TD12-40,5/1250A vacuümonderbreker 35 kV vacuümbuis

ZN12 ZW7 ZN23 vacuümonderbrekingskamers, ook wel vacuüm schakelbuisjes genoemd, zijn de kernonderdelen van middelhoge spanning elektrische schakelapparatuur. Hun belangrijkste functie is het in- en uitschakelen van stroomkringen in een vacuümomgeving met behulp van een hoog geïsoleerd medium, en het snel doven van de boog wanneer de stroom door nul gaat, zodat de elektriciteitsleiding op een veilige en betrouwbare manier kan worden afgebroken.

I. Basisstructuur en samengestelde onderdelen

Een vacuümonderbrekingskamer is een afgedichte elektrisch vacuümapparaat, waarvan de typische structuur voornamelijk uit de volgende systemen bestaat:

Luchtdichte isolatiebehuizing: Meestal gemaakt van glas of keramiek, wordt gebruikt om de interne hoge vacuümtoestand te behouden (de vacuümdruk is meestal lager dan 10 Pa) en voor de hoofdisolatie.

Stroomleidingsysteem: Bestaat uit een statische stroomgeleidingsstaaf, statische contacten, bewegende contacten, een bewegende stroomgeleidingsstaaf enzovoort. De bewegende contacten zijn verbonden met het externe bedieningsmechanisme via de bewegende stroomgeleidingsstaaf om het openen en sluiten van de schakeling mogelijk te maken.

Contactsysteem: De cruciale plek waar de boog wordt gevormd en gedoofd. Het contactmateriaal voor vacuümonderbrekingskamers voor schakelaars is meestal koper-chroomlegering (koper en chroom elk ongeveer 50%). Dit materiaal heeft een hoog onderbrekingsvermogen, een hoge weerstand tegen elektrische corrosie en goede eigenschappen tegen doorsmelten. Vroege contactstructuren waren eenvoudige cilindervormen, tegenwoordig wordt algemeen een longitudinaal magnetische bekerstructuur gebruikt om het vermogen om sterke stromen te onderbreken te verbeteren.

Schermsysteem: Bestaat voornamelijk uit een schermkap (buis) die de contacten omringt. De functies ervan zijn: het voorkomen dat metaalstoom die tijdens het branden van de boog ontstaat, de binnenwand van de isolatiebehuizing vervuilt; het verbeteren van de elektrische veldverdeling in de onderbrekingskamer; het absorberen van een deel van de boogenergie en het helpen condenseren van de boogproducten, waardoor de onderbrekingscapaciteit toeneemt

Bellows: Een dunwandig elastisch element van roestvrij staal, gelast tussen de bewegende stroomgeleidingsstaaf en de behuizing. De kernfunctie is dat hij zowel de vacuümafdichting in de onderbrekingskamer behoudt als de bewegende contacten rechtlijnige bewegingen toestaat tijdens het openen en sluiten, en is een cruciaal onderdeel voor het bereiken van een hoge mechanische levensduur.

II. Werkprincipe

Het werkprincipe van de vacuümonderbrekingskamer is gebaseerd op de uitstekende isolatie- en boogdoof eigenschappen van het hoge vacuümmedium:

Schakeling inschakelen: Het bedieningsmechanisme duwt de bewegende stroomgeleidingsstaaf, zodat de bewegende en statische contacten sluiten en de schakeling wordt doorgestoken.

Boogvorming: Wanneer de contacten van elkaar worden losgekoppeld terwijl ze onder spanning staan, wordt het contactoppervlak snel kleiner en neemt de stroomdichtheid sterk toe, waardoor het metaal smelt en verdampt tot metaalstoom. Onder invloed van een sterk elektrisch veld wordt de metaalstoom geïoniseerd en ontstaat er een vacuümboog.

Boogdoofmaking: De vacuümboog wordt in stand gehouden door de metaalstoom die van het contactmateriaal verdampt. Wanneer de wisselstroom vanzelf door nul gaat, dooft de boog tijdelijk, en de deeltjes van de metaalstoom verspreiden zich snel en condenseren op de schermkap. Tegelijkertijd neemt de opening tussen de contacten toe en herstelt de diëlektrische sterkte van het gat zich snel, waardoor herontsteking van de boog wordt tegengegaan en de schakeling volledig wordt onderbroken.

III. Belangrijkste kenmerken en voordelen

De techniek van vacuümonderbrekingskamers heeft de volgende opvallende voordelen:

Veilig en milieuvriendelijk: Er wordt vacuüm gebruikt als boogdoofmedium, er is geen brandgevaar of explosiegevaar, er komen geen giftige schadelijke gassen vrij en er is geen verontreiniging tijdens de exploitatie.

Uitstekende prestaties: De boogdooft snel, het onderbrekingsvermogen is sterk en de elektrische en mechanische levensduur is lang.

Eenvoudig te onderhouden: Klein volume, laag gewicht, compacte structuur, vrijwel onderhoudsvrij en betrouwbaar in bedrijf.

Energie- en materiaalbesparing: Laag energieverbruik, weinig benodigde bedieningsenergie en weinig materiaalverbruik.

IV. Toepassingsgebieden

Als kernonderdeel worden vacuümonderbrekingskamers op grote schaal gebruikt in de volgende gebieden:

Elektriciteitsvoorzieningssysteem: Voornamelijk gebruikt voor vacuümonderbrekers in substations en netwerkinfrastructuur, en vacuümbelastingschakelaars voor eindgebruikers van het elektriciteitsnet, met spanningsniveaus van 10 kV, 35 kV en hoger.

Industriële sector: Wijdverspreid gebruikt in stroomverdelingssystemen en motorbesturingsapparatuur van industrieën zoals metallurgie, mijnbouw, petroleum, chemische industrie en spoorwegen.