Вакуумдық өшіргіш (Vacuum Interrupter) дегеніміз не және ол VCB үшін неге маңызды?

Вакуумдық қосқыш — қазіргі электр қосқыш жүйелеріндегі ең сенімді қосу технологияларының бірі. Әрбір вакуумдық қосқыштың негізінде осы технологияны мүмкін ететін маңызды компонент орналасқан: вакуумдық өшіргіш. Вакуумдық өшіргіш дегеніміз не екенін және оның вакуумдық қосқыштың жұмысы үшін неге маңызды екенін түсіну — электр инженерлері, зауыт басқарушылары мен жөндеу мамандары үшін қажетті білім, өйткені олар бұл құрылғыларға құрылғылар мен персоналды қорғау үшін сүйенеді. Вакуумдық өшіргіш — бұл тек пассивті қорап емес; бұл — вакуумдық қосқыштың апаттық токтарды қалай тиімді өшіретінін және жүйенің бүтіндігін қалай сақтайтынын тікелей анықтайтын инженерлік жинақ.

Вакуумдық өшіргіш — бұл 0,01 Па-дан төмен қысымда сақталатын жуықтап айтқанда идеал вакууммен толтырылған герметикалық камера. Бұл камераның ішінде екі контакт электроды басқарылатын қашықтықта орналасады және тоқты өшіру процесі кезінде олар ауа саңылауы арқылы бөлінеді. Қалыпты жұмыс кезінде вакуумдық қосқыш арқылы тоқ өткен кезде бұл контакттар жабық тұрады және электр тоғын аз қарсылықпен өткізеді. Авария пайда болған кезде немесе қосқыш ашылуы қажет болған кезде вакуумдық өшіргіштегі арка басқару механизмдері электрлік арканы шамамен лездік өшіреді. Бұл вакуумдық орта арканың өзін ұстай алмайтын шарттарды жасайды, сондықтан вакуумдық өшіргіш вакуумдық қосқыштарды ескі механикалық немесе майлық нұсқалардан ажырататын негізгі технология болып табылады.

Вакуумдық өшіргіштің құрылымын түсіну

Негізгі компоненттердің құрылымы мен материалдары

Vacuumdy interrupter tobyndyrynyң құрамына бірлесіп жұмыс істейтін бірнеше дәл орындалған субкомпоненттер кіреді. Сыртқы корпус әдетте электрлік изоляция қасиеттері мен вакуумдық бүтіндігі үшін таңдалған керамика немесе шыны-керамика материалдарынан жасалады. Бұл герметик қаптау ішінде қозғалмалы және қозғалмайтын контакттар электрлік өткізгіштік пен механикалық ұстау қызметін атқаратын мыс стерженьдеріне орнатылады. Контакттар өзінде әдетте мыс-хром қорытпаларынан жасалады, себебі олар жоғары электрлік өткізгіштікті доға әсеріне төзімділікпен қосып береді. Доға басқару құрылғылары — көбінесе сәулелі күймелер немесе спиральды ойықтар — контакт беттеріне интеграцияланған, сондықтан тоқты үзген кезде электрлік доғаның пішінін қалыптастырады және оны суытады. Бұл VCB компонентінің дизайны доға басқару механизмдері іске қосылған кезде доға энергиясының вакуумдық камера ішінде тез және қауіпсіз шашылып кетуін, ал өшіргіштің корпусы арқылы қауіпті түрде таралуының болмауын қамтамасыз етеді.

Vacuumdïñ bütündügí men týqyzdyq Технология

Interruptor kamerasyndagý vacuumdy saqtaw — vacuumdyq ajyrgyshlardyñ senimdilígí üshin absolyut qajet. Keramika qoplamasy men metal stержenler arasindagý týqyzdyq arayysy atmosferalýq awa kameralarǵa kirmes üshin germetikalyq týqyzdyqqa iye boluyý kerek, bul qurǵy 20–30 jylǵa deyin isleytugýn ömri boyynsha qamtyrylady. Vacuumdyñ bütündügíne kirdi kózdegi bozýsý arcyny bastyru kabiletin zarymdaydy, sebebi atmosferalyq oksigen men azot kameralarǵa qayta kirip, vacuumdyq interruptordy basqarýǵa tiýisli arcyny qoldauyý mümkindigíni beredi. Keramika–metal arayysynda metallurgialyq birlesu tekhnikalary termik tsikllar, terbelis men mekhanikalyq kargylyqqa túrýsýn týqyzdyqqa zarar keltirmeytugýn kamelet etedi. Qazirgi zamannyń ilgeri jetkendirilgen VCB komponentteriniń ishlep shyǵarywyna birneshe tekseru basqyshlary kiritilgen: geliý gazy arqyly sızýdy anýqlaw men uzak merzimdi vacuumdyñ týrýsýlyǵyn synaqqa salýw — bul barlyq vacuumdyq interruptordyñ syrekti sapy standarttaryna say keldigin tekseriw üshin, ony ajyrgysh assambleyasyna ornatasymyn aldynan oryndalady.

Arcyny bastyru mexanizmderi men ónimi

Вакуумдық өшіргіште Arc Control қалай жұмыс істейді

Vacuumdykiy interrupterdegi arkany basqarudyn isleytyn ushyn fizikalyq geometriya menen vacuumdyk fizikanyng biriktesi qoldanylady. Kontakttardy ayzdyrghan kozde toktyng bashtapqy akysy elektrodlar arasynda arka zhoqarylygyndy tudyryp beredi. Kontakttardyng ozyndagy olshemy (kanallar menen jylgyzylgan) ya da qanatysh (fins) geometriyasy bu arkanyn aynalys ya da spiral traktoryna bagynytyn, onyn uzynlygyn arttyryp, tez genisayu arqyly soytytady. Bir mezende vacuumdyk orta arkanyn qorshagandy gaz molekulalaryn otqyzyp jiberuyge tosqauylyq etedi, bul konventsiyalycy tok kesgishterde arkanyn sowtyruyna sebeptesip, tokty kesu waqytyn uzartady. Arkany basqarudyng dizayny arkanyn uyqyrlygyn neshewu millisekundqa yamasa odan da azgaytady, bul tokty tezirerek jane senimdy kesuge mumikindik beredi. Onerkashyptyq jene kommunaldyq vacuumdyk tok kesgishterdegi zhogary avariya akymdary ushyn bul tez arka soydurylygy kontakttardy jene qoshendegi juye boklerdyn jylgyzyluyga tosqauylyq etedi. Jaksy dizaynlanagan vacuumdyk interrupterdyn arkanyn basqaruyda jogsary dyngylygy tuwraqlyq, tekseru aralygyndy azaytu jene juye boklerdyn qyzmet otyrysyndy uzartu menen baylanysty.

Темас ыдырауы және ауыстыру циклдары

Вакуумдық өшіргіштің өте жоғары сапалы жұмыс істеуіне қарамастан, әр доға оқиғасы кезінде темастар біртіндеп ыдырайды. Доға энергиясы темас материалдарының микроскопиялық қабаттарын жояды, бұл процессті ыдырау деп атайды. Қазіргі заманғы вакуумдық өшіргіштердің конструкциясы мен жетілдірілген ВКӨ компоненттерінің материалдары арнайы қорытпалардың құрамы мен оптималды доға басқару геометриясы арқылы осы тозу құбылысын азайтады. Ыдырау жылдамдығы әдетте әрбір операцияға келетін миллиметрдің бөлшектерімен өлшенеді, сондықтан бір вакуумдық өшіргіштің ауыстыру қажет болғанша он мыңдаған өшіру циклдарын көтеруге болады. Бұл тұрақтылық артықшылығы вакуумдық өшіргіштерді жиі техникалық қызмет көрсетуді немесе толығымен ауыстыруды қажет ететін ескі конструкцияларға қарағанда әлдеқайда экономикалық тиімді етеді. Ыдырау сипаттамаларын түсіну коммуналдық кәсіпорындар мен өнеркәсіптік кәсіпорындарға техникалық қызмет көрсету жоспарын құруға және ұзақ мерзімді жабдықтарды басқаруға керекті бюджетті есептеуге көмектеседі.

Вакуумдық өшіргіштердің сенімділігі үшін өте маңызды

Авариялық токты өшіру қабілеті

Вакуумдық өшіргіштің негізгі міндеті — электр жүйелерін тізбектің құлауынан қорғау үшін ақаулық токтарын таза және жылдам өшіру. Тарату желісінде қысқа тұйықталу немесе жерге қосылу ақауы пайда болған кезде, ток миллисекунд ішінде нормалды жұмыс режиміндегі деңгейден бірнеше есе артуы мүмкін. Вакуумдық қосқыш осы артық ток жағдайын сезінуі және контактілерді дәл белгіленген уақыт аралығында ашуға команда беруі тиіс. Содан кейін вакуумдық өшіргіштегі арка басқару қызметі арканы контактілердің бетіне, керамикалық қабықшаға немесе көршілес жабдыққа катастрофалық жылулық зақым келтірмей-ақ өшіреді. Қазіргі заманғы жоғары кернеулі вакуумдық қосқыштар 50 000 амперден асатын симметриялық емес ақаулық токтарын сенімді түрде өшіре алады; бұл мүмкіндік толығымен вакуумдық өшіргіштің жұмыс істеу сапасына тәуелді. Тиімді вакуумдық өшіргіш болмаған жағдайда ешбір вакуумдық қосқыш осы қатаң өшіру талаптарын немесе электр тарату жүйелері үшін қажетті қауіпсіздік стандарттарын қанағаттандыра алмайды.

Қоршаған ортаға және жұмыс істеуге арналған артықшылықтар

Вакуумдық үзіліс вакуумдық үзілісті маймен немесе SF6 толтырған баламалардан таза және қауіпсіз етеді. Арк сөндіру процесі эвакуацияланған камерада жүргізілгендіктен, қалыпты жұмыс кезінде улы газдар пайда болмайды. Бұзылудан кейін қоршаған ортаны тазалау талап етілмейді және бұзылушының айналасына арнайы желдету жабдығы орнатылмауы тиіс. Вакуумдық үзіліс арқылы мүмкін болған компактты конструкция электр қосалқы станцияларында аз жылжымайтын мүлікті тұтынатын кіші, жеңіл вакуумдық үзіліс құрылғыларын пайдалануға мүмкіндік береді. Операторлар қауіпті заттармен араласпай, жабдықтарды қауіпсіз қызметтен шығара алады. Бұл артықшылықтар вакуумдық үзіліс құрылғысының технологиясын коммуналдық қызметтер, өнеркәсіптік нысандар, жаңартылатын энергия қондырғылары және көлік желілеріне тартуды кеңейтеді. Вакуумдық үзілістің арканы басқаруды тиімді және экологиялық жағынан жауапты етудегі рөлі қазіргі электр инфрақұрылымының тұрақтылығы жағдайында асыра бағалануы мүмкін емес.

Жиі қойылатын сұрақтар

Вакуумдық өшіргіште вакуум жоғалса, не болады?

Егер ауа вакуумдық өшіргіш камерасына сырттан кірсе, вакуумдық қосқыш негізгі электр доғасын бақылау артықшылығын жоғалтады. Ауа молекулалары электр доғасын ұстап тұрады және оның ұзақтығын арттырады, бұл өшіру процесін баяулатады және контактілердің тозу жылдамдығын көтереді. Қосқыш жоғары авариялық токтарды сенімді өшіре алмай қалуы мүмкін, бұл қауіпсіздік пен жабдық зақымдануына қатты қауп тудырады. Сондықтан вакуумдық бүтіндікті тексеру өндіріс кезінде жүргізіледі және пайдаланыстағы вакуумдық қосқыштардың күйін бақылау үшін кезеңдік диагностикалық тексерулер ұсынылады.

Вакуумдық өшіргішті жөндеуге бола ма, әлде оны алмастыру керек пе?

Vacuumdy interrupterdi sahanıda жөндеуге болмайды, себебі ішкі vacuumdy қалпына келтіру үшін арнайы зертханалық жабдық пен герметикаланған камерада өңдеу қажет. Vacuumdy interrupter тұтынуы көп болған кезде контакттардың әлсіреуі нәтижесінде зақымданған немесе өмір сүру мерзімі аяқталған кезде барлық құрылғыны алмастыру керек. Көптеген vacuumdy айнымалы ток өшіргіштерінің конструкциясы interrupter патронды толық өшіргішті алмастырмай-ақ алмастыруға мүмкіндік береді, бұл толық құрылғыны алмастыруға қарағанда тоқтату уақыты мен шығындарды азайтады. Жөндеу жұмыстарын орындаған кезде техникалық қызмет көрсету тобы өндірушінің нұсқаулығы мен сапалы техниктердің протоколдарын қатаң сақтауы керек.

Vacuumdy interrupterдің әдетте қанша уақыт жұмыс істеуі керек?

Жақсы ұсталатын вакуумдық өшіргіш қалыпты жұмыс істеу шарттарында 20–30 жыл немесе одан да көп уақыт бойы сенімді жұмыс істей алады. Оның жұмыс істеу мерзімі өшіру циклдарының санына, өшірілетін апаттық токтардың шамасына және ұстау тәжірибелеріне тәуелді. Көбінесе электр желілері мен өнеркәсіптік қолданыста вакуумдық қосқыштардың жұмысы орташа апаттық оқиғалармен байланысты болғандықтан, бір вакуумдық өшіргіш құрылғысы жиі қосқыштың өзінің экономикалық қызмет ету мерзімінен де ұзақ уақыт жұмыс істейді, сондықтан құрылғының жалпы қызмет ету мерзімінің аяқталуына дейін оның ауыстырылуы қажет емес.