TD12-40.5/1250A خلا خلا واکوئی ۳۵ کیلوولت

خازن خلا زد ZN12، ZW7 و ZN23 که لوله سوئیچ خلا نیز نامیده می‌شود، قطب اصلی تجهیزات سوئیچ برق متوسط و بالا فشار است. وظیفه اصلی آن، استفاده از محیط عایق بالا در محیط خلا برای اتصال و قطع مدار و خاموش کردن سریع قوس الکتریکی در لحظه عبور جریان از صفر است تا خطوط برق به طور ایمن و قابل اعتماد قطع شوند.

۱. ساختار پایه و قطعات تشکیل‌دهنده

خازن خلا یک دستگاه الکترونیک خلا مهربندی شده است و ساختار معمول آن عمدتاً از چندین سیستم زیر تشکیل شده است:

پوسته عایق مهربندی: معمولاً از شیشه یا سرامیک ساخته می‌شود تا حالت خلا بالا در داخل (معمولاً خلاء زیر ۱۰ پاسکال) حفظ شود و عایق اصلی را فراهم کند.

سیستم رسانایی: از میله رسانای ساکن، کنتاکت ساکن، کنتاکت متحرک و میله رسانای متحرک تشکیل شده است. کنتاکت متحرک از طریق میله رسانای متحرک به محرک خارجی متصل می‌شود تا عملیات بستن و باز کردن کلید انجام شود.

سیستم کنتاکت: نقطه کلیدی تولید و خاموش کردن قوس الکتریکی است. مواد کنتاکت برای خازن‌های خلا سیکلوت معمولاً از آلیاژ مس و کروم (حدود ۵۰٪ مس و ۵۰٪ کروم) استفاده می‌شود که دارای ظرفیت قطع بالا، مقاومت بالا در برابر خوردگی الکتریکی و خواص خوب در برابر ذوب و چسبیدن است. ساختار کنتاکت در ابتدا به شکل استوانه‌ای ساده بود، اما امروزه به طور کلی از ساختار فنجانی میدان عمودی استفاده می‌شود تا ظرفیت قطع جریان بالا بهبود یابد.

سیستم پرده: عمدتاً از محفظه (لیوان) پرده‌ای اطراف کنتاکت تشکیل شده است. اهداف آن عبارتند از: جلوگیری از آلودگی دیواره داخلی پوسته عایق با بخار فلزی تولید شده در هنگام احتراق قوس، بهبود توزیع میدان الکتریکی در داخل خازن خلا و جذب بخشی از انرژی قوس الکتریکی تا کمک به چسباندن محصولات قوس و در نتیجه افزایش ظرفیت قطع شود.

بیلو: عنصر الاستیک نازک-wall ساخته شده از فولاد زنگی که بین میله رسانای متحرک و پوسته جوش داده شده است. وظیفه اصلی آن، حفظ مهربندی خلا در داخل خازن خلا و همزمان اجازه دادن به حرکت خطی کنتاکت متحرک در طول عملیات بستن و باز کردن کلید است که قطعه کلیدی برای دستیابی به طول عمر مکانیکی بالا است.

۲. اصول کارکرد

اصل کارکرد خازن خلا بر اساس خواص عایق و خاموش کردن قوس عالی محیط خلا است:

اتصال مدار: محرک میله رسانای متحرک را هل می‌دهد تا کنتاکت‌های متحرک و ساکن به هم بچسبند و مدار بسته شود.

تولید قوس الکتریکی: هنگامی که کنتاکت‌ها از هم جدا می‌شوند، نقطه تماس سریع کوچک می‌شود و چگالی جریان به شدت افزایش می‌یابد که منجر به ذوب و تبخیر فلز به بخار فلزی می‌شود. تحت تأثیر میدان الکتریکی قوی، بخار فلزی یونیزه شده و قوس الکتریکی خلا تشکیل می‌شود.

خاموش کردن قوس الکتریکی: قوس الکتریکی خلا توسط بخار فلزی تبخیر شده از مواد کنتاکت حفظ می‌شود. هنگامی که جریان متناوب به طور طبیعی از صفر عبور می‌کند، قوس الکتریکی به طور موقت خاموش می‌شود و ذرات بخار فلزی به سرعت پخش شده و روی پرده‌های پرده چسبیده و سرد می‌شوند. همزمان فاصله باز کردن کنتاکت افزایش می‌یابد و قدرت عایق فاصله به سرعت بازیابی می‌شود که از بازآفرینی قوس جلوگیری کرده و مدار را به طور کامل قطع می‌کند.

۳. ویژگی‌ها و مزایای اصلی

تکنولوژی خازن خلا مزایای قابل توجه زیر را دارد:

ایمنی و محیط‌زیست‌دوست: استفاده از خلا به عنوان محیط خاموش کردن قوس، هیچ خطر آتش‌سوزی یا انفجاری ندارد، گازهای سمی یا مضر تولید نمی‌کند و در حین کار هیچ آلودگی ایجاد نمی‌کند.

عملکرد عالی: سرعت خاموش کردن قوس بالا، ظرفیت قطع قوی، طول عمر الکتریکی و مکانیکی بلند.

نگهداری آسان: حجم کوچک، وزن کم، ساختار فشرده، تقریباً بدون نیاز به نگهداری و عملکرد قابل اعتماد.

صرفه‌جویی در انرژی و مواد: مصرف انرژی پایین، انرژی عملیات کمتر و مصرف مواد کمتر.

۴. حوزه‌های کاربرد

خازن خلا به عنوان قطب اصلی، به طور گسترده در حوزه‌های زیر به کار می‌رود:

سیستم برق: عمدتاً برای سیکلوت‌های خلا در ایستگاه‌های برق و تجهیزات شبکه برق و سوئیچ‌های بار خلا برای کاربران نهایی شبکه استفاده می‌شود و از ولتاژ ۱۰ کیلوولت، ۳۵ کیلوولت تا سطوح بالاتر پوشش داده می‌شود.

حوزه صنعتی: به طور گسترده در سیستم‌های توزیع برق و تجهیزات کنترل موتور در صنایع فلزکاری، معدنکاری، نفت، شیمیایی، راه‌آهن و غیره به کار می‌رود.