Вакуумная дугогасительная камера TD12-40.5/1250А, вакуумная трубка на 35 кВ

Вакуумные дугогасительные камеры ZN12, ZW7, ZN23, также называемые вакуумными выключателями, являются ключевым компонентом средне- и высоковольтного электротехнического оборудования. Их основная функция — обеспечивать замыкание и размыкание цепи с использованием высокоизоляционного диэлектрика в вакуумной среде, а также быстро гасить дугу при переходе тока через ноль, что позволяет безопасно и надежно отключать электрическую линию.

I. Основная структура и составные части

Вакуумная дугогасительная камера — это герметичный электровакуумный прибор, типичная структура которого включает следующие системы:

Герметичный изоляционный корпус: обычно изготовлен из стекла или керамики, предназначен для поддержания высокого вакуума внутри (степень вакуума обычно ниже 10 Па) и обеспечения основной изоляции.

Проводящая система: состоит из неподвижного проводящего стержня, неподвижного контакта, подвижного контакта, подвижного проводящего стержня и т.д. Подвижный контакт соединен с внешним приводом через подвижный проводящий стержень, что позволяет выполнять операции замыкания и размыкания.

Контактная система: является ключевым участком для возникновения и гашения дуги. Материал контактов вакуумной дугогасительной камеры для выключателей обычно представляет собой медно-хромовый сплав (медь и хром составляют примерно по 50% каждый), который обладает высокой способностью к размыканию, высокой устойчивостью к электрической коррозии и хорошими антисварочными свойствами. Ранее контактная структура была простой цилиндрической, в современных условиях обычно используется чашеобразная структура с продольным магнитным полем, чтобы повысить способность к размыканию больших токов.

Экранная система: состоит в основном из экранирующего кожуха (цилиндра), окружающего контакты. Его функции включают: предотвращение загрязнения внутренней стенки изоляционного корпуса металлическими парами, образующимися при горении дуги; улучшение распределения электрического поля внутри дугогасительной камеры; поглощение части энергии дуги, помощь в конденсации продуктов горения дуги, что повышает емкость размыкания.

Металлическая гофрированная труба: изготовлена из нержавеющей стали, является тонкостенным упругим элементом, приваренным между подвижным проводящим стержнем и корпусом. Ее основная функция — поддерживать вакуумную герметичность внутри дугогасительной камеры, а также позволять подвижному контакту совершать линейное движение в процессе операций замыкания и размыкания, что является ключевым компонентом для достижения высокой механической долговечности.

II. Принцип работы

Принцип работы вакуумной дугогасительной камеры основан на превосходных изоляционных и дугогасительных свойствах высоковакуумной среды:

Замыкание цепи: привод толкает подвижный проводящий стержень, в результате чего подвижный и неподвижный контакты замыкаются, и цепь проводится.

Возникновение дуги:当 контакты разъединяются под напряжением, точка контакта быстро сужается, плотность тока резко увеличивается, что приводит к плавлению и испарению металлического материала в металлические пары. Под действием сильного электрического поля металлические пары ионизируются, образуя вакуумную дугу.

Гашение дуги: вакуумная дуга поддерживается металлическими парами, испаренными из контактного материала. Когда переменный ток естественным образом проходит через ноль, дуга временно гаснет, частицы металлических пар быстро диффундируют и конденсируются на экранирующем кожухе. В то же время расстояние между контактами увеличивается, прочность диэлектрика в зазоре быстро восстанавливается, что предотвращает повторное возгорание дуги и полностью размыкает цепь.

III. Основные особенности и преимущества

Технология вакуумной дугогасительной камеры имеет следующие заметные преимущества:

Безопасность и экологичность: использование вакуума в качестве дугогасительной среды исключает риск пожара и взрыва, не выделяет токсичных и вредных газов, не создает загрязнений во время работы.

Превосходные характеристики: высокая скорость гашения дуги, большая способность к размыканию, длительный электрический и механический срок службы.

Простота обслуживания: малый объем, легкий вес, компактная структура, практически не требует обслуживания, надежная работа.

Энергосбережение и экономия материалов: низкое энергопотребление, требуется небольшая энергия для операций, малое расходование материалов.

IV. Области применения

Вакуумные дугогасительные камеры как ключевой компонент широко применяются в следующих областях:

Электроэнергетика: в основном используются в вакуумных выключателях подстанций и сетевых объектов, а также в вакуумных нагрузочных выключателях для конечных пользователей сети, охватывая классы напряжения 10 кВ, 35 кВ и выше.

Промышленность: широко применяются в распределительных системах и устройствах управления двигателями в таких отраслях, как металлургия, горное дело, нефтяная и химическая промышленность, железнодорожный транспорт и т.д.