کلید خلاء

کلید خلاء یا VCB و خاموش کننده قوس با خلاء

این قطعه نوعی کلید‌است که در آن خاموش شدن قوس در خلا صورت می گیرد. این فناوری برای ولتاژ متوسط عمدتا ​​مناسب‌است.

برای ولتاژهای بالاتر نیز توسعه یافته‌است اما از نظر تجاری مناسب نیست.

عمل باز و بسته شدن اتصالات حامل جریان و قطع قوس کنتاکت در یک محفظه خلاء در کلید انجام می‌شود که به آن قطع کننده خلا گفته‌می‌شود.

قطع کننده خلاء شامل  یک محفظه قوس فولادی که در داخل آن عایق‌های سرامیکی به صورت مرتب قرار گرفته‌شده‌است تشکیل شده‌است.

فشار خلا در داخل یک کلید خلاء معمولاً در حدود 5-6 بار حفظ می‌شود.

ماده مورد استفاده برای کنتاکت های حامل جریان نقش مهمی در عملکرد کلید خلاء ایفا می‌کند.

Cu / Cr ماده ایده آل برای کنتاکت VCB‌است. فناوری قطع جریان به وسیله خلاء برای اولین بار در سال 1960 معرفی شد.

اما هنوز هم یک فناوری در حال توسعه‌است. با گذشت زمان ، اندازه کلید‌های قطع جریان به وسیله خلاء از ابتدای دهه 1960 به دلیل پیشرفت‌های فنی مختلف در این زمینه از مهندسی کاهش می یابد.

هندسه و ساختار کنتاکت‌ها نیز با گذشت زمان نیز بهبود می یابد ، ازکنتاکت دکمه‌ای روزهای اولیه به تدریج به شکل مارپیچ ، شکل پیاله‌ای و کنتاکت با میدان مغناطیسی محوری تغییر یافته‌است.

امروزه کلید خلاء به عنوان معتبرترین فناوری قطع جریان برای سوئیچینگ ولتاژ متوسط ​​شناخته‌شده‌است. در مقایسه با سایر فن آوری‌های این نوع کلیدها نیاز به حداقل تعمیر و نگهداری دارند.

مزایای استفاده از Vacuum Circuit Breaker یا VCB یا همان کلید های خلا

عمر کلید خلاء بسیار طولانی‌تر از انواع دیگر کلید‌ها‌است. هیچ گونه خطر آتش سوزی مانند کلید‌های روغنی وجود ندارد. این نوع کلید‌ها بسیار سازگارتر با محیط زیست نسبت به کلید SF هستند. تعویض کلید خلاVI)) بسیار راحت‌است.

عملکرد کلید خلا

هدف اصلی هر کلید ، خاموش کردن قوس در طول عبور صفر جریان ، با ایجاد مقاومت بالای دی الکتریک در بین کنتاکت‌ها ( تیغه‌ها)‌است به گونه ای که برقراری مجدد قوس پس از عبور از صفر جریان غیرممکن شود.

مقاومت دی الکتریک خلاء هشت برابر بیشتر از هوا و چهار برابر بیشتر از گاز SF6‌است. این استحکام دی الکتریک بالا باعث می‌شود

قوس خلاء در فاصله فیزیکی کنتاکتی بسیار کمی از بین رود. برای فاصله کنتاکت کم ، جرم کنتاکت کم و نبود فشرده‌سازی ماده‌ی خاموش‌کننده  ، انرژی موردنیاز برای عملکرد  کلید خلاء حداقل‌است.

هنگامی که دو کنتاکت چسبیده به هم باید از یکدیگر جدا می‌شوند ، فوراً از یکدیگر جدا نمی‌شوند ،

ناحیه تماس در قسمت تماس کاهش می یابد و در نهایت به یک نقطه می‌رسد و سپس در نهایت از هم جدا می‌شوند.

اگرچه این اتفاق در کسری از میکرو ثانیه رخ می‌دهد ، اما یک واقعیت‌است.

در این لحظه از تماس کنتاکت‌ها در خلاء ، جریان از طریق کنتاکت‌ها با تمرکز بر روی آخرین نقطه تماس در سطح کنتاکت و ایجاد یک نقطه داغ انجام‌می‌شود.

از آنجا که این یک خلاء‌است ، فلز موجود در سطح کنتاکت به دلیل آن نقطه داغ به راحتی تبخیر‌می‌شود

و یک وسیله رسانا برای مسیر قوس ایجاد‌می‌کند. سپس قوس شروع‌می‌شود و تا صفر جریان  بعدی ادامه می‌یابد.

مقالات مرتبط:

نظریه قطع قوس

قوس چیست ؟ قوس در کلید قدرت

در صفر جریان این قوس خلاء خاموش‌شده و بخارهای فلزی رسانا مجدداً در سطح تماس متراکم می‌شوند.

در این مرحله ، کنتاکت‌ها از قبل جدا شده‌اند ، بنابراین هیچ تردیدی در تبخیر مجدد سطح تماس ، برای چرخه بعدی جریان وجود ندارد.

این بدان معنی‌است که قوس نمی‌تواند دوباره برقرار‌شود. بدین ترتیب کلید خلاء با تولید استحکام دی الکتریک زیاد در شکاف تماس پس از صفر جریان مانع از استقرار مجدد قوس‌می‌شود.

دو نوع قوس وجود دارد. برای قطع جریان تا 10 کیلو آمپر ، قوس، پراکنده باقی می‌ماند و تخلیه بخار را تشکیل می‌دهد و کل سطح تماس را می‌پوشاند.

بالاتر از 10 کیلو ولت ، قوس منتشر‌شده توسط میدان مغناطیسی خاص خود محدود‌می‌شود و منقبض‌می‌شود.

این پدیده باعث افزایش بیش از حد کنتاکت‌ها در مرکز آن می‌شود. برای جلوگیری از این امر ، طراحی کنتاکت‌ها باید به گونه‌ای باشد

که قوس ثابت نماند بلکه با حرکت در میدان مغناطیسی خود حرکت کند. شکل تماس ویژه طراحی‌شده از کلید خلا باعث‌می‌شود

که قوس ثابت در طول سطح کنتاکت‌ها حرکت کند ، در نتیجه باعث حداقل فرسایش کنتاکت‌ها و یکنواخت‌شدن‌می‌شود.

کلید هوایی – ساختار – کاربرد و نحوه ی عملکرد کلید هوایی

تفاوت بین مدارشکن و جداکننده/ قطع‌کننده

تعمیر و نگهداری کلید‌های قدرت (کلید روغنی، خلا ، SF6، هوای فشرده)

خواص گاز SF6 در کلید‌های قدرت پست‌های GIS

لینک زبان اصلی مقاله :

Vacuum Circuit Breaker or VCB and Vacuum Interrupter