Эксплуатационные характеристики и принцип работы высоковольтных вакуумных выключателей
Введение в характеристики высоковольтных вакуумных выключателей
Высоковольтные вакуумные выключатели могут часто срабатывать или многократно прерывать токи короткого замыкания в пределах своего рабочего диапазона; их механический ресурс может достигать 30 000 циклов, а количество прерываний тока короткого замыкания при полной мощности может достигать 50.
Высоковольтные вакуумные выключатели подходят для операций повторного включения и обладают чрезвычайно высокой эксплуатационной надежностью и сроком службы.
Высоковольтные вакуумные выключатели (стандартного типа) используют вертикальный изоляционный цилиндр для защиты от воздействия различных климатических условий; с точки зрения технического обслуживания обычно требуется лишь периодическая очистка или смазка механизма управления.
Высоковольтные вакуумные выключатели (полюсного типа) имеют прочную изоляционную конструкцию — интегрированные герметичные полюса — что обеспечивает работу без технического обслуживания.
Высоковольтные вакуумные выключатели могут устанавливаться в распределительных устройствах в стационарном, выдвижном или рамном исполнении.
Введение в принцип работы высоковольтных вакуумных выключателей
Принцип работы механизма с постоянным магнитом: Когда выключатель находится в замкнутом или разомкнутом положении, ток через катушку не протекает. Постоянный магнит использует путь с низким магнитным сопротивлением, обеспечиваемый подвижным и неподвижным железными сердечниками, для удержания железного сердечника в верхнем и нижнем положениях без механической фиксации. При получении сигнала действия ток в катушке замыкания или размыкания генерирует магнитодвижущую силу. Магнитные поля, создаваемые катушками в подвижном и неподвижном железных сердечниках, накладываются на магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Под действием объединенной силы магнитного поля подвижный железный сердечник вместе с закрепленным на нем приводным стержнем приводит в движение корпус выключателя для выполнения задачи размыкания и замыкания с заданной скоростью в течение заданного времени. Этот механизм называется двухпозиционной бистабильной структурой, поскольку подвижный железный сердечник может удерживаться в любом из концов своего хода без потребления энергии. В отличие от традиционных электромагнитных механизмов, в них подвижный железный сердечник удерживается на одном конце хода пружиной, а другой конец защищен механической защелкой или электромагнитной энергией. Как описано выше, механизм управления с постоянным магнитом выполняет все функции традиционного механизма управления автоматическим выключателем благодаря специальной комбинации электромагнита и постоянного магнита: постоянный магнит заменяет традиционный механизм разблокировки для поддержания предельного положения, а катушки открытия и закрытия обеспечивают энергию, необходимую для работы. Видно, что благодаря изменению принципа работы общее количество деталей во всем механизме значительно сокращается, что потенциально может привести к существенному повышению общей надежности. Благодаря присущим механизму с постоянным магнитом характеристикам, надежность автоматического выключателя может быть улучшена. Кроме того, поскольку характеристики открытия и закрытия зависят только от параметров катушки, характеристики открытия и закрытия механизма с постоянным магнитом могут контролироваться электронной или микрокомпьютерной системой, обеспечивая интеллектуальное управление скоростными характеристиками и обладая возможностями самодиагностики. В цепи управления может использоваться электронное управление и внешний контактор постоянного тока для замыкания.
Принцип гашения дуги в дугогасительной камере: В высоковольтном вакуумном выключателе (оснащённом механизмом управления с постоянными магнитами) используется вакуумная дугогасительная камера, в которой вакуум служит средой для гашения и изоляции дуги. Дугогасительная камера обладает чрезвычайно высокой степенью вакуума. Когда подвижные и неподвижные контакты под напряжением размыкаются под действием механизма управления, между контактами генерируется вакуумная дуга. В то же время, благодаря особой структуре контактов, в зазоре между контактами создаётся соответствующее продольное магнитное поле, благодаря чему вакуумная дуга остаётся рассеянной и равномерно горит на поверхности контакта, поддерживая низкое напряжение дуги. Когда ток естественным образом пересекает нулевое значение, остаточные ионы, электроны и пары металла могут рекомбинировать или накапливаться на поверхности контакта и экранировать его в течение микросекунд. Диэлектрическая изоляция дугогасительной камеры быстро восстанавливается, тем самым гасится дуга и достигается цель размыкания. Благодаря тому, что этот высоковольтный вакуумный выключатель использует магнитное поле для управления вакуумной дугой, он обладает высокой и стабильной способностью выдерживать ток отключения.
