Vákuum megszakítók - a történelem, a haladás, a technológia, jelen és jövő

Bevezetés: Szóval, miért van az, hogy a vákuum?

Vákuum egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek felhasználhatók a váltás folyamatát nagyfeszültségű áramköröket. Ez a következtetés készült szakértői által a California Institute of Technology, a 20-es években a múlt században.

1. Átütési szilárdság - 40 kV / mm (125kV / l / 8 hüvelyk)
2. természetes Megszakítóképesség - 4 kA.
3. fokozott Megszakítóképesség - több mint 100 kA
4. vákuumban kapcsolatok ellenállni több, mint 50.000 kapcsolás névleges áram.
5. tiltó áramkör lehet a jelenlegi érték alatti 0.4 A
6. a minimális energia, hogy végre a váltást. (Mért joule)
7. vákuum biztonságos a környezet számára.

A történelem a vákuumkamrás megszakítók

Történelmi fejlődés: vákuumos megszakító VGL8 a 132kV.

- A közös fejlesztés eredményeként CEGB (Központi Tanácsa az erőmű - a fő szállítója a villamos energia az Egyesült Királyságban) és a General Electric Company.
- Az első hat eszközt helyeztek üzembe az időszakban 1967 - 1968 gg.
- feszültség eloszlik keresztül párhuzamosan összekapcsolt kondenzátor és bonyolult mozgatható mechanizmus.
- minden csoport védi porcelán szigetelő és nyomás alatt van, és a gáz.

Vákuum kapcsoló konfiguráció „T” négy vákuummegszakítókkal minden csoportban - rendre csatlakoztatva minden szakaszában egy sor nyolc vákuum megszakítók.

Történelmi fejlődés: kihívások 60s.

Ugyanakkor együtt a magas feszültségű vákuum megszakítók, gyártó cégek megváltoztatták az olaj és a levegő megszakító kén-hexafluorid. Gázszigetelésű kapcsolók könnyebb és olcsóbb futtatni az alábbi okok miatt:
- Használjon nagyfeszültségű vákuum megszakítók vákuum kapcsolók 8 fázist igényel bonyolult mechanizmus biztosítása érdekében egyidejű működése az érintkezők 24 a csoportban.
- A meglévő olaj megszakítók gazdaságilag nem kivitelezhető.

A vákuum megszakítók először használt vákuum megszakító V3 kamera sorozat, és később - V4 sorozat.
Vákuum megszakító kamra V3 sorozat eredetileg alkalmazásra háromfázisú elosztó hálózatok 12 kV. Azonban sikeresen alkalmazott áramkörök vontatási és elektromos csatlakozások a „sort” - egyfázisú hálózatok feszültség 25 kV.

A készülék egy vákuumos megszakító:

A vákuumos megszakító tartalmaz egy fő kamrában, a méret 7/8 „(22.2mm), és egy további rekesz, 3/8” (9,5 mm) a kapcsolati pruzhin.Rekomenduemy teljesítmény:
- átlagsebesség kamera bezárása - 2,1 m / sec.
- az átlagos nyitási sebesség kamera - 2-3 m / s.

Tehát mi az alábbi kérdéseket gyártói vákuum nagyfeszültségű kapcsolók a 60-as?

Először is, az első kapcsolási feszültség vákuum megszakítók korlátozott 17,5 vagy 24 kV.
Másodszor, a technológia a szükséges időt a nagyszámú vákuummegszakítókkal sorba. Ez viszont vezetett a komplex mechanizmusokat.
A másik probléma az volt, hogy a termelés a vákuum kitörés az idő tervezett nagy volumenű értékesítés. A fejlesztés a magasan specializált eszközök nem volt gazdaságos.

A technológia a vákuumkamrás megszakítók.

Főoldal vízszintes bevonat vonal a „tiszta szoba”. VIL, Finchley 1978.

Előállítása vákuummegszakítókkal előfordul speciális berendezések, a modern technológia - „tiszta szoba”, vákuum kemencék, stb

Gyártása a vákuumkamra egy high-tech gyártási folyamat. Miután összeszereltük, a kapcsoló kamrát helyezünk vákuumkemencében, ahol azok légmentes lezárása.

Négy fő megállapítást a gyártás a vákuum megszakító kamra:

1. tökéletes vákuum
2. Részletes számítását a villamos paraméterek.
3. ív ellenőrző rendszer
4. Anyaga kapcsolattartó csoportok

Négy kulcsfontosságú pontokat a termelés vákuum megszakítók:

1. ideális általános összeszerelési minőség a készülék.
2. pontos kiszámítása elektromágneses A készülék paramétereit. Amikor a hibákat a tervezés a készülék közötti interferencia vozmozhnyelektromagnitnye szakaszokkal.
3. mechanizmus. Szükség van egy rövid löketű motor és alacsony energiafogyasztást. Például, ha váltás 38kV, a szükséges lökete a mechanizmus 1/2 „, és így, a fogyasztás kevesebb, mint 150 J.
4. tökéletes hermetikus hegesztést.

Készülék klasszikus vákuum megszakító.

V8 megszakító kamrában 15 kV (4 1/2 „átmérőjű.). Az elején a 70-es évek.

A képen látható a fő alkatrészek tervezése vákuum megszakító.

ívszabályozás: radiális mágneses mező.

ívszabályozás: tengelyirányú mágneses teret.

Keret nagy sebességű rögzítés (9000 fps).
A fényképek tengelyirányú mágneses tér
40kArms 12kVrms

A folyamat segítségével a induktivitása a mágneses mező tengelye mentén az elektromos ív megakadályozza íves tömörített, és megakadályozza a túlmelegedést a pad, eltávolítja a felesleges energiát. Ebben az esetben a betét anyaga ne járuljon hozzá a mozgás az ív mentén érintkező felület. Van lehetőség az ipari környezetben elvégzésére áramok kapcsolására több mint 100 kA.

Az ív vákuum - az anyag a kapcsolattartó csoportok.

Keret nagy sebességű rögzítés (5000 fps).
Kép az érintkező felület, amelynek átmérője 35 mm.
Radial mágneses mezőt.
20kArms 12kVrms

Amikor az érintkezők vákuumban kapcsolatok elpárolgott fémfelületeken, amelyek egy elektromos ív. A tulajdonságok az ív megváltoznak anyagtól függően, amelyből az érintkezők.

Ajánlott paraméterek az érintkező lapok:

Kezdetben, gyártásához nyomólemezek használt ötvözet réz és króm. Ezt az anyagot által kifejlesztett és szabadalmaztatott angol Electric az 1960-as. Jelenleg ez a leginkább használt fém a megszakítók gyártásához.

A működési elve a mechanizmus.

A mechanizmus a vákuumos áramköri úgy van kialakítva, hogy az energia mennyisége ráfordított váltás nem számít - ott egyszerűen mozgóérintkezôk. Egy tipikus visszakapcsolás menedzsment elég energiát fogyaszt Joule 150-200, ellentétben a fő gáz szigetelésű kapcsoló, amely must 18000-24000 joule egy műszakban. Ezt a tényt szabad használni, az állandó mágnesek.

A működési elve a mágneses működtető

Stage nyugalmi szakaszban Motion modell szerint.

Mi a helyzet ma?

Kapott az elmúlt negyven év, a tudományos fejlődés lehetővé tette, hogy összekapcsolják, a gyártása vákuumos leválasztó kamra és 38kV 72/84 kV egy. A lehetséges maximális feszültséget a szakaszoló ma eléri a 145 kV - így a magas szintű kapcsolási feszültség és az alacsony fogyasztás lehetővé teszik a megbízható és olcsó készülék.

Breaker a képen a bal oldalon úgy tervezték, hogy feszültség alatt 95kV, amint a képen jobbra - a munka feszültség alatt 250 kV. A hossza mindkét eszköz azonos. Ez a fejlődés tette lehetővé a javulást a felépítő anyagokat az elektromos érintkező felületeket.

Problémák fordulhatnak elő, ha használja vákuum kapcsolók hálózatokon magasabb feszültség:
A művelet szükségessé fizikailag nagyobb méretű a vákuumkamra, amely maga után vonja a termelékenység csökkenését és lebontásában a feldolgozási kamrák magukat.
A növekedés a fizikai mérete az eszköz növeli a követelmények, hogy biztosítsák a tömítés a készülék és hogy ellenőrizzék a gyártási folyamatot.
Hosszú (több, mint 24 mm) közötti rés az érintkezők befolyásolja a képességét, hogy ellenőrizzék a radiális ív és tengelyirányú mágneses teret, és csökkenti a készülék hatékonyságát.
Régebben időpontja anyagok gyártásához kapcsolatok, tervezett középfeszültségű. A munka ilyen nagy hiányosságok között a szükséges kapcsolatokat, hogy új anyagok.
Meg kell figyelembe venni a jelenlétét röntgenfelvételek.

Ezzel kapcsolatban az utóbbi pontnál meg kell jegyeznünk, néhány tény:

Kikapcsolt állapotban a kontaktor nem X-ray sugárnyalábbal.
Az átlagos értékek a feszültség (akár 38kV) röntgensugárzás nulla vagy elhanyagolható. Mint általában, kapcsolók feszültségig 38kV röntgensugár-kibocsátás csak akkor történik meg a vizsgálati feszültség.
Amint a rendszer feszültsége emelkedik fel 145 kV, a hatalom a röntgen sugárzás növekszik, és már most is foglalkozni kell a biztonsági aggályok.
A kérdés, hogy most szembesül a fejlesztők megszakítók, milyen nagy akkor a besugárzás a környező tér, és hogyan befolyásolja a polimer és az elektronika, melyek szerelt közvetlenül a kapcsoló is.

Ma.

Nagyfeszültségű vákuum kapcsoló, tervezték, hogy működik a 145 kV-os.

Modern vákuum megszakító.

Gyártása a vákuum megszakító kamra, tervezett művelet hálózatok 145 kV, jelentősen egyszerűsíti a termelés a vákuum megszakító 300 kV. két helyet törni fázisonként. Azonban az ilyen nagyfeszültségű értékek, így az igények az anyagi kapcsolatok és az ív ellenőrzési módszerek.

következtetéseket:
Technológiailag lehetséges ipari termelés és üzemeltetése a vákuumkamrás megszakítók a hálózatoknál feszültség akár 145 kV.
Használata csak a ma ismert technológia működhet a vákuummegszakítókkal hálózatokon akár 300-400 kV.
A mai napig vannak olyan komoly technikai problémákat, hogy megakadályozzák, hogy a vákuummegszakítókkal a hálózatokon több mint 400 kW a közeljövőben. A munka azonban ebben az irányban halad, a célja az ilyen munkát - gyártás megszakítók használata a hálózat akár 750 kVolt.
A mai napig nincsenek komoly problémák a vákuum megszakító fő vonalakon. Vákuum megszakítók, a 30 éves, már sikeresen alkalmazzák a sugárzási teljesítmény a hálózatok feszültség maximum 132 kV-ig.