TD12-40,5/1250A vakuová izolační komora, 35 kV vakuová trubka

Zn12 ZW7 ZN23 vakumové hubičky, nazývané také vakumové spínače, jsou základní součásti střední a vysokonapěťových elektrických spínačových zařízení. Jejich hlavní funkcí je využít vysokou izolační prostředí ve vaku pro zapojení a odpojení obvodu a rychle zhasnout elektrický oblouk v okamžiku, kdy proud protéká skrze nulu, a tak bezpečně a spolehlivě odpojit elektrickou linku.

I. Základní struktura a součásti

Vakumová hubička je utěšený elektrický vakuový prvek, její typická struktura se skládá z několika systémů:

Pružně utěšená izolační obal: obvykle vyrobená ze skla nebo keramiky, slouží k udržení vysokého vakua uvnitř (obvykle pod 10 Pa) a poskytnou hlavní izolaci.

Vedení proudu: sestává z statického vedoucího tyče, statického kontaktu, pohyblivého kontaktu, pohyblivého vedoucího tyče a dalších součástí. Pohyblivý kontakt je propojen s externím pohonovým mechanismem prostřednictvím pohyblivého vedoucího tyče, aby se realizovalo rozepnutí a zapnutí.

Systém kontaktů: je klíčovým místem pro vytvoření a zhasnutí elektrického oblouku. Materiál kontaktů pro vakumové hubičky v rozvaděčech se obvykle používá měď-chromová slitina (měď a chrom tvoří přibližně 50 % každá), která má vysokou schopnost rozštěpení, vysokou odolnost proti elektrické korozi a dobrou odolnost proti tavení a splynutí. Původní struktura kontaktů byla jednoduchá válcová, dnes se běžně používá podlouhlé magnetické pole šálkový tvar, aby se zvýšila schopnost rozštěpení velkých proudů.

Systém štítů: hlavně se skládá z štítů (válců) obklopujících kontakty. Jejich funkce zahrnují: zabránění znečištění vnitřní stěny izolačního obalu kovuovým párou vzniklým při pálení oblouku; zlepšení rozložení elektrického pole uvnitř hubičky; absorbování části energie oblouku a pomáhání kondenzaci produktů oblouku, čímž se zvýší kapacita rozštěpení

Trubice: tenkokělé pružné prvky vyrobené z nerezové oceli, svařované mezi pohyblivým vedoucím tyčí a obalem. Její hlavní úloha je zachovat vakové těsnění uvnitř hubičky a zároveň umožnit pohyblivému kontaktu provádět příčné pohyby při rozepnutí a zapnutí, což je klíčová součást pro dosažení vysoké mechanické životnosti.

II. Pracovní princip

Pracovní princip vakumové hubičky je založen na vynikajících izolačních a hubičských vlastnostech vysokého vakua:

Zapojení obvodu: Pohonový mechanismus tlačí pohyblivý vedoucí tyč, aby se spojily pohyblivý a statický kontakt a obvod se otevřel.

Vytvoření oblouku: Při oddělení nabitých kontaktů se kontaktní plocha rychle zmenší, hustota proudu se dramaticky zvýší, což způsobí tavení a odpaření kovového materiálu ve formě kovuového páru. Pod silným elektrickým polem se kovyový pár ionizuje a vytvoří vakový oblouk.

Zhasnutí oblouku: Vakový oblouk se udržuje kovyovým párem odpařeným z materiálu kontaktů. Když střídavý proud přirozeně protéká skrze nulu, oblouk se dočasně zhasne, částice kovyového páru se rychle rozšíří a kondenzují na štítech. Současně se zvětší vzdálenost mezi kontakty, pevnost prostředí mezery se rychle obnoví, což brání opětovnému zapálení oblouku a úplně odpojí obvod.

III. Hlavní vlastnosti a výhody

Technologie vakumových hubiček má následující výrazné výhody:

Bezpečnost a životní prostředí: Používá se vakum jako hubičské prostředí, bez rizika požáru nebo výbuchu, nevznikají žádné toxické škodlivé plyny, provoz je bez znečištění.

Výkonné vlastnosti: Rychlost zhasnutí oblouku je vysoká, schopnost rozštěpení je silná, elektrická a mechanická životnost je dlouhá.

Snadná údržba: Malá velikost, malá hmotnost, kompaktní konstrukce, prakticky bez údržby, spolehlivý provoz.

Úspora energie a materiálů: Nízká spotřeba energie, malá požadovaná provozní energie, malá spotřeba materiálu.

IV. Oblast aplikace

Jako základní součást se vakumové hubičky široce využívají v následujících oblastech:

Elektrické energetické systémy: Hlavně se používají ve vakových rozvaděčích pro transformační stanice a síťová zařízení, stejně jako ve vakových zátěžových spínačích pro koncové uživatele sítě, pokrývající napěťové třídy od 10 kV, 35 kV až po vyšší napětí.

Průmyslová oblast: Široce se používají v rozvodovacích systémech a zařízeních pro řízení motorů v odvětvích jako je hutnictví, hornictví, ropa, chemie, železnice a dalších.