40.5KV Vacuum Circuit Breaker / Vcb Breaker Permanent Magnet IEC ZW32

Wygaszanie łuku w przerywaczach próżniowych:

The arc interruption process in vacuum interrupters is quite different from that in other types of circuit breakers. Proces przerywania łuku w przerywaczach próżniowych jest zupełnie inny niż w innych typach wyłączników. The vacuum as such is a dielectric medium and arc cannot persist in ideal vacuum. Próżnia jako taka jest ośrodkiem dielektrycznym i łuk nie może utrzymywać się w idealnej próżni.

However, separation of current carrying contacts causes the vapour to be released from the contacts giving rise to plasma. Jednak oddzielenie styków przewodzących prąd powoduje uwolnienie pary ze styków, co powoduje powstanie plazmy. Thus on separation of current carrying contacts, the contact space is filled with vapour of positive ions liberated from the contact material; Tak więc po oddzieleniu styków przewodzących prąd przestrzeń styku jest wypełniona parą jonów dodatnich uwolnionych z materiału stykowego; the vapour density depending on the current in the arcing. gęstość pary w zależności od prądu w łuku. During the decreasing mode of current wave the rate of release of the vapour falls and after the current zero, the medium regains its dielectric strength, provided vapour density around the contacts has substantially reduced. W trybie malejącej fali prądu spada szybkość uwalniania pary, a po zerowym prądzie medium odzyskuje wytrzymałość dielektryczną, pod warunkiem, że gęstość pary wokół styków znacznie się zmniejszyła.

While interrupting a current of the order of a few hundred amperes by separating the flat contacts under high vacuum, the arc usually has several parallel paths and each arc path originates and sinks in a hot spot of current. Podczas przerywania prądu rzędu kilkuset amperów przez oddzielenie płaskich styków pod wysoką próżnią, łuk zwykle ma kilka równoległych ścieżek, a każda ścieżka łuku rozpoczyna się i tonie w gorącym punkcie prądu. Thus the total current is divided in several parallel arcs. Zatem całkowity prąd jest podzielony na kilka równoległych łuków. The parallel arcs repel each other so that the arc tends to spread over the contact surface. Równoległe łuki odpychają się tak, że łuk ma tendencję do rozprzestrzeniania się na powierzchni styku. Such an arc is called the diffused arc. Taki łuk nazywa się łukiem rozproszonym. The diffused arc can get interrupted easily. Rozproszony łuk można łatwo przerwać.

At higher values of currents of the order of a few thousand amperes, the arc gets concentrated on a small region and becomes self-sustained arc. Przy wyższych wartościach prądów rzędu kilku tysięcy amperów łuk koncentruje się na małym obszarze i staje się łukiem samowystarczalnym. The concentrated arc around a small area causes rapid vaporisation of the contact surface. Skoncentrowany łuk wokół niewielkiego obszaru powoduje szybkie odparowanie powierzchni styku. The transition from diffused arc to the concentrated arc depends upon the material and shape of contact, the value of current and the condition of electrodes. Przejście od łuku rozproszonego do łuku skoncentrowanego zależy od materiału i kształtu styku, wartości prądu i stanu elektrod. The interruption of arc is possible when vapour density varies in phase with the current and the arc remains in the diffused state. Przerwanie łuku jest możliwe, gdy gęstość pary zmienia się w fazie wraz z prądem, a łuk pozostaje w stanie rozproszonym. The arc does not restrike again if the metal vapour is quickly removed from the contact zone. Łuk nie powraca ponownie, jeśli opary metalu zostaną szybko usunięte ze strefy kontaktu.

Thus the arc-extinction process in a vacuum circuit breaker is related to a great extent to the material and shape of the contacts and the technique used in condensing the metal vapour. Zatem proces wygaszania łuku w próżniowym wyłączniku automatycznym jest w dużym stopniu związany z materiałem i kształtem styków oraz techniką stosowaną do kondensacji pary metalu. The contact geometry is so designed that the arc root keeps on moving so that the temperature at one point on the contact does not attain a very high value. Geometria styku jest tak zaprojektowana, że ​​pierwiastek łuku wciąż się porusza, dzięki czemu temperatura w jednym punkcie styku nie osiąga bardzo wysokiej wartości.

The rapid building up of dielectric strength after final arc extinction is a unique advantage of vacuum circuit breaker. Szybkie narastanie wytrzymałości dielektrycznej po ostatecznym wygaszeniu łuku jest wyjątkową zaletą wyłącznika próżniowego. There are limitations on oil circuit breakers in switching capacitive currents. Istnieją ograniczenia dotyczące wyłączników olejowych w przełączaniu prądów pojemnościowych. In oil circuit breakers after an interruption takes place, the dielectric strength builds up so slowly that delayed restrikes take place often as much as half a cycle later. W wyłącznikach olejowych po wystąpieniu przerwy siła dielektryczna narasta tak wolno, że opóźnione ponowne rozruchy następują często nawet o pół cyklu później. The vacuum switch is free from this trouble since after half a cycle, corresponding to 2.5 mm contact separation, a dielectric strength of the order of 100 kV (rms) is available. Wyłącznik próżniowy jest wolny od tych problemów, ponieważ po pół cyklu, odpowiadającym odstępowi styków 2,5 mm, dostępna jest wytrzymałość dielektryczna rzędu 100 kV (wartość skuteczna). This type of switch has the advantage of restrike-free performance and is ideally suited to capacitor switching. Ten typ przełącznika ma tę zaletę, że nie wymaga ponownego uruchamiania i idealnie nadaje się do przełączania kondensatorów. Its operation is also practically independent of contact parting time. Jego działanie jest również praktycznie niezależne od czasu rozstania z kontaktem.

Natężenie prądu w wyłącznikach próżniowych:

We have seen that current chopping in air and oil circuit breakers occurs because of instability in the arc column whereas in case of vacuum circuit breakers it depends upon vapour pressure and the electron emission properties of the contact material. Widzieliśmy, że przerywanie prądu w wyłącznikach powietrznych i olejowych następuje z powodu niestabilności w kolumnie łukowej, natomiast w przypadku wyłączników próżniowych zależy to od ciśnienia pary i właściwości emisji elektronów materiału stykowego. The chopping level is also influenced by the thermal conductivity-lower the thermal conductivity, lower is the chopping level. Na poziom rozdrabniania wpływa również przewodność cieplna - im niższa przewodność cieplna, tym niższy poziom rozdrabniania. It is possible to reduce the current level at which chopping occurs by selecting a contact material which gives out sufficient metal vapour to allow the current to come to a very low value or zero value, but this is rarely done as it affects the dielectric strength adversely. Możliwe jest obniżenie poziomu prądu, przy którym następuje cięcie, poprzez wybranie materiału stykowego, który wytwarza wystarczającą ilość pary metalu, aby umożliwić prądowi uzyskanie bardzo niskiej wartości lub wartości zerowej, ale jest to rzadko wykonywane, ponieważ wpływa to niekorzystnie na wytrzymałość dielektryczną .