معرفی کلید‌خلاء و مکانیسم عملکرد آن

این روزها ، کلیدهای خلاء بسیار سریع محبوب شده اند. در کاربردهای تابلو ولتاژ متوسط ، کلید‌خلاء ولتاژ متوسط دارای رنج 3 تا 36 کیلو ولت‌است.

اینروزها ، فناوری قطع خلاء ، در ولتاژ متوسط ، به علت این که در کلید های خلاء تعداد عملکرد عیب دار و عملکرد نرمال آن با قابلیت اطمینان خیلی بالاتری‌است نسبت به فناوری های هوا ، SF6 و روغن مرسوم تراست.

خلاء به عنوان یک واسطه برای قطع جریان در ولتاژ متوسط است .

عملکرد یک کلید عمدتا به محیط دی الکتریک مورد استفاده برای خاموش کردن قوس بستگی‌دارد.

یکی دیگر از مهمترین مزایای این فناوری این‌است که تابلو برق خلاء تقریباً بدون تعمیر و نگهداری‌است.

اکنون ما در مورد یکی از ویژگی های متفاوت این فناوری بحث خواهیم‌کرد .

مقاومت دی الکتریک خلاء

برای یک فاصله کنتاکت مشخص ، خلاء حدود هشت برابر قدرت دی الکتریک بیشتر از هوا و چهار برابر مقاومت دی الکتریک از گاز SF6 در یک نوار را فراهم‌می‌کند. از آنجا که مقاومت دی الکتریک بسیار زیاداست ، می توان فاصله کنتاکت کلید‌خلاء را بسیار کم حفظ کرد. در این فاصله کنتاکت کوچک ، کاهش قوس به دلیل استحکام زیاد دی الکتریک امکان پذیراست و همچنین خلاء دارای قدرت بازیابی سریع پس از قطع کامل قوس به مقدار کامل دی الکتریک آن در صفر جریان‌است. این باعث‌می‌شود ، کلید‌خلاء ، مناسب ترین کلید برای سوئیچینگ خازن‌باشد.

انرژی کم قوس در خلا

انرژی پراکنده شده و اتلاف در طی قوس الکتریکی در خلاء حدود یک دهم روغن و یک چهارم آن در گاز SF6است. اتلاف انرژی کم عمدتاً به دلیل زمان کم وقفه (به دلیل فاصله کم کنتاکت‌ها) و طول قوس کوچک (این نیز به دلیل فاصله کم کنتاکت)می‌باشد. به دلیل این اتلاف انرژی کم قوس ، تابلوی برق خلاء دارای فرسایش ناچیز کنتاکت‌هااست و این باعث می‌شود تقریباً بدون نیاز به نگهداری باشد. همچنین لازم به ذکر است که برای قطع جریان خاص ، مقدار انرژی لازم توسط کلید‌خلاء در مقایسه با کلید هوا و کلید روغن حداقل‌است.

مکانیسم حرکت ساده

در SF6 ، روغن و کلیدهای هوایی ، حرکت کنتاکت‌ها با مقاومت بالایی ناشی از فشار زیاد در محفظه خاموش کننده قوس می‌باشد. اما در کلید‌خلاء، هیچ واسطه و ماده ای وجود ندارد ، همچنین حرکت کنتاکت‌ها به دلیل فاصله ی کوچک کنتاکت‌ها بسیار کمتراست ، از این رو انرژی حرکتی مورد نیاز در این کلید بسیار کمتر است. به همین دلیل مکانیزم عملیاتی ساده فنر برای این کلید کافی است ، نیازی به مکانیزم هیدرولیک و پنوماتیک نیست. مکانیزم ساده تر حرکتی باعث‌می‌شود که عمر مکانیکی بالایی در کلید‌خلاء ایجادشود.

خاموش کردن سریع قوس

در حین باز شدن کنتاکت‌ها در شرایط حمل جریان ، بخار فلزی بین کنتاکت‌ها تولیدمی‌شود و این بخار فلزی مسیری را فراهم‌می‌کند که طی آن جریان الکتریکی به طور مداوم تا صفر بعدی جریان، جریان یابد. این پدیده همچنین قوس خلاء نیز شناخته شده‌است. این قوس نزدیک به صفر جریان خاموش می‌شود و بخار فلز رسانا مجدداً در در کنتاکت‌ها مجدداً در مدت زمان میکرو ثانیه متراکم می‌شود. مشاهده شده‌است که فقط 1٪ بخارها روی دیواره جانبی محفظه قوس مجدداً متراکم‌می‌شوند و 99٪ بخارها مجدداً در سطح کنتاکت از آنجایی که تبخیر شده اند ، متراکم می‌شوند. کلید‌خلاء

از بحث فوق تقریباً واضح است که مقاومت دی الکتریک سوئیچگیر خلا بسیار سریع بازیابی می‌شود و فرسایش تماسی تقریبا ناچیزاست.

مشاهده شده‌است که ، تا 10 KA ، قوس پراکنده باقی مانده‌است. شکل تخلیه بخار را می‌گیرد و کل سطح تماس را می پوشاند. اما بالاتر از 10 KA ، قوس پخش شده به دلیل میدان مغناطیسی خاص خود در نقطه مرکزی سطح کنتاکت متمرکز می‌شود. به دلیل این پدیده ، مرکز کنتاکت‌ها بیش از حد گرم می‌شود. این مشکل را می توان با تهیه یک سطح کنتاکت طراحی شده به طور خاص حل کرد تا قوس بتواند به جای اینکه در یک نقطه مشخص باشد ، در کل سطح کنتاکت حرکت کند. تولید کنندگان مختلف برای دستیابی به این منظور از قوس به دلیل داشتن میدان مغناطیسی خاص ، از طرح های مختلف سطح کنتاکت . این امر باعث فرسایش کنتاکت حداقل و فرسایش یکنواخت‌می‌شود.

مقالات مرتبط :

کلید های قدرت, مقالات

معرفی کلید‌خلاء و مکانیسم عملکرد آن