Aufbau, Prinzip und Eigenschaften von Vakuum-Leistungsschaltern
Aufbau des Vakuum-Leistungsschalters
Die Struktur des Vakuum-Leistungsschalters besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Vakuum-Lichtbogenlöschkammer, Betätigungsmechanismus, Stütze und andere Komponenten.
1. Vakuumschaltröhre
Vakuumunterbrecher, auch als Vakuumschaltröhre bekannt, ist die Kernkomponente des Vakuumleistungsschalters.Seine Hauptfunktion besteht darin, dem Mittel- und Hochspannungskreis zu ermöglichen, den Lichtbogen schnell zu löschen und den Strom nach dem Abschalten der Stromversorgung durch die hervorragende Isolierleistung des Vakuums im Rohr zu unterdrücken, um Unfälle und Unfälle zu vermeiden.Vakuumschaltröhren werden nach ihrem Gehäuse in Glas-Vakuumschaltröhren und Keramik-Vakuumschaltröhren unterteilt.
Die Vakuum-Lichtbogenlöschkammer besteht hauptsächlich aus einer luftdichten Isolierhülle, einem leitfähigen Stromkreis, einem Abschirmsystem, einem Kontakt, einem Faltenbalg und anderen Teilen.
1) Luftdichtes Isoliersystem
Das luftdichte Isoliersystem besteht aus einer luftdichten Isolierschale aus Glas oder Keramik, einer beweglichen Endabdeckplatte, einer festen Endabdeckplatte und einem Edelstahlbalg.Um eine gute Luftdichtigkeit zwischen Glas, Keramik und Metall zu gewährleisten, muss neben einem strengen Arbeitsablauf beim Versiegeln die Durchlässigkeit des Materials selbst so gering wie möglich sein und die innere Luftabgabe auf ein Minimum begrenzt werden.Edelstahlbälge können nicht nur den Vakuumzustand innerhalb der Vakuum-Lichtbogenlöschkammer vom äußeren atmosphärischen Zustand isolieren, sondern auch den beweglichen Kontakt und den beweglichen leitfähigen Stab innerhalb des angegebenen Bereichs bewegen, um den Verbindungs- und Trennvorgang des Vakuumschalters abzuschließen.
2) Leitfähiges System
Das Leitsystem der Lichtbogenlöschkammer besteht aus dem festen Leiterstab, der festen Lauflichtbogenfläche, dem festen Kontakt, dem beweglichen Kontakt, der beweglichen Lauflichtbogenfläche und dem beweglichen Leiterstab.Darunter werden der feststehende leitende Stab, die feststehende Lauflichtbogenoberfläche und der feststehende Kontakt gemeinsam als die feststehende Elektrode bezeichnet;Beweglicher Kontakt, sich bewegende Lichtbogenoberfläche und sich bewegender leitender Stab werden gemeinsam als sich bewegende Elektrode bezeichnet.Wenn der Vakuum-Leistungsschalter, der Vakuum-Lastschalter und der Vakuum-Schütz, die von der Vakuum-Lichtbogenlöschkammer zusammengebaut sind, geschlossen werden, schließt der Betätigungsmechanismus die beiden Kontakte durch die Bewegung der beweglichen leitenden Stange, wodurch die Verbindung des Stromkreises abgeschlossen wird.Um den Übergangswiderstand zwischen den beiden Kontakten möglichst klein und stabil zu halten und eine gute mechanische Festigkeit zu haben, wenn die Lichtbogenlöschkammer den dynamisch stabilen Strom trägt, ist der Vakuumschalter an einem Ende der dynamischen Leitung mit einer Führungshülse ausgestattet Stange und ein Satz Druckfedern werden verwendet, um einen Nenndruck zwischen den beiden Kontakten aufrechtzuerhalten.Wenn der Vakuumschalter den Strom unterbricht, trennen sich die beiden Kontakte der Lichtbogenlöschkammer und erzeugen einen Lichtbogen zwischen ihnen, bis der Lichtbogen erlischt, wenn der Strom natürlich Null kreuzt, und die Stromkreisunterbrechung abgeschlossen ist.
3) Abschirmsystem
Das Abschirmsystem der Vakuum-Lichtbogenlöschkammer besteht hauptsächlich aus Abschirmzylinder, Abschirmabdeckung und anderen Teilen.Die Hauptfunktionen des Abschirmsystems sind:
(1) Verhindern Sie, dass der Kontakt während des Lichtbogens eine große Menge Metalldampf und Flüssigkeitströpfchen verspritzt, die die Innenwand der Isolierhülle verschmutzen und die Isolationsfestigkeit verringern oder einen Überschlag verursachen.
(2) Die Verbesserung der elektrischen Feldverteilung innerhalb des Vakuumschalters ist der Miniaturisierung der Isolationshülle des Vakuumschalters förderlich, insbesondere der Miniaturisierung des Vakuumschalters mit Hochspannung.
(3) Absorbieren einen Teil der Lichtbogenenergie und kondensieren Lichtbogenprodukte.Insbesondere wenn die Vakuumschaltröhre den Kurzschlussstrom unterbricht, wird ein Großteil der vom Lichtbogen erzeugten Wärmeenergie vom Abschirmsystem absorbiert, was der Verbesserung der dielektrischen Wiederkehrfestigkeit zwischen den Kontakten förderlich ist.Je mehr Lichtbogenprodukte vom Abschirmsystem absorbiert werden, desto mehr Energie absorbiert es, was eine gute Rolle bei der Erhöhung des Ausschaltvermögens der Vakuumschaltröhre spielt.
4) Kontaktsystem
Der Kontakt ist der Teil, an dem der Lichtbogen erzeugt und gelöscht wird, und die Anforderungen an Materialien und Strukturen sind relativ hoch.
(1) Kontaktmaterial
Für Kontaktmaterialien gelten folgende Anforderungen:
a.Hohe Ausschaltleistung
Es erfordert, dass die Leitfähigkeit des Materials selbst groß ist, der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient klein ist, die Wärmekapazität groß ist und die thermische Elektronenemissionskapazität niedrig ist.
b.Hohe Durchbruchspannung
Eine hohe Durchschlagsspannung führt zu einer hohen dielektrischen Erholungsfestigkeit, was für die Lichtbogenlöschung vorteilhaft ist.
c.Hohe elektrische Korrosionsbeständigkeit
Das heißt, es kann der Ablation eines elektrischen Lichtbogens standhalten und weist eine geringere Metallverdampfung auf.
d.Beständigkeit gegen Schmelzschweißen.
e.Der untere Abschaltstromwert muss unter 2,5 A liegen.
f.Niedriger Gasgehalt
Niedriger Luftgehalt ist die Anforderung an alle Materialien, die innerhalb der Vakuumschaltröhre verwendet werden.Insbesondere Kupfer muss sauerstofffreies Kupfer sein, das durch ein spezielles Verfahren mit niedrigem Gasgehalt behandelt wurde.Und die Legierung aus Silber und Kupfer wird zum Löten benötigt.
g.Das Kontaktmaterial der Vakuum-Lichtbogenlöschkammer für Leistungsschalter besteht hauptsächlich aus einer Kupfer-Chrom-Legierung, wobei Kupfer und Chrom jeweils 50% ausmachen.Ein Kupfer-Chrom-Legierungsblech mit einer Dicke von 3 mm ist auf die Kontaktflächen der oberen bzw. unteren Kontakte geschweißt.Der Rest wird als Kontaktbasis bezeichnet, die aus sauerstofffreiem Kupfer bestehen kann.
(2) Kontaktstruktur
Die Kontaktstruktur hat großen Einfluss auf das Ausschaltvermögen der Lichtbogenlöschkammer.Die Lichtbogenlöschwirkung, die durch die Verwendung von Kontakten mit unterschiedlichen Strukturen erzeugt wird, ist unterschiedlich.Es gibt drei Arten von üblicherweise verwendeten Kontakten: Kontakt mit Spiraltrogstruktur, Kontakt mit becherförmiger Struktur mit Rutsche und Kontakt mit becherförmiger Struktur mit Längsmagnetfeld, von denen der Kontakt mit becherförmiger Struktur mit Längsmagnetfeld der Hauptkontakt ist.
5) Faltenbalg
Der Faltenbalg der Vakuum-Lichtbogenlöschkammer ist hauptsächlich dafür verantwortlich, die Bewegung der beweglichen Elektrode in einem bestimmten Bereich zu gewährleisten und ein hohes Vakuum für lange Zeit aufrechtzuerhalten, und wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Vakuum-Lichtbogenlöschkammer eine hohe mechanische Lebensdauer hat.Der Faltenbalg der Vakuumschaltröhre ist ein dünnwandiges Element aus Edelstahl mit einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm.Während des Öffnungs- und Schließvorgangs des Vakuumschalters wird der Faltenbalg der Lichtbogenlöschkammer gedehnt und zusammengezogen, und der Abschnitt des Faltenbalgs wird unterschiedlich beansprucht, daher sollte die Lebensdauer des Faltenbalgs entsprechend bestimmt werden wiederholte Expansion und Kontraktion und der Betriebsdruck.Die Lebensdauer des Faltenbalgs hängt von der Heiztemperatur der Arbeitsbedingungen ab.Nachdem die Vakuum-Lichtbogenlöschkammer den großen Kurzschlussstrom unterbricht, wird die Restwärme des leitfähigen Stabs auf den Balg übertragen, um die Temperatur des Balgs zu erhöhen.Wenn die Temperatur bis zu einem gewissen Grad ansteigt, führt dies zur Ermüdung des Faltenbalgs und beeinträchtigt die Lebensdauer des Faltenbalgs.
Postzeit: 04.07.2022