Pemutus Litar Vakum Voltan Tinggi — Reka Bentuk dan Prinsip Operasi

Antara peralatan voltan tinggi moden yang direka untuk menukar litar elektrik dalam elektrik, tempat khas diperuntukkan kepada pemutus litar vakum. Ia digunakan secara meluas dalam rangkaian dari 6 hingga 35 kV dan kurang kerap dalam skim dari 110 atau 220 kV termasuk.

Arus pecah terkadarnya boleh dari 20 hingga 40 kA, dan rintangan elektrodinamiknya adalah kira-kira 50 ÷ 100. Jumlah masa tersandung pemutus litar atau kegagalan sedemikian ialah kira-kira 45 milisaat.

Setiap fasa litar dipisahkan dengan pasti oleh penebat dan pada masa yang sama semua peralatan dipasang secara struktur pada satu pemacu biasa. Bar bas pencawang disambungkan ke terminal input suis dan sambungan output ke terminal output.

Sesentuh kuasa beroperasi dalam pemutus litar vakum yang ditekan bersama untuk memberikan rintangan sentuhan minimum dan laluan yang boleh dipercayai bagi kedua-dua arus beban dan kecemasan.

Bahagian atas sistem hubungan dipasang secara kekal, dan bahagian bawah di bawah tindakan daya penggerak dapat bergerak dengan ketat ke arah paksi.

Gambar menunjukkan bahawa plat sesentuh terletak di dalam kebuk vakum dan digerakkan oleh rod yang dikawal oleh daya tegangan spring dan gegelung elektromagnet. Keseluruhan struktur ini terletak di dalam sistem penebat, tidak termasuk kejadian arus bocor.

Dinding ruang vakum diperbuat daripada logam yang disucikan, aloi dan komposisi seramik khas yang memastikan hermetik persekitaran kerja selama beberapa dekad. Untuk mengecualikan kemasukan udara semasa pergerakan sesentuh alih, peranti lengan dipasang.

Angker elektromagnet DC boleh bergerak untuk menutup sesentuh kuasa atau memecahkannya disebabkan oleh perubahan dalam kekutuban voltan yang dikenakan pada gegelung. Magnet bulat kekal yang dibina ke dalam struktur pemacu memegang bahagian yang bergerak dalam sebarang kedudukan yang digerakkan.

Sistem spring memastikan penciptaan kelajuan pergerakan optimum angker semasa pertukaran, pengecualian lantunan sentuhan dan kemungkinan runtuh dalam struktur dinding.

Litar kinematik dan elektrik dengan aci penyegerakan dan sesentuh tambahan tambahan dipasang di dalam badan suis, memberikan keupayaan untuk memantau dan mengawal kedudukan suis dalam mana-mana keadaan.

Temujanji

Dari segi tugas fungsinya, pemutus vakum tidak berbeza daripada analog lain peralatan voltan tinggi. menyediakan:

1.Laluan yang boleh dipercayai bagi kuasa elektrik terkadar semasa operasi berterusan;

2. kemungkinan pensuisan peralatan yang dijamin oleh kakitangan elektrik dalam mod manual atau automatik semasa pensuisan operasi untuk menukar konfigurasi litar kerja;

3. penyingkiran automatik kemalangan yang muncul dalam masa yang sesingkat mungkin.

Perbezaan utama antara pemutus litar vakum ialah kaedah memadamkan arka elektrik yang berlaku apabila kenalan diputuskan semasa penutupan. Jika analognya mewujudkan persekitaran untuk udara termampat, minyak atau gas SF6, maka vakum berfungsi di sini.

Prinsip pemadaman arka dalam litar kuasa

Kedua-dua plat sesentuh beroperasi dalam persekitaran vakum yang terbentuk dengan mengepam gas dari bekas pelongsor arka ke 10-6÷10-8 N / cm2. Ini mewujudkan kekuatan dielektrik tinggi yang dicirikan oleh sifat dielektrik yang lebih baik.

Dengan permulaan pergerakan dari pemacu kenalan, jurang muncul di antara mereka, yang serta-merta mengandungi vakum. Di dalamnya, proses penyejatan logam yang dipanaskan dari pad kenalan bermula. Arus beban terus mengalir melalui pasangan ini. Ia memulakan pembentukan nyahcas elektrik tambahan, mewujudkan arka dalam persekitaran vakum, yang terus berkembang disebabkan oleh penyejatan dan pembebasan wap logam.

Di bawah tindakan beza keupayaan yang digunakan, ion yang terbentuk bergerak ke arah tertentu, mewujudkan plasma.

Dalam persekitarannya, aliran arus elektrik berterusan, pengionan selanjutnya berlaku.

Oleh kerana suis beroperasi pada arus ulang alik, arahnya semasa setiap separuh kitaran diterbalikkan.Apabila gelombang sinus melintasi sifar, tiada arus. Disebabkan ini, arka dipadamkan secara tiba-tiba dan pecah, dan ion logam yang ditolak berhenti berpisah dan dalam 7-10 mikrosaat benar-benar mengendap pada permukaan sentuhan terdekat atau bahagian lain ruang pemadam arka.

Pada ketika ini, kekuatan dielektrik jurang antara sesentuh kuasa, yang diisi dengan vakum, dipulihkan hampir serta-merta, yang memastikan penutupan akhir arus beban. Dalam separuh kitaran gelombang sinus seterusnya, arka elektrik tidak lagi boleh berlaku.

Oleh itu, untuk menamatkan tindakan arka elektrik dalam persekitaran vakum, apabila sesentuh kuasa dibuka, ia cukup untuk arus ulang-alik mengubah arahnya.

Ciri-ciri teknologi model yang berbeza

Pemutus litar vakum direka untuk operasi berterusan di luar atau dalam struktur tertutup. Unit pemasangan luaran dibuat dengan tiang pepejal yang dibuat dengan penebat silikon, dan untuk kerja dalaman sebatian epoksi tuangan digunakan.

Ruang vakum dihasilkan mudah alih di kilang, disediakan secara optimum untuk pemasangan di dalam perumahan acuan. Sentuhan kuasa yang diperbuat daripada jenis aloi aloi khas telah diletakkan di dalamnya. Mereka, terima kasih kepada prinsip operasi dan reka bentuk yang digunakan, menyediakan pemadaman lembut arka elektrik, tidak termasuk kemungkinan overvoltage dalam litar.

Penggerak elektromagnet universal digunakan dalam semua reka bentuk pemutus litar vakum. Ia mengekalkan sesentuh kuasa dalam keadaan tertutup atau mati kerana tenaga magnet berkuasa.

Pensuisan dan penetapan sistem sesentuh dijalankan oleh kedudukan «selak magnetik», yang menukar rantai magnet untuk menyambung semula atau memutuskan sambungan angker mudah alih. Elemen spring terbina dalam membenarkan pensuisan manual oleh kakitangan elektrik.

Untuk mengawal operasi pencelah vakum, litar geganti biasa atau elektronik, unit mikropemproses, yang boleh terletak terus dalam perumahan pemacu atau dibuat daripada peranti jauh dalam kabinet, blok atau panel yang berasingan.

Kebaikan dan keburukan pemutus litar vakum

Faedah termasuk:

• kesederhanaan relatif reka bentuk;

• mengurangkan penggunaan elektrik untuk pengeluaran suis;

• kemudahan dalam pembaikan, yang terdiri daripada kemungkinan penggantian blok pelongsor arka yang patah;

• keupayaan suis untuk beroperasi dalam sebarang orientasi dalam ruang;

• kebolehpercayaan yang tinggi;

• peningkatan rintangan untuk menukar beban;

• saiz terhad;

• ketahanan terhadap kebakaran dan letupan;

• operasi senyap apabila menukar;

• keramahan alam sekitar yang tinggi, kecuali pencemaran atmosfera.

Kelemahan reka bentuk adalah:

• arus yang agak rendah bagi mod nominal dan kecemasan;

• berlakunya lonjakan pensuisan semasa gangguan arus aruhan rendah;

• mengurangkan sumber peranti arka dari segi penghapusan arus litar pintas.