เครื่องขัดขวางสุญญากาศทำงานอย่างไร?

การทำความเข้าใจพื้นฐาน

A ผู้ขัดขวางสูญญากาศเป็นส่วนประกอบสำคัญในเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: หน้าสัมผัสและกล่องหุ้มสุญญากาศ หน้าสัมผัสมักทำจากวัสดุที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและมีโอกาสเกิดประกายไฟซ้ำ เช่น ส่วนผสมของทองแดง-โครเมียมหรือเงิน-แคดเมียม วัสดุเหล่านี้ได้รับการคัดเลือกเนื่องจากมีความสามารถในการทนต่อการแตกตัวและรักษาวิจารณญาณทางกลต่อการดำเนินการต่างๆ

ในทางกลับกัน กำแพงสุญญากาศในบริเวณนั้น ทำให้สภาพแวดล้อมปราศจากก๊าซหรือการสนทนาใดๆ ที่ดูเหมือนมีสิ่งอื่นที่คงโค้งงอด้วยไฟฟ้า สภาพแวดล้อมสุญญากาศนี้เป็นพื้นฐานเนื่องจากจะลดคุณภาพอิเล็กทริกที่จำเป็นในการดับส่วนวงกลมโดยสิ้นเชิง ทำให้เกิดการบุกรุกของกระแสไฟฟ้าที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ไม่เหมือนตัวขัดจังหวะที่ต้องอาศัยก๊าซหรือน้ำมันเป็นสื่อในการดับ เครื่องขัดจังหวะแบบสุญญากาศไม่จำเป็นต้องคอยรอให้ตัวกลางกำจัดไอออนในบางครั้ง เมื่อเร็วๆ นี้วงจรสามารถเปิดใหม่ได้อย่างปลอดภัย

เมื่อปิดเซอร์กิตเบรกเกอร์ หน้าสัมผัสจะอยู่ภายในผู้ขัดขวางสูญญากาศถูกจำกัดอยู่ในการสัมผัสทางกายภาพ ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้อย่างไม่จำกัด เนื่องจากไม่มีการพูดคุยหรือแก๊สเพื่อทำหน้าที่เป็นตัวนำ กระแสจะไหลผ่านหน้าสัมผัสโดยเฉพาะ ลดการต้านทานและความโชคร้ายที่เกี่ยวข้องกับพลังชีวิต แผนนี้ไม่ได้เป็นการอัพเกรดประสิทธิภาพของวงจร แต่ขยายอายุการใช้งานของผู้ขัดขวางเนื่องจากการสึกหรอบนพื้นผิวสัมผัสลดลง

ติดต่อแยก

เมื่อเบรกเกอร์จำเป็นต้องขัดขวางกระแส อุปกรณ์ภายในตัวขัดขวางสุญญากาศจะทำให้หน้าสัมผัสแยกได้อย่างรวดเร็ว พาร์ติชั่นด่วนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบุกรุกกระแสข้อมูลปัจจุบันได้สำเร็จ เนื่องจากหน้าสัมผัสถูกแยกออกจากกัน วิธีการนำกระแสไฟฟ้าจึงขาดโดยไม่คาดคิด และส่วนวงกลมไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างส่วนทั้งสอง

การโค้งงอด้วยไฟฟ้าคือการปล่อยพลาสม่าที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน (อนุภาคและอิเล็กตรอน) ได้รับความร้อนจนถึงระดับที่สามารถรักษาการปล่อยกระแสไฟฟ้าได้อย่างแท้จริง โดยที่ก๊าซนำไฟฟ้าหรือตัวกลางของเหลวไม่อยู่ ในตัวขัดขวางสุญญากาศ ส่วนที่เป็นวงกลมนี้จะมีรูปร่างเป็นสุญญากาศในอุดมคติ ซึ่งต้องการตัวกลางที่เป็นไอที่อาจช่วยสนับสนุนการเผาไหม้หรือรองรับส่วนโค้ง

คุณสมบัติที่น่าสนใจของสุญญากาศคือให้ความต้านทานต่อรากฐานของสนามไฟฟ้าได้เล็กน้อย แต่มีประสิทธิภาพในการป้องกันกระแสไฟฟ้าที่น่าดึงดูดอย่างน่าอัศจรรย์หลังจากตั้งค่าสนามไฟฟ้าแล้ว นี่หมายความว่าเมื่อหน้าสัมผัสถูกแยกออกจากกันแบบพื้นฐาน คุณภาพไดอิเล็กทริกของสุญญากาศจะดับส่วนโค้งอย่างรวดเร็ว และหยุดการไหลของกระแส

ความเร็วที่สร้างหน้าสัมผัสที่แยกออกมาให้เร็วพอที่จะสร้างรอยแยกกว้างระหว่างหน้าสัมผัสได้ในเวลาอันสั้นเป็นพิเศษ รับประกันว่าส่วนวงกลมจะดับลงอย่างรวดเร็ว การรบกวนที่รวดเร็วนี้จำกัดระยะเวลาของการโค้งงอ ในลักษณะนี้จะลดการแตกตัวของวัสดุที่สัมผัส และลดความมีชีวิตชีวาที่แพร่กระจายท่ามกลางด้ามจับการรบกวน

การชุบอาร์ค

ที่ผู้ขัดขวางสูญญากาศผนังสุญญากาศของผนังในพื้นที่มีส่วนเร่งด่วนในการขัดขวางการโค้งงอของไฟฟ้าที่มีรูปร่างเมื่อหน้าสัมผัสถูกแบ่งพาร์ติชัน การเตรียมการนี้เรียกว่าการดับไฟแบบส่วนวงกลม มีความสำคัญต่อการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ในเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบทั่วไป การดับเพลิงด้วยการโค้งงอมักขึ้นอยู่กับการใช้ก๊าซ เช่น ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) หรือวัสดุอื่นๆ ที่สามารถรักษาพลังความร้อนของการโค้งงอและกระตุ้นให้เกิดการยุติได้ อย่างไรก็ตาม เครื่องขัดขวางสุญญากาศใช้วิธีการที่โดดเด่นเป็นพิเศษ

ภายในผนังสุญญากาศในพื้นที่ของเครื่องขัดขวางสุญญากาศ การที่ตัวกลางที่เป็นไอหรือของเหลวไม่อยู่ตรงนั้น หมายความว่าไม่มีอนุภาคที่จะแตกตัวเป็นไอออนและรักษาส่วนที่เป็นวงกลมไว้ สภาพแวดล้อมสุญญากาศมีคุณภาพไดอิเล็กทริกสูงอย่างไม่อาจต้านทานได้ ซึ่งเป็นความสามารถในการทนต่อสนามไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกันโดยไม่พังทลายและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า คุณภาพไดอิเล็กตริกที่สูงของสภาพแวดล้อมสุญญากาศนี้ช่วยลดขีดจำกัดของการสูญพันธุ์ของเซ็กเมนต์แบบวงกลมโดยสิ้นเชิง

เมื่อหน้าสัมผัสภายในตัวขัดขวางสุญญากาศถูกแยกออก และส่วนที่เป็นวงกลมถูกสร้างขึ้น ความต้องการผ้าที่แตกตัวเป็นไอออนในสุญญากาศได้อย่างรวดเร็วจะนำไปสู่การพังทลายของส่วนโค้ง ส่วนที่เป็นวงกลมจะถูกดับลงเนื่องจากคุณภาพอิเล็กทริกของสุญญากาศมีมากกว่าศักย์ไฟฟ้าที่คอยรักษาส่วนโค้งงอไว้ การยกเลิกส่วนวงกลมอย่างรวดเร็วนี้จะจำกัดระยะเวลาของโอกาสที่เกิดประกายไฟ ซึ่งจะช่วยลดการสลายตัวของวัสดุที่สัมผัสกัน และลดผลรวมของพลังชีวิตที่เผยแพร่ท่ามกลางกระบวนการบุกรุก

นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมสุญญากาศภายในตัวขัดขวางยังคงสม่ำเสมอปานกลางไม่ว่าในกรณีใดก็ตามของจำนวนการทำงานหรือสภาพธรรมชาติ รับประกันการทำงานที่มั่นคงตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ไม่เหมือนกับเครื่องขัดจังหวะที่เติมแก๊ส ซึ่งอาจต้องมีการต่ออายุสารดับเพลิงเป็นระยะๆ เครื่องขัดจังหวะแบบสุญญากาศมักจะไม่ต้องบำรุงรักษาในส่วนนี้

ปรับปรุงประสิทธิภาพ

คุณภาพไดอิเล็กตริกที่สูงของสภาพแวดล้อมสุญญากาศทำให้เป็นตัวกลางที่สมบูรณ์แบบสำหรับการขัดขวางวงจรไฟฟ้าแรงสูง ให้การทำงานที่แพร่หลายและคุณภาพที่ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการทั่วไปที่ใช้สารดับเพลิงที่เป็นไอผู้ขัดขวางสูญญากาศมีจุดที่น่าสนใจบางประการเหนือเซอร์กิตเบรกเกอร์ประเภทอื่นๆ พวกเขามีเวลาทำงานที่รวดเร็วกว่า มีข้อกำหนดเบื้องต้นในการสนับสนุนน้อยกว่า และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าเนื่องจากไม่มีก๊าซเรือนเพาะชำ

การใช้งานและการพัฒนาในอนาคต

ผู้ขัดขวางสุญญากาศถูกนำมาใช้ในการใช้งานหลายประเภท กรอบงานการควบคุมการกระจายการนับ กรอบรางรถไฟ และการตั้งค่าทางกล ความคืบหน้าในการสอบถามเกี่ยวกับคะแนนเพื่อส่งเสริมการอัปเกรดการดำเนินการและคุณภาพที่ไม่เปลี่ยนแปลง

บทสรุป

สรุปแล้ว,ผู้ขัดขวางสูญญากาศเป็นส่วนประกอบสำคัญในเซอร์กิตเบรกเกอร์ไฟฟ้าแรงสูง ความสามารถในการขัดขวางกระแสสูงอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องขัดขวางสุญญากาศและการใช้งาน โปรดติดต่อaustinyang@hdswitchgear.com.

อ้างอิง

Greenwood, A. , & Dontz, W. (2015). เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ: ความรู้พื้นฐานและการใช้งาน สปริงเกอร์. หนังสือเล่มนี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของเทคโนโลยีเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ รวมถึงกระบวนการดับอาร์คในตัวขัดขวางสุญญากาศ

แฮร์ริส พี. (1988) การพัฒนาเครื่องขัดขวางสุญญากาศ ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับการจ่ายพลังงาน, 3(4), 1647-1656 บทความนี้กล่าวถึงการพัฒนาในอดีตของผู้ขัดขวางสุญญากาศ โดยเน้นถึงความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการชุบอาร์ค

เคิร์ตซ์ TL และเดวิส RE (2550) ทฤษฎีการหยุดชะงักของสุญญากาศ ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์พลาสมา, 35(1), 240-248 บทความนี้เจาะลึกทฤษฎีเบื้องหลังการหยุดชะงักของสุญญากาศ โดยอธิบายว่าความเป็นฉนวนของสุญญากาศเอื้อต่อการสูญพันธุ์ของอาร์กได้อย่างไร

ชูลมาน มิชิแกน และวอชชินนิคอฟ บีเอ็น (2548) การตรวจสอบพฤติกรรมส่วนโค้งสุญญากาศระหว่างกระแสเป็นศูนย์โดยการถ่ายภาพวิดีโอความเร็วสูง ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์พลาสมา, 33(6), 2926-2932 การศึกษานี้ใช้การถ่ายวิดีโอความเร็วสูงในการสังเกตและวิเคราะห์พฤติกรรมของส่วนโค้งสุญญากาศในระหว่างเฟสกระแสเป็นศูนย์วิกฤต ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกที่เกี่ยวข้องกับการดับส่วนโค้งในตัวขัดขวางสุญญากาศ

วากเนอร์ PD และอีแวนส์ เจซี (2548) อนาคตของระบบสวิตชิ่งสุญญากาศสำหรับการใช้งานระบบไฟฟ้า ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับการจัดส่งพลังงาน, 20(2), 1004-1010 บทความนี้กล่าวถึงแนวโน้มในอนาคตของระบบสวิตช์สุญญากาศ รวมถึงความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการชุบอาร์คที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของตัวขัดขวางสุญญากาศ