Bộ ngắt mạch chân khônglà một loại thiết bị bảo vệ năng lượng, được sử dụng rộng rãi trong tất cả các cấp của hệ thống điện. Nguyên tắc làm việc độc đáo của nó và hiệu suất hiệu quả cao làm cho nó trở thành một phần không thể thiếu của hệ thống điện hiện đại.
I. Cấu trúc và thành phần của bộ ngắt mạch chân không
Một bộ ngắt mạch chân không chủ yếu bao gồm ba phần: khung, buồng dập tắt và cơ chế vận hành. Trong số đó, buồng dập tắt hồ quang là thành phần chính của nó, chứa các tiếp điểm di chuyển và tĩnh và môi trường chân không. Cơ chế vận hành chịu trách nhiệm thúc đẩy các hoạt động mở và đóng của các liên hệ. Ngoài ra, bộ ngắt mạch cũng bao gồm các thành phần như mạch dẫn điện, hệ thống cách điện, con dấu và vỏ, và cấu trúc tổng thể được thiết kế hợp lý và được thiết kế hợp lý.
1. Buồng dập tắt vòng cung
Bang dập tắt vòng cung là lõi của bộ ngắt mạch chân không và môi trường chân không cao bên trong nó là chìa khóa để đạt được sự dập tắt hồ quang nhanh chóng. Trong buồng dập tắt vòng cung, các tiếp điểm chuyển động và tĩnh được thiết kế chính xác để đảm bảo rằng ARC có thể được tạo nhanh và dập tắt khi cổng được mở.
2. Cơ chế vận hành
Cơ chế vận hành là bộ truyền động của bộ ngắt mạch chân không, chịu trách nhiệm nhận tín hiệu điều khiển và điều khiển việc mở và đóng các liên hệ. Nó thường bao gồm hệ thống lưu trữ năng lượng, đóng điện trong, mở các bộ phận điện từ và truyền, v.v., để đảm bảo rằng bộ ngắt mạch có thể hoàn thành hoạt động một cách chính xác và đáng tin cậy.
Ii. Nguyên tắc làm việc của bộ ngắt mạch chân không
Nguyên tắc làm việc củaBộ ngắt mạch chân khôngChủ yếu phụ thuộc vào hiện tượng vượt qua hiện tại và khả năng dập tắt hồ quang trong môi trường chân không cao. Khi mạch là bất thường, chẳng hạn như quá tải hoặc ngắn mạch, bộ ngắt mạch sẽ hành động nhanh chóng để cắt mạch để bảo vệ sự an toàn của hệ thống điện.
1. Thế hệ và sự tuyệt chủng của vòng cung
Khi các tiếp điểm chuyển động và tĩnh được mở dưới hành động của cơ chế vận hành, một vòng cung sẽ được tạo giữa các tiếp điểm. Do các tiếp điểm được thiết kế với hình dạng đặc biệt, một từ trường sẽ được tạo ra khi dòng điện truyền, khiến vòng cung di chuyển nhanh chóng dọc theo hướng tiếp tuyến của bề mặt tiếp xúc. Một số hơi kim loại ngưng tụ trên tấm chắn hình trụ kim loại, và vòng cung bị dập tắt khi nó tự nhiên vượt qua số không. Sức mạnh điện môi giữa các tiếp điểm được phục hồi nhanh chóng.
Ngoài ra, không có môi trường dẫn điện trong môi trường chân không, vì vậy vòng cung có thể được dập tắt nhanh chóng. Khi các tiếp điểm bị phá vỡ trong chân không, các điểm catốt tập trung cao sẽ được tạo ra, do đó làm bay hơi một lượng lớn hơi kim loại. Những hơi kim loại và các hạt tích điện này cung cấp các điều kiện cho việc đốt cháy cung. Tuy nhiên, khi dòng điện đi qua 0, năng lượng của hồ quang giảm dần, nhiệt độ điện cực giảm xuống, hiệu ứng bay hơi suy yếu và mật độ hạt trong cột ARC cũng giảm. Cuối cùng, tại thời điểm hiện tại đi qua 0, điểm cực âm biến mất và vòng cung bị dập tắt.
2. Quá trình dập tắt vòng cung
Quá trình dập tắt vòng cung của bộ ngắt mạch chân không chủ yếu bao gồm hai giai đoạn: sự hình thành và khuếch tán của cung, và sự tuyệt chủng của cung. Trong giai đoạn hình thành hồ quang, hơi kim loại và các hạt tích điện giữa các tiếp điểm tạo thành một chùm tia hồ quang và năng lượng cao làm cho các electron được phát ra từ catốt để tạo thành một khu vực đám mây electron. Khu vực đám mây electron này sẽ nhanh chóng phá vỡ các dư lượng chùm tia và vòng cung, tạo ra các điều kiện cho sự tuyệt chủng của cung. Trong giai đoạn tuyệt chủng ARC, khi dòng điện đi qua 0, năng lượng của hồ quang giảm dần, khu vực đám mây điện tử dần tan biến và vòng cung bị dập tắt.
3. Nguyên tắc hoạt động của cơ chế vận hành
Nguyên tắc hoạt động của cơ chế vận hành là điều khiển việc mở và đóng các liên hệ bằng cách nhận các tín hiệu điều khiển. Trong giai đoạn lưu trữ năng lượng, động cơ lưu trữ năng lượng được bật nguồn, thúc đẩy bánh xe lập dị quay, và sau đó việc lưu trữ năng lượng của lò xo đóng được thực hiện thông qua một loạt các thành phần truyền. Trong giai đoạn đóng, lõi sắt của điện trong đóng di chuyển xuống dưới, kéo mảnh định vị để xoay ngược chiều kim đồng hồ và giải phóng bảo trì lưu trữ năng lượng. Sau đó, lò xo đóng điều khiển tay áo lưu trữ năng lượng để xoay ngược chiều kim đồng hồ và các tiếp điểm được đóng lại thông qua các thành phần truyền. Trong giai đoạn mở đầu, sau khi điện từ mở nhận tín hiệu, lõi sắt bị thu hút, khiến trục chuyến đi xoay, và sau đó lái thanh trên cùng di chuyển lên trên để nhận ra việc mở các liên hệ.
Iii. Quá trình hành động của bộ ngắt mạch chân không
1. Quá trình lưu trữ năng lượng:Sau khi động cơ lưu trữ năng lượng được bật nguồn, nó điều khiển bánh xe lập dị quay, và sau đó nhận ra lưu trữ năng lượng thông qua một loạt các cơ chế kết nối. Trong quá trình lưu trữ năng lượng, lò xo đóng được kéo dài và duy trì trạng thái lưu trữ năng lượng.
2. Hoạt động đóng:Khi cơ chế nhận được tín hiệu đóng (khi công tắc bị ngắt kết nối và năng lượng đã được lưu trữ), lõi sắt của điện từ đóng sẽ bị thu hút để di chuyển xuống và thông qua việc truyền một loạt các thành phần cơ học, các tiếp điểm cuối cùng đã được đóng để hoàn thành hoạt động đóng.
3. Hoạt động mở:Sau khi bộ ngắt mạch được đóng, nếu điện từ mở nhận tín hiệu, lõi sắt của nó sẽ bị thu hút, khiến thanh trên cùng trong bản phát hành mở đầu di chuyển lên trên. Thông qua việc truyền một loạt các cơ chế que kết nối, các tiếp điểm cuối cùng được tách ra để hoàn thành thao tác mở. Trong quá trình mở, vòng cung nhanh chóng bị dập tắt trong môi trường chân không.
Iv. Đặc điểm và ứng dụng của bộ ngắt mạch chân không
1. Thời gian ngắn
Vì không có môi trường dẫn điện trong môi trường chân không, nên vòng cung có thể được dập tắt nhanh chóngBộ ngắt mạch chân khôngrất ngắn. Điều này giúp giảm tác động và thiệt hại của các lỗi mạch trên hệ thống điện.
2. Sức mạnh cách nhiệt cao
Khoảng cách chân không trong bộ ngắt mạch chân không có cường độ cách điện cao và có thể chịu được mức điện áp cao hơn. Điều này làm cho các bộ ngắt mạch chân không được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện điện áp cao.
3. Cuộc sống điện dài
Do hiệu suất dập tắt hồ quang tuyệt vời của bộ ngắt mạch chân không, tuổi thọ điện của nó tương đối dài. Điều này giúp giảm chi phí bảo trì của hệ thống điện và cải thiện độ tin cậy của hệ thống.
4. Khoảng cách mở liên lạc nhỏ và đột quỵ
Khoảng cách mở tiếp xúc và đột quỵ của bộ ngắt mạch chân không tương đối nhỏ, làm cho nó nhỏ gọn, ánh sáng và dễ dàng cài đặt và bảo trì.
5. Hiệu suất môi trường tốt
Bộ ngắt mạch chân không không sử dụng khí nhà kính như lưu huỳnh hexafluoride (SF6), thân thiện với môi trường và đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường của các hệ thống điện hiện đại.
6. Ứng dụng rộng
Do hiệu suất tuyệt vời và triển vọng ứng dụng rộng rãi, bộ ngắt mạch chân không được sử dụng rộng rãi trong tất cả các cấp độ của hệ thống điện. Bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, đường truyền và điện công nghiệp.
V. Kết luận
Bộ ngắt mạch chân khôngđã trở thành một phần không thể thiếu của hệ thống điện hiện đại với nguyên tắc làm việc độc đáo và hiệu suất tuyệt vời. Bằng cách hiểu sâu về cấu trúc và thành phần của nó, nguyên tắc làm việc, đặc điểm và ứng dụng, chúng ta có thể hiểu rõ hơn và áp dụng thiết bị bảo vệ năng lượng quan trọng này.
