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Vakuum-Leistungsschalter

Ein Brecher, der Vakuum als Lichtbogenlöschung verwendeteMedium wird als Vakuum-Leistungsschalter bezeichnet. Bei diesem Leistungsschalter ist der feste und bewegliche Kontakt in einem dauerhaft geschlossenen Vakuumschalter eingeschlossen. Der Lichtbogen erlischt, da die Kontakte im Hochvakuum getrennt werden. Es wird hauptsächlich für Mittelspannungen von 11 KV bis 33 KV verwendet.

Vakuum-Leistungsschalter haben im Vergleich zu anderen Leistungsschaltern ein hohes Isoliermedium für die Lichtbogenlöschung. Der Druck im Vakuumunterbrecher beträgt ungefähr 10-4 torrent und bei diesem Druck sind nur sehr wenige Moleküle im Unterbrecher vorhanden. Der Vakuum-Leistungsschalter hat hauptsächlich zwei phänomenale Eigenschaften.

  1. Hohe Isolierfestigkeit: Im Vergleich zu verschiedenen anderen Isoliermedien, die im Leistungsschalter eingesetzt werden, ist Vakuum ein hervorragendes dielektrisches Medium. Es ist besser als alle anderen Medien außer Luft und SF6, die bei hohem Druck eingesetzt werden.
  2. Wenn ein Bogen durch Auseinanderbrechen des geöffnet wirdBei Kontakt im Vakuum tritt beim ersten Stromnullpunkt eine Unterbrechung auf. Mit der Lichtbogenunterbrechung steigt ihre Durchschlagfestigkeit im Vergleich zu anderen Schaltern bis zu Tausendfach an.

Die obigen zwei Eigenschaften machen die Brecher mehreffizienter, weniger sperrig und kostengünstiger. Ihre Lebensdauer ist auch wesentlich höher als bei allen anderen Leistungsschaltern, und es sind fast keine Wartungsarbeiten erforderlich.

Bau eines Vakuum-Leistungsschalters

Es ist sehr einfach im Vergleich zujeder andere Schutzschalter. Ihre Konstruktion ist hauptsächlich in drei Teile unterteilt, d. H. Feste Kontakte, bewegliche Kontakte und eine Bogenabschirmung, die in der Lichtbogenunterbrechungskammer angeordnet ist.

Vakuum-Leistungsschalter
Die äußere Hülle des Vakuum-Leistungsschalters istbesteht aus Glas, da die Glasumhüllung nach der Operation bei der Untersuchung des Unterbrechers von außen hilft. Wenn das Glas durch das ursprüngliche Finish des Silberspiegels milchig wird, weist dies darauf hin, dass der Brecher das Vakuum verliert.

Die festen und beweglichen Kontakte des Leistungsschalters befinden sich innerhalb der Lichtbogenabschirmung. Der Druck in einem Vakuumunterbrecher zum Zeitpunkt des Abdichtens wird bei etwa 10 gehalten-6 Torr. Die beweglichen Kontakte des Leistungsschalters bewegen sich je nach Betriebsspannung um eine Entfernung von 5 bis 10 mm.

Der metallische Faltenbalg besteht aus Edelstahlverwendet, um die beweglichen Kontakte zu verschieben. Die Konstruktion des Metallbalgs ist sehr wichtig, da die Lebensdauer des Vakuum-Leistungsschalters von der Fähigkeit der Komponente abhängt, wiederholte Vorgänge zufriedenstellend auszuführen.

Vakuum-Leistungsschalter

Wenn der Fehler im System auftritt, werden die Kontakte angezeigtdes Brechers auseinander bewegt werden und somit der Bogen zwischen ihnen entwickelt wird. Wenn die stromführenden Kontakte auseinander gezogen werden, ist die Temperatur ihrer Verbindungsteile aufgrund der Ionisierung sehr hoch. Aufgrund der Ionisierung ist der Kontaktraum mit Dampf positiver Ionen gefüllt, die aus dem Kontaktmaterial abgeführt werden.

Die Dampfdichte hängt von der Stromstärke abder Bogen. Aufgrund des abnehmenden Modus der Stromwelle nimmt ihre Freisetzungsgeschwindigkeit von Dampf ab und nach dem Strom von Null gewinnt das Medium seine Durchschlagfestigkeit wieder, vorausgesetzt, die Dampfdichte um die Kontakte verringert sich. Daher zündet der Lichtbogen nicht erneut, da der Metalldampf schnell aus der Kontaktzone entfernt wird.

Stromzerkleinerung im Vakuum-Leistungsschalter

Stromunterbrechung im Vakuumschalterabhängig vom Dampfdruck und den Elektronenemissionseigenschaften des Kontaktmaterials. Das Zerhackungsniveau wird auch durch die Wärmeleitfähigkeit beeinflusst - niedriger ist die Wärmeleitfähigkeit, niedriger ist das Zerhackungsniveau.

Es ist möglich, den aktuellen Pegel bei zu reduzierenDieses Zerhacken geschieht durch Auswählen eines Kontaktmaterials, das ausreichend Metalldampf ausgibt, um den Strom auf einen sehr niedrigen Wert oder Nullwert zu bringen, was jedoch selten geschieht, da dies die Spannungsfestigkeit nachteilig beeinflusst.

Vakuumlichtbogenwiederherstellung des Vakuumleistungsschalters

Hochvakuum besitzt ein extrem hohes DielektrikumStärke. Bei Nullstrom wird der Lichtbogen sehr schnell gelöscht und die Spannungsfestigkeit wird sehr schnell eingestellt. Diese Rückkehr der Spannungsfestigkeit ist darauf zurückzuführen, dass das verdampfte Metall, das zwischen den Kontakten lokalisiert ist, aufgrund des Fehlens von Gasmolekülen rasch diffundiert. Nach der Lichtbogenunterbrechung beträgt die Erholungsstärke während der ersten Mikrosekunden 1 kV / µs pro Sekunde für einen Lichtbogenstrom von 100 A.

Aufgrund des oben erwähnten Attributs eines Vakuum-Leistungsschalters ist er in der Lage, die mit Kurzschlussfehlern verbundenen schwerwiegenden Erholungsübergänge problemlos zu handhaben.

Eigentum des Kontaktmaterials

Das Kontaktmaterial des Vakuumschalters sollte die folgende Eigenschaft haben.

  • Das Material sollte eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, um normale Lastströme ohne Überhitzung durchzulassen.
  • Das Kontaktmaterial sollte einen geringen Widerstand und eine hohe Dichte haben.
  • Das Material sollte eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, um die während des Lichtbogens erzeugte große Wärme schnell abzuführen.
  • Das Material sollte eine hohe Lichtbogenfestigkeit und ein niedriges Stromzerstörungsniveau aufweisen.

Vorteile des Vakuum-Leistungsschalters

  • Der Vakuumschalter erfordert keine zusätzliche Öl- oder Gasfüllung. Sie brauchen kein periodisches Nachfüllen.
  • Eine schnelle Wiederherstellung einer hohen Spannungsfestigkeit bei Stromunterbrechungen, die nur einen halben Zyklus oder weniger Lichtbogenbildung erfordern, tritt nach einer ordnungsgemäßen Kontakttrennung auf.
  • Breaker-Einheit ist kompakt und in sich geschlossen. Es kann in jeder gewünschten Ausrichtung installiert werden.
  • Aufgrund der oben genannten Gründe hat der Vakuum-Leistungsschalter zusammen mit dem wirtschaftlichen Vorteil eine hohe Akzeptanz.

Nachteil des Vakuumschutzschalters

  • Anforderungen an Spitzentechnologie für die Herstellung von Vakuum-Unterbrechern.
  • Sie benötigt zusätzliche Überspannungsableiter für die Unterbrechung geringer Magnetisierungsströme in einem bestimmten Bereich.
  • Vakuumverlust aufgrund von Transportschäden oder -ausfällen macht den gesamten Unterbrecher unbrauchbar und kann nicht vor Ort repariert werden.

Anwendungen von Vakuum-Leistungsschaltern

  • Aufgrund des kurzen Abstands und der hervorragenden Erholung des Vakuum-Leistungsschalters sind sie in vielen industriellen Anwendungen als Schalter mit sehr hoher Geschwindigkeit sehr nützlich.
  • Wenn die Spannung hoch ist und der zu unterbrechende Strom niedrig ist, haben diese Unterbrecher eine eindeutige Überlegenheit gegenüber den anderen Unterbrechern.
  • Für geringe Fehlerunterbrechungskapazitäten sind die Kosten im Vergleich zu anderen Unterbrechungsvorrichtungen gering.
  • Aufgrund der geringsten Wartungsanforderungen eignen sich diese Unterbrecher sehr gut für Systeme, die eine Spannung von 11 bis 33 kV benötigen
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