Yleiskatsaus:
Tyhjiökatkaisin on keski- ja korkeajännitevirtakytkimen ydinkomponentti. Sen päätehtävä on nopeasti sammuttaa kaari ja vaimentaa virtaa sen jälkeen, kun keski- ja korkeajännitekatkaisija on katkaistu putken tyhjiön erinomaisen eristyksen kautta onnettomuuksien välttämiseksi.
Tyhjiökatkaisijaa käytetään pääasiassa voimansiirron ja jakelun ohjausjärjestelmissä, joita käytetään myös metallurgiassa, kaivosteollisuudessa, öljy-, kemian-, rautatie-, yleisradio-, viestintä-, teollisuuden suurtaajuuslämmitys- ja muissa sähkönjakelujärjestelmissä. Sillä on energiansäästö, materiaalinsäästö, palontorjunta, räjähdyssuojattu, pieni koko, pitkä käyttöikä, alhaiset ylläpitokustannukset, luotettava toiminta ja ilman saastumista.
Tyyppi:
Tyhjiökatkaisijat jaetaan tyhjiökatkaisimiin ja kuormakytkimien katkaisimiin. Tyhjiökatkaisijoita käytetään pääasiassa sähköasemissa ja sähköalan verkkolaitoksissa, kuormakytkimien katkaisijoita käytetään pääasiassa sähköverkon loppukäyttäjiin.
Rakenne:
Tyhjiökatkaisin koostuu pääasiassa ilmatiiviistä eristävästä kuoresta, johtavasta piiristä, suojausjärjestelmästä, koskettimista, palkeista ja muista osista keraamisen kuoren tyhjökatkaisijan muodostamiseksi.
Ilmatiivis eristysjärjestelmä:
Lasista tai keramiikasta valmistettu ilmatiivis eristyskuori, liikkuva päätykansi, kiinteä päätykansi ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut palkeet muodostavat ilmatiiviin eristysjärjestelmän.
Hyvän ilmatiiviyden varmistamiseksi lasin, keramiikan ja metallin välillä, tiukan toimintaprosessin lisäksi tiivistyksen aikana edellytetään myös, että itse materiaalin kaasunläpäisevyys on mahdollisimman pieni ja sisäilman vapautuminen rajoitetaan minimiarvo.
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut palkeet eivät vain eristä tyhjiökatkaisimen sisällä olevaa alipainetilaa ulkoisesta ilmakehän tilasta, vaan myös mahdollistavat liikkuvan koskettimen ja liikkuvan johtavan tangon liikkumisen tietyllä alueella tyhjökytkimen sulkemis- ja katkaisutoimintojen suorittamiseksi. .
Johtava järjestelmä:
Kiinteä johtava sauva, kiinteä kaaripinta, kiinteä kosketin, liikkuva kosketin, liikkuva kaaripinta ja liikkuva johtava sauva muodostavat kaaren sammutuskammion johtamisjärjestelmän.
Niistä kiinteää johtavaa sauvaa, kiinteää kaaripintaa ja kiinteää kosketinta kutsutaan kollektiivisesti kiinteäksi elektrodiksi, ja liikkuvaa kosketinta, liikkuvaa kaaripintaa ja liikkuvaa johtavaa sauvaa kutsutaan yhdessä liikkuvaksi elektrodiksi, tyhjiökatkaisija koottu. tyhjiökatkaisijalla ja tyhjökuormakytkimellä Suljettaessa tyhjiökokonttorilla käyttömekanismi sulkee kaksi kosketinta liikkuvan johtavan tangon liikkeen kautta, jolloin piirin kytkeminen on valmis.
Kahden koskettimen välisen kosketusresistanssin pienentämiseksi niin paljon kuin mahdollista ja sen pitämiseksi vakaana sekä hyvän mekaanisen lujuuden saavuttamiseksi, kun valokaaren sammutuskammioon kohdistuu dynaaminen ja vakaa virta, tyhjökytkimen toisessa päässä on ohjausholkki. liikkuvan johtavan tangon ja käyttää puristusjousisarjaa. Säilytä nimellispaine kahden koskettimen välillä. Kun alipainekytkin katkaisee virran, valokaaren sammutuskammion kaksi kosketinta erotetaan toisistaan ja niiden välille syntyy kaari, ja kaari sammuu, kun virta luonnollisesti ylittää nollan ja katkaisu on valmis.
Suojausjärjestelmä:
Tyhjiökatkaisimen suojausjärjestelmä koostuu pääasiassa suojasylinteristä, suojakuoresta ja muista osista.
Suojausjärjestelmän päätoiminnot ovat:
1. Estä koskettimet tuottamasta suuria määriä metallihöyryä ja pisaroiden roiskeita valokaariprosessin aikana, saastuttamasta eristävän kotelon sisäseinämää ja välttämästä tyhjiökatkaisimen kotelon eristyslujuuden heikkenemistä tai ylivirtausta.
2. Paranna sähkökentän jakautumista tyhjökatkaisijan sisällä, mikä on hyödyllistä alipainekatkaisijan eristyskuoren pienentämisessä, erityisesti suurjännitteisen tyhjökatkaisijan pienentämisessä.
3. Absorboi osa kaaren energiasta ja kondensoi valokaarituotteet. Varsinkin kun tyhjökatkaisija katkaisee oikosulkuvirran, suurin osa kaaren tuottamasta lämpöenergiasta imeytyy suojausjärjestelmään, mikä on hyödyllistä parantaa koskettimien välisen väliaineen palautuslujuutta. Mitä enemmän suojausjärjestelmän absorboi kaarituotteita, sitä suurempi on suojausjärjestelmän absorboima energia, millä on hyvä vaikutus alipainekatkaisimen katkaisukyvyn lisäämiseen.
Yhteydenottojärjestelmä:
Kosketin on se osa, jossa kaari syntyy ja sammuu, ja materiaalille ja rakenteelle asetetut vaatimukset ovat suhteellisen korkeat.
Kontaktimateriaalille on asetettu seuraavat vaatimukset:
1. Suuri katkaisukyky. Itse materiaalilta vaaditaan korkea sähkönjohtavuus, pieni lämmönjohtavuus, suuri lämpökapasiteetti ja alhainen lämpöpäästökyky.
2. Korkea läpilyöntijännite. Mitä suurempi läpilyöntijännite on, sitä suurempi on dielektrisen palautumislujuus, mikä on hyödyllistä valokaaren sammutuksessa.
3. Korkea sähkökorroosionkestävyys. Eli se kestää kaaren ablaatiota ja metallin haihtumisen määrä on pieni.
4. Hitsauksenestokyky.
5. Pieni katkaisuvirran arvo, toivottavasti alle 2,5 A.
6. Matala kaasupitoisuus. Niiden joukossa alhainen kaasupitoisuus on vaatimus kaikissa tyhjiökatkaisimissa käytetyille materiaaleille. Erityisesti kuparille on vaadittava hapetonta kuparia, jossa on alhainen kaasupitoisuus, erikoiskäsittelyyn. Juotos jne. on valmistettu hopeasta ja kupariseoksista.
Katkaisijoiden alipainekatkaisijoiden kosketusmateriaalit ovat enimmäkseen kupari-kromi-seoksia, joista kuparin ja kromin osuus on 50 %. Kupari-kromiseoslevy hitsataan ylä- ja alakoskettimien päittäin ja paksuus on yleensä 3 mm. Loput kutsutaan kontaktiistuimeksi, joka voidaan valmistaa hapettomasta kuparista.
Toimintaperiaate:
Tyhjiökatkaisin on sähköinen tyhjiölaite, joka käyttää korkeavakuumissa toimivaa eristävää valokaaren sammutusainetta ja luottaa alipaineeseen tiivistettyyn kosketinpariin toteuttaakseen virtapiirin on-off-toiminnon.
Kun se katkaisee tietyn määrän virtaa, liikkuvien ja staattisten koskettimien erotushetkellä virta kutistuu pisteeseen, jossa koskettimet ovat juuri eronneet, ja elektrodien välinen vastus kasvaa dramaattisesti ja lämpötila nousee nopeasti, kunnes elektrodimetalli haihtuu ja muodostuu samaan aikaan. Äärimmäisen korkea sähkökentän voimakkuus johtaa erittäin voimakkaaseen emissioon ja aukon rikkoutumiseen, mikä johtaa tyhjökaariin.
Kun tehotaajuusvirta on lähellä nollaa, se on myös kosketusetäisyyden kasvua ja tyhjökaarin plasma leviää nopeasti ympäriinsä. Kun kaarivirta ylittää nollan, kosketusraon väliaine muuttuu nopeasti johtimesta eristeeksi, joten virta katkeaa. Koskettimien erityisestä rakenteesta johtuen valokaaren aikana syntyy oikea pitkittäinen magneettikenttä kosketinväliin.
Tämä magneettikenttä voi jakaa kaaren tasaisesti kosketuspinnalle ja ylläpitää matalaa kaarijännitettä, jolloin alipainekatkaisijalla on korkeampi kaari. Dielektrisen lujuuden palautumisnopeuden jälkeen pieni kaarienergia ja pieni korroosionopeus. Tällä tavalla tyhjökatkaisijan kyky ja käyttöikä katkaistaan virtaa paremmin.
