Vakuumkretsbrytare

En brytare som använde vakuum som en bågeutrotningmedium kallas en vakuumbrytare. I denna strömbrytare är den fasta och rörliga kontakten innesluten i en permanent förseglad vakuumbrytare. Bågen är utdöd då kontakterna separeras i högvakuum. Den används huvudsakligen för mellanspänning från 11 KV till 33 KV.

Vakuumkretsbrytaren har ett högt isoleringsmedium för bågeutsläckning jämfört med den andra strömbrytaren. Trycket inuti vakuumbrytaren är ungefär 10^-4 torrent och vid detta tryck finns mycket få molekyler närvarande i brytaren. Vakuumbrytaren har huvudsakligen två fenomenala egenskaper.

Hög isoleringsstyrka: I jämförelse med olika andra isolerande medier som används i brytare är vakuum ett överlägset dielektriskt medium. Det är bättre än alla andra medier utom luft och SF₆, vilka används vid högt tryck.
När en båge öppnas genom att flytta isärkontakter i vakuum, ett avbrott inträffar vid den första strömmen noll. Med bågavbrottet ökar deras dielektriska styrka upp till en hastighet av tusentals gånger jämfört med andra brytare.

Ovanstående två egenskaper gör breakersna mereffektiv, mindre skrymmande och billigare i kostnaden. Deras livslängd är också mycket större än någon annan strömbrytare, och nästan inget underhåll krävs.

Konstruktion av vakuumkretsbrytare

Det är mycket enkelt i konstruktion jämfört mednågon annan strömbrytare. Deras konstruktion är huvudsakligen uppdelad i tre delar, det vill säga fasta kontakter, rörlig kontakt och ljusbåge som placeras inuti bågeavbrottskammaren.

Det yttre kuvertet i vakuumbrytaren ärgjord av glas eftersom glaskuvertet bidrar till undersökningen av brytaren från utsidan efter operationen. Om glaset blir mjölkt från sin ursprungliga silverfärgade spegel, indikerar det att brytaren förlorar vakuum.

De fasta och rörliga kontakterna på brytaren placeras inuti båtskärmen. Trycket i en vakuumbrytare vid tidpunkten för försegling hålles vid ca 10^-6 torr. Kopplingsbrytarens rörliga kontakter rör sig genom ett avstånd på 5 till 10 mm beroende på driftsspänningen.

Metallbälgen av rostfritt stål ärbrukade flytta de rörliga kontakterna. Designen av metallbälgen är mycket viktig eftersom livslängden för vakuumbrytaren beror på komponentens förmåga att utföra upprepade operationer på ett tillfredsställande sätt.

Arbetsvakuumbrytare

När felet uppstår i systemet, kontakternaav brytaren är förskjutna och därigenom är bågen utvecklad mellan dem. När de nuvarande bärande kontakterna dras från varandra är temperaturen hos deras anslutningsdelar mycket hög på grund av vilken jonisering sker. På grund av joniseringen fylls kontaktutrymmet med ånga av positiva joner som avges ur kontaktmaterialet.

Ångdensiteten beror på strömmen ibågen. På grund av det minskande läget för aktuell våg minskar deras utsläppshastighet av ångan och efter nuvarande noll, återfår mediet sin dielektriska styrka, som åstadkommer ångdensitet kring kontakterna reducerade. Därför sträcker sig bågen inte igen eftersom metalldampen snabbt avlägsnas från kontaktzonen.

Nuvarande kapning i vakuumbrytare

Nuvarande chopping i vakuumbrytareberor på kontaktmaterialets ångtryck och elektronutsläppsegenskaper. Hackningsnivån påverkas också av värmeledningsförmågan - sänker värmeledningsförmågan, lägre är hakningsnivån.

Det är möjligt att minska nuvarande nivå vidvilken chopping sker genom att välja ett kontaktmaterial som ger ut tillräckligt med metallånga för att låten ska komma till ett mycket lågt värde eller nollvärde, men detta görs sällan då det påverkar dielektrisk styrka negativt.

Vakuumbågsåterställning av vakuumkretsbrytare

Högvakuum har extremt hög dielektriskstyrka. Vid nollström slocknar bågen mycket snabbt och den dielektriska styrkan etableras mycket snabbt. Denna återföring av dielektrisk styrka är på grund av att förångad metall som är lokaliserad mellan kontakterna diffunderar snabbt på grund av frånvaron av gasmolekyler. Efter bågavbrott är återhämtningsstyrkan under de första mikrosekunderna 1 kV / μs sekund för en bågström på 100A.

På grund av ovanstående attribut av vakuumbrytare är det kapabelt att hantera de allvarliga återhämtningstransienterna som är förknippade med kortvariga fel utan några svårigheter.

Egenskap av kontaktmaterial

Kontaktmaterialet i vakuumbrytaren ska ha följande egenskap.

Materialet bör ha hög elektrisk ledningsförmåga för att passera normala belastningsströmmar utan överhettning.
Kontaktmaterialet ska ha låg resistans och hög densitet.
Materialet bör ha hög värmeledningsförmåga för att snabbt förse den stora värme som alstras vid uppskjutning.
Materialet ska ha en högbågstålig förmåga och låg strömavverkningsnivå.

Fördelar med vakuumkretsbrytare

Vakuumbrytaren kräver ingen ytterligare fyllning av olja eller gas. De behöver inte periodisk påfyllning.
Snabba återhämtning av hög dielektrisk styrka vid strömavbrott som bara en halv cykel eller mindre bågning sker efter korrekt kontaktavskiljning.
Brytarenhet är kompakt och fristående. Den kan installeras i alla nödvändiga riktningar.
På grund av ovanstående skäl tillsammans med den ekonomiska fördel som erbjuds har vakuumbrytaren hög acceptans.

Nackdel med Vaccum Circuit Breaker

Krav på högteknologi för produktion av vakuumbrytare.
Det behöver ytterligare överspänningsskydd för avbrott av låga magnetiseringsströmmar inom ett visst område.
Vakuumförlust på grund av transitskador eller misslyckande gör hela avbrottet värdelöst och det kan inte repareras på plats.

Tillämpningar av vakuumkretsbrytare

På grund av den korta luckan och utmärkt återhämtning av vakuumbrytaren är de mycket användbara som mycket höghastighetsbrytare i många industriella tillämpningar.
När spänningen är hög och strömmen är avbruten är låg dessa brytare har bestämd överlägsenhet över de andra brytare.
För låga avbrottskapaciteter är kostnaden låg i jämförelse med andra avbrottsenheter.
På grund av de minsta kraven på underhåll är dessa brytare mycket lämpliga för systemet som kräver spänning från 11 till 33 kV