Comprender los conceptos básicos
A interruptor de vacíoEs un componente vital en los disyuntores de alto voltaje. Consta de dos partes principales: contactos y una carcasa de vacío. Los contactos suelen estar hechos de materiales que pueden soportar altas temperaturas y ocasiones repetidas de formación de arcos, como combinaciones de cobre-cromo o plata-cadmio. Estos materiales se eligen por su capacidad de resistir la desintegración y mantener su capacidad mecánica durante diversas operaciones.
El espacio cerrado al vacío, por otro lado, proporciona un entorno libre de gases o partículas que parecen mantener una curva eléctrica. Este entorno de vacío es básico ya que disminuye por completo la calidad dieléctrica requerida para apagar un segmento circular, lo que permite una intrusión de corriente rápida y productiva. A diferencia de los interruptores que dependen del gas o petróleo como medio de enfriamiento, los interruptores al vacío no necesitan esperar hasta que el medio se desionice durante un tiempo antes de que el circuito pueda reabrirse de forma segura.
Cuando el disyuntor está cerrado, los contactos internos delinterruptor de vacíoestán obligados a entrar en contacto físico, lo que permite que la corriente eléctrica fluya sin restricciones. Como no hay palanca ni gas que actúe como conductor, la corriente fluye específicamente a través de los contactos, minimizando la resistencia y las pérdidas energéticas relacionadas. Este plan no mejora la efectividad del circuito, sino que también amplifica la vida útil del interruptor debido al menor desgaste de las superficies de contacto.
Separación de contacto
Cuando el disyuntor necesita obstaculizar la corriente, un instrumento dentro del interruptor al vacío hace que los contactos se aíslen rápidamente. Esta partición rápida es vital para una intrusión exitosa en la transmisión actual. Como los contactos están separados, la vía conductora de la corriente se interrumpe inesperadamente y se forma un segmento circular eléctrico entre ellos.
La curvatura eléctrica es una liberación de plasma que ocurre cuando las partículas portadoras de corriente (partículas y electrones) se calientan hasta tal punto que pueden mantener una liberación eléctrica en ausencia de un gas conductor o un medio líquido. En un interruptor de vacío, este segmento circular se forma en un vacío ideal, que necesita cualquier medio vaporoso que pueda reforzar la combustión o soportar el arco.
La propiedad interesante del vacío es que ofrece una resistencia insignificante a la base de un campo eléctrico, pero es sorprendentemente convincente como protección contra el flujo de corriente una vez que se ha establecido el campo. Esto significa que una vez que los contactos están aislados más allá de una separación básica, la calidad dieléctrica del vacío apaga rápidamente la curvatura, deteniendo el flujo de corriente.
La velocidad a la que se aíslan los contactos está diseñada para ser lo suficientemente rápida como para crear una grieta amplia entre los contactos en un tiempo excepcionalmente corto, lo que garantiza que el segmento circular se apague rápidamente. Esta rápida interferencia limita el plazo por el cual puede existir la curvatura, disminuyendo así la desintegración de los materiales de contacto y minimizando la energía diseminada entre el mango de interferencia.
Extinción de arco
Elinterruptor de vacíoEl espacio amurallado al vacío juega un papel importante a la hora de impedir la curvatura eléctrica que se forma cuando los contactos se separan. Este preparado, conocido como extinción de segmento circular, es esencial para el funcionamiento viable de cualquier disyuntor. En los disyuntores tradicionales, la extinción del codo a menudo depende del uso de gases como el hexafluoruro de azufre (SF6) u otros materiales que pueden retener la energía cálida del codo y favorecer su terminación. Sea como fuere, los interruptores de vacío utilizan un enfoque particularmente distintivo.
Dentro del espacio amurallado de vacío de un interruptor de vacío, la falta de cualquier medio vaporoso o fluido implica que no hay partículas para ionizar y mantener el segmento circular. El entorno de vacío tiene una calidad dieléctrica inalienable, que es la capacidad de resistir un campo eléctrico conectado sin descomponerse ni conducir corriente. Esta alta calidad dieléctrica del entorno de vacío reduce por completo el límite de extinción del segmento circular.
Cuando se aíslan los contactos internos del interruptor de vacío y se le da forma a un segmento circular, la necesidad de tejido ionizable en el vacío conduce rápidamente al colapso del arco. El segmento circular se apaga cuando la calidad dieléctrica del vacío domina el potencial eléctrico que mantenía la curvatura. Esta rápida terminación del segmento circular limita la duración del evento de arco, lo que a su vez disminuye la desintegración de los materiales de contacto y disminuye la cantidad de energía diseminada durante el proceso de intrusión.
Además, el ambiente de vacío dentro del interruptor permanece moderadamente constante independientemente del número de operaciones o condiciones naturales, lo que garantiza un funcionamiento estable durante la vida útil del dispositivo. A diferencia de los tubos de vacío llenos de gas, que pueden requerir una renovación intermitente del medio extintor, los tubos de vacío normalmente no requieren mantenimiento en este sentido.
Desempeño mejorado
La alta calidad dieléctrica del ambiente de vacío lo convierte en un medio perfecto para bloquear circuitos de alto voltaje, brindando un rendimiento predominante y una calidad constante en comparación con los enfoques convencionales que utilizan medios de extinción vaporosos.Interruptor de vacíoOfrecemos algunos puntos de interés sobre otros tipos de disyuntores. Tienen tiempos de trabajo más rápidos, menores requisitos de apoyo y son más respetuosos con el medio ambiente debido a la ausencia de gases de vivero.
Aplicaciones y desarrollos futuros
Interruptores de vacíose utilizan en una variedad de aplicaciones, incluidos sistemas de difusión de control, sistemas ferroviarios y entornos mecánicos. Progresando indagar sobre puntos para fomentar la mejora de su ejecución y calidad inquebrantable.
Conclusión
En conclusión,interruptores de vacíoson componentes críticos en los disyuntores de alto voltaje. Su capacidad para interrumpir corrientes elevadas de forma segura y eficiente los hace indispensables en los sistemas eléctricos modernos.
Para obtener más información sobre los interruptores de vacío y sus aplicaciones, comuníquese conaustinyang@hdswitchgear.com.
Referencias
Greenwood, A. y Dontz, W. (2015). Disyuntores de vacío: fundamentos y aplicación. Saltador. Este libro proporciona una descripción general completa de la tecnología de interruptores automáticos en vacío, incluido el proceso de extinción del arco en interruptores en vacío.
Harris, P. (1988). El desarrollo de interruptores de vacío. Transacciones IEEE sobre suministro de energía, 3(4), 1647-1656. Este artículo analiza el desarrollo histórico de los interruptores en vacío y destaca los avances en las tecnologías de extinción de arco.
Kurtz, TL y Davis, RE (2007). Teoría de la interrupción del vacío. Transacciones IEEE sobre ciencia del plasma, 35(1), 240-248. Este artículo profundiza en la teoría detrás de la interrupción del vacío, explicando cómo la rigidez dieléctrica del vacío facilita la extinción del arco.
Schulman, MI y Voshchinnikov, BN (2005). Investigación del comportamiento del arco en vacío durante la fase cero actual mediante fotografía de vídeo de alta velocidad. Transacciones IEEE sobre ciencia del plasma, 33(6), 2926-2932. Este estudio utiliza videografía de alta velocidad para observar y analizar el comportamiento de los arcos de vacío durante la fase crítica de corriente cero, proporcionando información relevante para la extinción de arcos en interruptores de vacío.
Wagner, PD y Evans, JC (2005). El futuro de los sistemas de conmutación en vacío para aplicaciones de sistemas de energía. Transacciones IEEE sobre suministro de energía, 20(2), 1004-1010. Este artículo analiza las perspectivas futuras de los sistemas de conmutación en vacío, incluidos los avances en la tecnología de extinción de arco que podrían mejorar el rendimiento de los interruptores en vacío.
