Все о вакуумных выключателях
Все о вакуумных выключателях
Принцип действия выключателей данного типа заключается в вакуумном гашении дуги, что получило широкое распространение для категории среднемощных потребителей электричества. На сегодня существуют средства для крупных источников потребления электричества, но они пока недоступны для свободной продажи.
В чем заключается принцип действия вакуумного выключателя?
Внутри такого выключателя размещена особая вакуумная камера. Нажимая на выключатель, пользователь замыкает и размыкает проводник, тем самым обеспечивая прерывание дуги непосредственно в этой камере – в безвоздушном пространстве. Конструкция выключателя очень проста - он состоит из самого вакуумного прерывателя и керамических изоляторов, параллельно расположенных по краям.
При использовании вакуумного выключателя важно учитывать материал контактов проводника – самым распространенным, популярным и эффективным является сплав хромистой меди.
Технология вакуумного выключателя, как известно из истории, увидела свет еще в 1960х. Первые разработки серьезно отличались от нынешних устройств, так как специфика их производства постоянно совершенствовалась с течением времени. Сегодня они вышли на высокий уровень качества и надежности за счет внедрения передовых технологий и материалов в изготовлении приборов.
С момента появления и по сей день, вакуумные выключатели прошли огромный путь определяющих изменений – был уменьшен их размер без потери производительности, улучшена геометрия контактов (торцевые контакты сперва были заменены спиралями, после приняли форму колпачка, вслед за которым стали привычными контактами со смещением оси магнитного поля).
Общепризнанно, сегодня вакуумные выключатели являются лучшим средством работы с потребителями электроэнергии средней мощности при своей полной неприхотливости в обслуживании.
Но почему они лучше? Все очень просто – вакуумный выключатель служит значительно дольше выключателя любого другого типа, он устойчив к возгораниям (в противовес масляным выключателям) и не вредит экологии (против электрогазовых систем). В дополнение к этому, удобная конструкция вакуумного выключателя делает его оптимальным выбором для повседневного пользования.
Как работает вакуумный выключатель?
Как и в любом выключателе, в нем происходит гашение электродуги, когда ток проходит сквозь ноль в точке с высокими изоляционными показателями – то есть, исключается повторное возникновение заряда. Вакуум в 8 раз эффективнее атмосферных показателей в плане изоляции, что гарантирует быстрое и надежное гашение дуги на крайне малом межконтактном расстоянии. Затраты на производство контактов при этом также уменьшаются, а потребность в энергии на работу системы сжатия – снижается.
Специфика процесса заключается в том, что разъединение контактов происходит всегда постепенно – площадь соприкосновения начинает переходить к одной точке соприкосновения в итоге. В момент размыкания весь ток скапливается в ней и вызывает нагревание. С учетом вакуумного состояния металл с контакта уходит именно там и обеспечивает возникновение соответствующей среды проводки. Появившаяся дуга присутствует до момента, пока показатель напряжения не достигнет нуля.
После этого вакуум пропадает, и металл-проводник снова выпадает на покрытие контакта. К моменту контакты уже разошлись – и когда приходит второй цикл тока, процесс испарения с них больше не наблюдается (дуга не способна возникнуть опять).
Вывод – такой выключатель не допускает вторичного проявления дуги посредством пропускания тока сквозь ноль в промежуток между контактами, отличающимися высокими изоляционными показателями.
При этом выделяют 2 вида дуги. При поступлении тока величиной до 10 кА дуга является диффузной – вся поверхность контакта разряжается и покрывается формой испарения. Когда показатель тока поднимается выше указанной ранее величины, происходит сжатие дуги под влиянием ее собственного поля – это напрямую ведет к нагреву в ее центре. Во избежание проблем с этим, в конструкцию контактов делают подвижной в соответствии с воздействием магнитного поля.