Vacuum Circuit Breaker

En breaker, der brugte vakuum som en bue udryddelsemedium kaldes en vakuumafbryder. I denne afbryder er den faste og bevægende kontakt indesluttet i en permanent forseglet vakuumafbryder. Buen udstødes, da kontakterne adskilles i højvakuum. Den anvendes hovedsagelig til mellemspænding fra 11 KV til 33 KV.

Vakuumafbryder har et højt isolerende medium til bueudryddelse i forhold til den anden afbryder. Trykket inde i vakuumafbryderen er ca. 10^-4 torrent og ved dette tryk er der meget få molekyler til stede i afbryderen. Vakuumafbryderen har hovedsagelig to fænomenale egenskaber.

Høj isolerende styrke: I sammenligning med forskellige andre isolerende medier, der anvendes i strømafbryder, er vakuum et overordnet dielektrisk medium. Det er bedre end alle andre medier undtagen luft og SF₆, der anvendes ved højt tryk.
Når en bue åbnes ved at flytte fra hinandenkontakter i et vakuum, en afbrydelse sker ved den første nuværende nul. Med lysbueafbrydelsen øges deres dielektriske styrke til en hastighed på tusinder af tid i forhold til andre breakers.

Ovenstående to egenskaber gør breakers mereeffektiv, mindre omfangsrig og billigere i omkostningerne. Deres levetid er også meget større end nogen anden afbryder, og næsten ingen vedligeholdelse er påkrævet.

Opførelse af Vacuum Circuit Breaker

Det er meget enkelt i konstruktion i forhold tilenhver anden afbryder. Deres konstruktion er hovedsageligt opdelt i tre dele, det vil sige faste kontakter, bevægende kontakt og bueafskærmning, som er anbragt inde i bueafbryderkammeret.

Den ydre kuvert af vakuumafbryderen erbestår af glas, fordi glaskappen hjælper i undersøgelsen af breakeren udefra efter operationen. Hvis glasset bliver mælkigt fra dets originale finish af sølvfarvet spejl, så indikerer det, at breakeren taber vakuum.

De faste og bevægelige kontakter af bryderen er anbragt inde i bueafskærmningen. Trykket i et vakuumafbryder ved afsætningstidspunktet holdes ved ca. 10 ° C^-6 torr. Koblingsbryderens bevægelige kontakter bevæger sig gennem en afstand på 5 til 10 mm afhængigt af driftsspændingen.

Den metalliske bælge lavet af rustfrit stål erbruges til at bevæge de bevægelige kontakter. Designet af den metalliske bælg er meget vigtigt, fordi levetiden for vakuumafbryderen afhænger af komponentens evne til at udføre gentagne operationer tilfredsstillende.

Arbejdsstøvschaktbryder

Når fejlen opstår i systemet, kontakterneaf breakeren er forskudt, og dermed er bue udviklet imellem dem. Når de nuværende bærekontakter trækkes fra hinanden, er temperaturen på deres forbindelsesdele meget høj på grund af hvilken ionisering forekommer. På grund af ioniseringen er kontaktrummet fyldt med damp af positive ioner, der udledes fra kontaktmaterialet.

Tætheden af damp afhænger af strømmen iden bue. På grund af den faldende tilstand af strømbølgen falder deres frigivelseshastighed for damp og efter det aktuelle nul, genvinder mediet dets dielektriske styrke, forudsat damptæthed omkring kontakterne reduceret. Derfor strækker bue ikke igen, fordi metaldampen hurtigt fjernes fra kontaktzonen.

Nuværende huggning i vakuumkredsbryder

Nuværende hak i vakuumafbryderafhænger af kontaktmaterialets damptryk og elektronemissionsegenskaberne. Hakningsniveauet påvirkes også af termisk ledningsevne - lavere termisk ledningsevne, lavere er hakningsniveauet.

Det er muligt at reducere det nuværende niveau påhvilken hakning sker ved at vælge et kontaktmateriale, der giver tilstrækkelig metaldamp til at tillade strømmen at komme til en meget lav værdi eller nulværdi, men dette gøres sjældent, da det påvirker dielektriciteten negativt.

Vacuum Arc recovery af Vakuum Circuit Breaker

Højvakuum besidder ekstremt høj dielektriskstyrke. Ved null strøm slukker lysbuen meget hurtigt, og den dielektriske styrke etableres meget hurtigt. Denne retur af dielektrisk styrke er på grund af det fordampede metal, som er lokaliseret mellem kontakterne, diffunderer hurtigt på grund af fraværet af gasmolekyler. Efter bueafbrydelse er genopretningsstyrken i løbet af de første få mikrosekunder 1 kV / μs sekund for en bue strøm på 100A.

På grund af ovennævnte egenskab af vakuumafbryder er den i stand til at håndtere de alvorlige genopretningstransienter, der er forbundet med kortvarige fejl uden vanskeligheder.

Ejendom af kontaktmateriale

Kontaktmaterialet i vakuumafbryderen skal have følgende egenskab.

Materialet skal have en høj elektrisk ledningsevne for at passere normale belastningsstrømme uden overophedning.
Kontaktmaterialet skal have lav modstand og høj densitet.
Materialet skal have høj termisk ledningsevne for hurtigt at sprede den store varme, der dannes under bue.
Materialet skal have en høj buefareevne og lavt strømindholdsniveau.

Fordele ved Vacuum Circuit Breaker

Vakuumafbryder kræver ingen yderligere påfyldning af olie eller gas. De behøver ikke periodisk genpåfyldning.
Hurtig opsving af høj dielektrisk styrke på nuværende afbrydelser, som kun en halv cyklus eller mindre optræder efter korrekt kontaktadskillelse.
Breaker enhed er kompakt og selvstændig. Den kan installeres i alle nødvendige retninger.
På grund af ovenstående grunde sammen med den økonomiske fordel, der tilbydes, har vakuumafbryderen høj accept.

Ulempe ved Vaccum Circuit Breaker

Krav til højteknologi til fremstilling af vakuumafbrydere.
Det har brug for ekstra bølgeafbrydere til afbrydelse af lave magnetiseringsstrømme i et bestemt område.
Væskesvigt på grund af transitskader eller fejl gør hele afbryderen ubrugelig, og den kan ikke repareres på stedet.

Anvendelse af vakuumbryder

På grund af den korte afstand og fremragende genopretning af vakuumafbryderen er de meget nyttige som meget hurtige skift i mange industrielle applikationer.
Når spændingen er høj og strømmen skal afbrydes er lav disse brydere har en bestemt overlegenhed over de andre breakers.
For lavfejl afbrydende kapacitet er prisen lav i sammenligning med andre afbrydere.
På grund af de mindste krav til vedligeholdelse er disse brydere meget velegnede til systemet, som kræver spænding fra 11 til 33 kV