Въведение: Така че, защо е, че вакуумът?
Вакуум има уникални свойства, които могат да бъдат използвани в процеса на преминаване на високоволтовите вериги. Подобен извод е направен от експерти на Калифорнийския технологичен институт в 20-те години на миналия век.
- Диелектрична якост - 40kV / mm (125kV / л / 8 инча)
- естествен изключвателна способност - до 4 кА.
- повишена изключвателна способност - над 100 кА
- във вакуум контакти издържат повече от 50000 операции при номинален ток.
- деактивиране верига може по текущи стойности под 0.4 А
- минималната енергия, необходимо за извършване на смяната. (Измерена в джаули)
- вакуум е безопасен за околната среда.
Историята на вакуумните прекъсвачи
История на развитие: вакуум прекъсвач VGL8 до 132kV.
- в резултат на съвместна разработка CEGB (Централна съвет на централата - основен доставчик на електричество в Обединеното кралство) и General Electric Company.
- първите шест устройства са били въведени в експлоатация в периода 1967 - 1968 GG.
- напрежение се разпределя чрез паралелно свързани кондензатор и сложно подвижен механизъм.
- всяка група е защитена от порцелан изолатор и е под налягане и газ.
Вакуумен прекъсвач конфигурация "Т" с четири вакуумни прекъсвачи във всяка група - съответно, свързани с всяка фаза на серия от осем вакуумни прекъсвачи.
История на развитие: предизвикателства 60-те години.
В същото време, заедно с развитието на високо напрежение вакуумни прекъсвачи, производствени предприятия са се променили техните масло и въздух прекъсвачи със серен хексафлуорид. Газ-изолирани ключове са по-лесни и по-евтини да тече поради следните причини:
- Използването на високо напрежение прекъсвачи вакуум верига за вакуумни прекъсвачи 8 фаза изисква сложен механизъм, който да гарантира едновременното действие на контактите 24 в групата.
- използването на съществуващите прекъсвачи масло верига не са икономически осъществими.
Автоматичните вакуум верига първо се използват вакуум серия прекъсвач V3 камера, а по-късно - V4 серия.
Вакуумната камера прекъсвач V3 серия първоначално разработен за употреба в трифазни разпределителните мрежи 12 кв. Въпреки това, се използва успешно в електрическите вериги на сцепление и електрически връзки в "ред" - в еднофазни мрежи с напрежение от 25 кV.
Устройството е прекъсвач вакуум схема:
Прекъсвачът на вакуум верига включва основна камера, големината на 7/8 "(22,2 мм), и допълнително отделение, 3/8" (9.5 mm) за изпълнение контакт pruzhin.Rekomenduemy:
- Средната скорост затваряне камера - 2.1 m / сек.
- средната скорост откриване камерата - 2-3 м / сек.
Така че какви са разгледани от производители на вакуум превключватели за високо напрежение през 60-те въпроса?
Първо, първите превключване напрежение вакуумни прекъсвачи е ограничен 17.5 или 24 кВ.
На второ място, технологията на времето, необходимо на голям брой вакуумни прекъсвачи в серия. Това, от своя страна, води до използването на сложни механизми.
Друг проблем е, че производството на вакуум гуляй от времето, предназначен за големи обеми на продажбите. Развитието на високо специализирани устройства не е икономически изгодно.
Технологията на вакуумни прекъсвачи.
Начало хоризонтална линия покритие в "чиста стая". ВИЛ, Финчли, 1978.
Производство на вакуумни прекъсвачи се случва в специални инсталации, като се използват модерни технологии - "чиста стая", вакуумни пещи, и т.н.
Производство на вакуумната камера е високотехнологичен производствен процес. След сглобени, камера ключ се поставя във вакуумна пещ, където те са херметически затворени.
Четири основни точки в производството на камера вакуум прекъсвач:
- перфектен вакуум
- Подробно изчисление на електрическите параметри.
- дъга система за контрол
- Материалните контактни групи
Четири ключови точки в производството на вакуумни прекъсвачи:
1. идеален общото качество на сглобяване на устройството.
2. точно изчисляване на електромагнитните параметри на устройството. Когато грешки в дизайна на устройството, интерференцията между vozmozhnyelektromagnitnye разединители.
3. механизъм. Необходимо е да се разработи кратък ход на двигателя и ниско ниво на консумация на енергия. Например, при преминаването на 38kV, необходимата ход на механизма е 1/2 "и по този начин консумацията на енергия е по-малко от 150 J.
4. перфектно херметични заварки.
Устройство класически вакуум прекъсвач.
V8 прекъсвач камера при 15 кВ (4 1/2 "диаметър.). В началото на 70-те години.
Снимката показва основните компоненти дизайн вакуум прекъсвач.
дъга контрол: радиално магнитно поле.
дъга контрол: аксиален магнитно поле.
Рамка за запис с висока скорост (9000 кадъра).
Изображение аксиално магнитно поле
40kArms 12kVrms
Процесът използва самостоятелно индуктивност на магнитното поле по оста на електрическата дъга предотвратява дъга сгъстен и предотвратява прегряването на подложката, отстраняване на излишната енергия. В този случай, на подложка материал не трябва да допринася за движението на дъгата по контактната повърхност. Има възможност в промишлена среда за извършване на превключване течения на над 100 кА.
Дъгата във вакуум - материалът на контактните групи.
Frame запис с висока скорост (5000 кадъра в секунда).
Снимка на контактната площ с диаметър 35 mm.
Radial магнитно поле.
20kArms 12kVrms
При отваряне на контактите под вакуум до контакти изпаряват метални повърхности, които формират електрическа дъга. Свойствата на дъгата се променят в зависимост от материала, от който контактите.
Препоръчителни параметри на контактните ламели:
Първоначално за производство на печатни платки се използва сплав от мед и хром. Този материал е разработен и патентован от английски Electric през 1960. Понастоящем, това е най-използван метал в производството на вакуумни прекъсвачи.
Принципът на работа на механизма.
Механизмът на вакуум схема е проектирана така, че количеството на изразходваната енергия за превключване не е от значение - там просто се движат контакти. Типичен управление повторно затваряне достатъчно, за да изразходват енергия в джаули 150-200, за разлика от основната газова изолация ключа, който трябва 18000-24000 джаула за една смяна. Този факт позволи да бъдат използвани в постоянните магнити.
Принципът на работа на магнитното активатора
Етап почивка етап Предложение модел.
днес Какво е положението?
Получени през последните четиридесет години, научните постижения направиха възможно да се съчетаят, в производството на вакуум изолатор камера и 38kV 72/84 един кV. Максималният възможен напрежение в разединител днес достига 145 кВ - по този начин, по-високо ниво на превключване напрежение и ниска консумация на енергия се позволи използването на надежден и евтин устройство.
Breaker на снимката в ляво е проектиран да работи под напрежение 95kV, както е показано вдясно - за работа под напрежение 250 кV. Дължината на двете устройства е същото. стана възможно Този напредък чрез подобряване на материалите, от които са изработени електрически контактни повърхности.
Проблемите, които възникват, когато използвате вакуумни прекъсвачи на мрежи с по-високо напрежение:
За операция изисква физически по-голям размер на вакуумната камера, което води до намаляване на производителността и разграждане на самите камери обработка.
Увеличението на физически размер на устройството увеличава изискванията за да се гарантира запечатването на устройството и да контролира производствения процес.
Long (по-дълъг от 24 mm) разминаване между контактите да повлияе на способността за контрол на радиален дъгата и аксиален магнитно поле, и намалява ефективността на устройството.
Използвах актуални материали за производството на контакти, предназначена за средно напрежение. За да работят по такива големи различия между контактите, необходими за разработване на нови материали.
Необходимо е да се вземат под внимание наличието на рентгенови лъчи.
Във връзка с последната точка, трябва да отбележим няколко факта:
При изключена, контактора не рентгенови лъчи светлина.
С средните стойности на напрежение (до 38kV) рентгенови лъчи е нула или незначително. Като правило, се превключва напрежение до 38kV рентгеново излъчване настъпва само при напрежението на изпитване.
Веднага след като напрежението на системата се повишава до 145 кВ, силата на рентгенови лъчи се увеличава, а там вече е необходимо да се отговори на опасенията за сигурността.
Въпросът, който сега е изправена пред разработчиците на вакуумни прекъсвачи, колко голяма ще е облъчване на околното пространство, и как това ще се отрази на полимерите и електроника, които се монтират директно върху самия ключ.
Today.
Високо напрежение вакуум прекъсвач, проектирани да работят до 145 кV.
Modern вакуум прекъсвач.
Производство на камера вакуум прекъсвач, предназначен за работа в мрежи 145 кВ, значително опростява производството на вакуум прекъсвач 300 Кв на. с две места се прекъсне за фаза. Въпреки това, тези стойности за високо напрежение, които правят техните искания за материалните контакти и методите за контрол на дъга.
изводи:
Технологично възможно индустриалното производство и експлоатация на вакуумни прекъсвачи на мрежи с напрежение до 145 кВ.
Използвайки само известен днес технология може да работи на вакуумни прекъсвачи в мрежи с до 300-400 кV.
Към днешна дата, има сериозни технически проблеми, които пречат на използването на вакуумни прекъсвачи за мрежите на повече от 400 кВт в близко бъдеще. Въпреки това, работата в тази посока е в ход, целта на тази работа - производството на вакуумни прекъсвачи за използване в мрежата на до 750 kVolt.
Към днешна дата, няма сериозни проблеми с използването на вакуумни прекъсвачи по основните линии. Вакуумни прекъсвачи, в продължение на 30 години, са били успешно използвани в мощността на предаване в мрежите с напрежение до 132 кV.