakuový jistič Jednotka vakuového stykače
Spínací schopnost je, přepíná proudy z nízkých hodnot na

kompletní zkratový proud systému

Přepněte proudy z velmi nízkých hodnot na

Narušení kapacity vakuového stykače bez pojistek. Pojistky fungují pro vyšší proudy ve srovnání s přerušovací schopností pouze vakuového stykače, a to až do

narušení schopnosti pojistky

Vytrvalost je vysoká pro mechanickéVytrvalost je extrémně vysoká u mechanických, jako je 1 000 000 procesů, až do 630 A.
Vytrvalost je vysoká pro elektrický proud je vysoká jako vakuum, které se pohybuje od 10 do 50 tisíc akcí při jmenovitém trvalém proudu. U vakua je to 30 až 100 operací při plném zkratu.Extrémně vysoký spínací trvalý proud se pohybuje od 450 000 do 1 000 000 akcí až do 630 A. Spínací zkratový proud, údaje o vytrvalosti nejsou ve zkratu stanoveny

aktuální přerušení, které vyžaduje výměnu pojistek

Ty nelze použít pro extrémně vysoké výdržové aplikace.Používají se pro operace extrémně častého přepínání
Ovládá se elektrickyFunguje pouze na elektřinu
Je mechanicky zajištěno, protože CB zůstává při ztrátě napětí v systému uzavřeno.Obvykle se vakuový stykač odblokuje jednou

dojde ke ztrátě napětí v systému, vakuový stykač se zablokuje, jakmile se napětí systému vrátí

Používá ochranná reléPoužívá ochranná relé pro ochranu proti přetížení a pojistky pro ochranu proti zkratu
Energie zkratu propouštěná je nízkáEnergie zkratu propouštěná je nízká
Dálkové ovládání je vhodnéDálkové ovládání je vhodné
Řídicí výkon se používá pro provoz CB, ochranných relé a ohřívačů prostoruŘídicí výkon se používá pro provoz stykače, ochranných relé a ohřívačů prostoru
Využívá větší plochuVyužívá menší plochu
Jeho cena je vysokáJeho cena je mírná
Jeho údržba je středníJeho údržba je nízká.

Výhody VCB

Vakuum nabízí nejvyšší izolační pevnost. Má tedy mimořádně vynikající vlastnosti pro zhášení oblouku než jakékoli jiné médium.

  • Vakuový jistič má dlouhou životnost.
  • Na rozdíl od olejového jističe (OCB) nebo vzduchového jističe (ABCB) nedochází k výbuchu VCB. To zvyšuje bezpečnost obsluhy.
  • Žádné nebezpečí požáru
  • Vakuový CB je rychlý v provozu, takže je ideální pro odstraňování poruch. VCB je vhodný pro opakovaný provoz.
  • Vakuové jističe jsou téměř bezúdržbové.
  • Žádné vypouštění plynu do atmosféry a tichý provoz.

Nevýhody VCB

  • Hlavní nevýhodou VCB je, že je neekonomický při napětí přesahujícím 38 kV.
  • Náklady na jistič se při vyšším napětí stanou nadměrnými. To je způsobeno skutečností, že při vysokém napětí (nad 38 kV) je třeba zapojit do série více než dvě čísla jističe.
  • Výroba VCB je navíc nehospodárná, pokud se vyrábí v malém množství.

Aplikace vakuového vypínače

Vakuový jistič je dnes považován za nejspolehlivější technologii přerušení proudu pro rozváděče vysokého napětí. Ve srovnání s jinými technologiemi jističů vyžaduje minimální údržbu.

Tato technologie je vhodná zejména pro aplikace vysokého napětí. Pro vyšší napětí byla vyvinuta vakuová technologie, ale není to komerčně možné. Vakuové jističe se používají v rozváděčích pokovených kovem a také v jističích s porcelánovým krytem.

O toto tedy jde Vakuový vypínač (VCB) funguje a aplikace. Doufáme, že jste tomuto konceptu lépe porozuměli. Kromě toho jakékoli pochybnosti týkající se tohoto konceptu nebo jeho implementace nápady na projekty v oblasti elektrotechniky a elektroniky , poskytněte nám svůj názor komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka pro vás, Jaký je princip fungování VCB ?