TD12-40,5/1250A próżniowa komora gaszenia łuku, 35 kV próżniowa rurka

Vacuum interruptery ZN12, ZW7, ZN23, zwane również wakuumowymi rurkami przełącznikowymi, są kluczowymi elementami urządzeń przełączających prąd średni i wysoki. Ich główną funkcją jest realizacja włączania i wyłączania obwodu w środowisku wakuumowym przy użyciu wysokiej izolacyjnej介质, a także szybkie gaszenie łuku w momencie przejścia prądu przez zero, co pozwala bezpiecznie i niezawodnie odłączyć linię energetyczną.

I. Podstawowa konstrukcja i składniki

Vacuum interrupter jest hermetycznym urządzeniem próżniowym, a jej typowa konstrukcja składa się głównie z następujących systemów:

Uszczelniona powłoka izolacyjna: zazwyczaj wykonana ze szkła lub ceramiki, służy do utrzymania wysokiego stanu próżni wewnątrz (zazwyczaj poniżej 10 Pa) i zapewnienia głównej izolacji.

Układ przewodzący: składa się z statycznego pręta przewodzącego, statycznego styku, ruchomego styku, ruchomego pręta przewodzącego itp. Ruchomy styk jest połączony z zewnętrznym mechanizmem sterowania za pomocą ruchomego pręta przewodzącego, co umożliwia operacje rozłączenia i zamknięcia obwodu.

Układ styku: jest kluczowym miejscem tworzenia i gaszenia łuku. Materiał do styku w vacuum interrupterach do wyłączników prądu zazwyczaj wykorzystuje stop miedziowo-chromowy (miedź i chrom w proporcji około 50% każdy), który charakteryzuje się wysoką zdolnością do przerwy łuku, wysoką odpornością na korozję elektryczną i dobrą odpornością na spawanie się podczas topnienia. Wczesna konstrukcja styku była prostą walcową, a obecnie powszechnie stosuje się konstrukcję kubkową z polem podłużnym, aby zwiększyć zdolność do przerwy dużych prądów.

Układ ekranujący: składa się głównie z osłony ekranującej (rury) otaczającej styki. Jego funkcje obejmują: zapobieganie zanieczyszczeniu wewnętrznej ściany powłoki izolacyjnej metalowymi parami powstałymi podczas zapłonu łuku; poprawę rozkładu pola elektrycznego wewnątrz komory próżniowej; pochłanianie części energii łuku, pomagając w skropleniu produktów reakcji łuku, co zwiększa pojemność przerwy łuku

Belgowa: cienkościenny element sprężysty wykonany ze stali nierdzewnej, spawany między ruchomym prętem przewodzącym a powłoką. Jego główną funkcją jest utrzymanie hermetyczności próżni wewnątrz komory przerwy łuku, jednocześnie pozwalając ruchomemu stykowi na ruch prostoliniowy podczas operacji rozłączenia i zamknięcia obwodu – jest to kluczowy element zapewniający wysoką żywotność mechaniczną.

II. Zasada działania

Zasada działania vacuum interruptera opiera się na doskonałych właściwościach izolacyjnych i gaszenia łuku przez medium próżniowe:

Włączenie obwodu: mechanizm sterowania popycha ruchomy pręt przewodzący, dzięki czemu ruchomy i statyczny styk się zamykają, a obwód staje się przewodzący.

Powstanie łuku: gdy styki są rozdzielane pod napięciem, powierzchnia styku szybko się zmniejsza, a gęstość prądu gwałtownie wzrasta, co powoduje stopienie i odparowanie metalu w postaci par metalowych. Pod wpływem silnego pola elektrycznego pary metalowe ulegają jonizacji, tworząc łuk próżniowy.

Gaszenie łuku: łuk próżniowy jest utrzymywany przez pary metalowe odparowane z materiału styku. Gdy prąd przemienny naturalnie przejdzie przez zero, łuk tymczasowo gasnie, a cząstki par metalowych szybko rozprzestrzeniają się i skraplają na osłonie ekranującej. Jednocześnie odległość między stykami się zwiększa, a wytrzymałość dielektryczna przerwy szybko się odzyskuje, co zapobiega ponownemu zapłonowi łuku i ostatecznie odłącza obwód.

III. Główne cechy i zalety

Technologia vacuum interrupterów ma następujące znaczące zalety:

Bezpieczeństwo i ochrona środowiska: Wykorzystuje próżnię jako medium do gaszenia łuku, nie ma ryzyka pożaru lub wybuchu, nie wytwarza toksycznych szkodliwych gazów i nie powoduje zanieczyszczenia podczas eksploatacji.

Doskonałe parametry pracy: Szybkie gaszenie łuku, silna zdolność do przerwy łuku, długa żywotność elektryczna i mechaniczna.

Łatwa konserwacja: Małe wymiary, niska waga, kompaktowa konstrukcja, praktycznie bez konieczności konserwacji i niezawodna eksploatacja.

Oszczędność energii i materiałów: Niskie zużycie energii, niewielkie zapotrzebowanie na energię do sterowania, małe zużycie materiałów.

IV. Obszary zastosowania

Jako element kluczowy, vacuum interruptery są szeroko stosowane w następujących dziedzinach:

Systemy energetyczne: Głównie stosowane w wyłącznikach próżniowych w stacjach transformatorowych i obiektach sieci energetycznej, a także w wyłącznikach obciążeniach próżniowych dla końcowych odbiorców sieci, obejmujących poziomy napięcia 10 kV, 35 kV i wyższe.

Dziedzina przemysłowa: Szeroko stosowane w systemach dystrybucji energii i urządzeniach do sterowania silnikami w branżach hutniczej, górniczej, naftowej, chemicznej, kolejowej itp.