La tecnologia d’interrupcions de buit es va introduir per primera vegada l’any 1960. Tot i això, és una tecnologia en desenvolupament. A mesura que passa el temps, la mida de l’interruptor de buit s’ha reduït des de la mida de principis dels anys 60 a causa de diferents desenvolupaments tècnics en aquest camp de l’enginyeria. Un interruptor automàtic és un dispositiu que interromp un circuit elèctric per evitar un corrent injustificat, causat per un curtcircuit, que normalment resulta d’una sobrecàrrega. La seva funcionalitat bàsica és interrompre el flux de corrent després de detectar un error. En aquest article es discuteix una visió general del disjuntor de buit i del seu funcionament. Per obtenir més informació sobre els interruptors automàtics, llegiu aquest article Tipus d’interruptors i la seva importància .

Què és un interruptor de buit?

Un interruptor automàtic de buit és un tipus d’interruptor automàtic en què l’aturada de l’arc té lloc en un medi de buit. L'operació d'engegar i tancar els contactes de transport de corrent i la interrupció de l'arc interrelacionada té lloc en una cambra de buit del disjuntor, que s'anomena interruptor de buit.

Interruptor de buit

Un buit que s’utilitza com a mitjà de sufocació de l’arc en un interruptor automàtic es coneix com a interruptor automàtic de buit, ja que el buit proporciona una elevada resistència aïllant a causa de les seves propietats superiors d’extinció. Això és adequat per a la majoria de les aplicacions de tensió estàndard perquè, per a tensions més altes, la tecnologia de buit es va desenvolupar, tot i que no és factible comercialment.

El funcionament dels contactes que porten corrent i la interrupció de l’arc relacionada tenen lloc dins d’una cambra de buit del disjuntor, que es coneix com a interruptor de buit. Aquest interruptor inclou una cambra d'arc d'acer al centre dels aïllants ceràmics col·locats simètricament. El manteniment de la pressió de buit dins d'un interruptor de buit es pot fer a 10-6 bar. El rendiment del disjuntor de buit depèn principalment del material utilitzat per als contactes que transporten corrent com Cu / Cr.

Principi de funcionament

El principi de funcionament del disjuntor de buit és a dir, un cop oberts els contactes del disjuntor al buit, es pot generar un arc entre els contactes mitjançant la ionització de vapors metàl·lics als contactes. Però, l’arc es pot apagar fàcilment, ja que els electrons, ions i vapors metàl·lics es generen a través de l’arc i es condensen ràpidament a l’exterior dels contactes CB, de manera que la força dielèctrica es pot recuperar ràpidament.

La característica més important del buit és que, un cop l’arc es genera dins del buit, es pot extingir ràpidament a causa de la velocitat de millora ràpida de la força dielèctrica del buit.

Materials de contacte

El material de contacte dels VCB ha de seguir les següents propietats.

Alta densitat
La resistència al contacte ha de ser menor
La conductivitat elèctrica és elevada per passar els corrents de càrrega habituals sense escalfar-se.
La conductivitat tèrmica és elevada per dissipar ràpidament la gran calor produïda al llarg de l’arc.
La funció termiònica ha de ser elevada per permetre la destrucció precoç de l'arc.
La tendència ha de ser baixa per soldar
Nivell de picada actual
Capacitat de resistència a l'arc elevat
Un punt d’ebullició ha de ser elevat per disminuir l’erosió de l’arc.
El contingut de gas ha de figurar a continuació per assegurar una vida útil més llarga
La baixa pressió de vapor ha de ser suficient per disminuir la quantitat de vapor de metall indivisible dins de la cambra.

Construcció de disjuntors de buit

L’interruptor automàtic de buit comprèn una cambra d’arc d’acer en els aïllants ceràmics disposats de manera simètrica. La pressió a l'interior del buit es manté per sota de 10 ^ -4 torr.

El material utilitzat per als contactes que transporten corrent juga un paper important en el rendiment del disjuntor de buit. Aliatges com el coure-bismut o el coure-crom són el material ideal per fer contactes VCB.

Construcció del disjuntor de buit

A partir de la figura que es mostra anteriorment, l’interruptor automàtic de buit consisteix en un contacte fix, un contacte mòbil i un interruptor de buit. El contacte mòbil està connectat al mecanisme de control mitjançant un ressort d'acer inoxidable. Els protectors d'arc es recolzen en la carcassa aïllant de manera que cobreixen aquests protectors i s'evita que es condensi al recinte aïllant. S'elimina la possibilitat d'una fuita a causa del segellat permanent de la cambra de buit perquè es fa servir un recipient de vidre o de ceràmica com a cos aïllant exterior.

Funcionament del disjuntor de buit

La vista en secció d’un interruptor automàtic de buit es mostra a la figura següent quan es separen els contactes a causa d’algunes condicions anormals, es colpeja un arc entre els contactes, es produeix a causa de la ionització d’ions metàl·lics i depèn molt del material de contactes.

La interrupció de l'arc en els interruptors de buit és diferent d'altres tipus de disjuntors . La separació dels contactes provoca l'alliberament de vapor que s'omple a l'espai de contacte. Consisteix en ions positius alliberats del material de contacte. La densitat de vapor depèn del corrent de l’arc. Quan el corrent disminueix, la velocitat d’alliberament de vapor disminueix i, després del zero zero, el medi recupera la seva força dielèctrica si es redueix la densitat del vapor.

Quan el corrent a interrompre és molt petit en el buit, l'arc té diversos camins paral·lels. El corrent total es divideix en molts arcs paral·lels que es repel·leixen entre si i s’estenen per la superfície de contacte. Això s’anomena arc difós que es pot interrompre fàcilment.

Amb valors de corrent elevats, l'arc es concentra en una petita regió. Provoca una ràpida vaporització de la superfície de contacte. La interrupció de l'arc és possible si l'arc roman en un estat difús. Si s’elimina ràpidament de la superfície de contacte, l’arc es tornarà a atacar.

L’extinció de l’arc en els interruptors de buit està molt influenciada pel material i la forma dels contactes i la tècnica de considerar el vapor de metall. El recorregut de l'arc es manté en moviment de manera que la temperatura en qualsevol punt no sigui elevada.

Després de la interrupció final de l'arc, hi ha una ràpida acumulació de força dielèctrica, que és peculiar del trencador de buit. Són adequats per a la commutació de condensadors, ja que donaran un rendiment lliure. El corrent petit s’interromp abans del corrent natural zero, cosa que pot provocar picar el nivell del qual depèn del material de contacte.

Picada actual

El picada de corrent al disjuntor de buit es produeix principalment dins dels interruptors automàtics d’oli, així com a l’aire a causa de la inestabilitat de la columna d’arc. En els interruptors automàtics al buit, la picada de corrent depèn principalment de la pressió del vapor, així com de les propietats d’emissió d’electrons en el material de contacte. Per tant, el nivell de picada també influït per la conductivitat tèrmica, quan la conductivitat tèrmica és menor, llavors el nivell de picada serà inferior.

És possible disminuir el nivell actual en què es produeix la picada seleccionant un material de contacte per proporcionar un vapor de metall ampli que permeti que l’enfocament actual sigui d’un valor extremadament baix, però això no es fa sovint perquè afecta malament la potència dielèctrica.

Propietats dels interruptors automàtics al buit

El medi aïllant del disjuntor de buit és elevat per a l'extinció de l'arc en comparació amb altres tipus de disjuntors. La pressió a l'interruptor de buit és d'al voltant de 10-4 torrents, que inclou molt poques molècules dins de l'interruptor. Aquest interruptor té principalment dues propietats extraordinàries com la següent.

En comparació amb altres mitjans aïllants emprats en els interruptors, aquest interruptor és un medi dielèctric superior. És superior en comparació amb altres suports a part de SF6 i aire, ja que s’utilitzen a alta pressió.

Una vegada que s’obre un arc per separat movent els contactes al buit, es produirà un trencament al zero principal actual. En interrompre aquest arc, la seva força dielèctrica augmentarà fins a mil vegades en comparació amb altres tipus de trencadors.

Aquestes propietats faran que els interruptors automàtics siguin més competents, amb menys pes i menys cost. La vida útil d’aquests interruptors automàtics és elevada en comparació amb altres interruptors automàtics i no necessiten cap manteniment.

“semiconductors de tipus p i de tipus n ”

les peces dels interruptors automàtics de buit són interruptors de buit, terminals, connexions flexibles, aïllants de suport, vareta de maneig, barra de connexió, torn d’operació comú, blat de moro operatiu, lleva de bloqueig, fer molla, molla de trencament, molla de càrrega i enllaç principal.

N’hi ha diferents tipus d’interruptors automàtics al buit estan disponibles segons els fabricants que es descriuen a continuació.

Disyuntor de buit Mitsubishi

Aquests interruptors automàtics són fabricats per Mitsubishi Electric. Proporcionen alta seguretat, fiabilitat i protecció del medi ambient. Els VCB de Mitsubishi tenen les funcions següents.

La gamma de productes és àmplia
No hi ha cap requisit per als sis materials perillosos en particular.
El nom del material està il·lustrat a les principals parts de plàstic
L'estructura és plegable per muntar el marc
Fàcil manteniment

Interruptor automàtic Siemens

Els interruptors automàtics de buit Siemens són SION 3AE5 que s’utilitzen en totes les aplicacions de commutació típiques, com en xarxes industrials i distribució d’energia de mitja tensió, que van des de corrents de curtcircuit i càrrega de commutació fins a seccions de barres o xarxa de connexió. La seva estructura sòlida que inclou les dimensions de menys profunditat i amplada ajudarà a disminuir la necessitat de diferents panells.

Per tant, aquests interruptors automàtics es poden obtenir mitjançant un interruptor de terra opcional per a versions endollables i muntatge fix. Les principals característiques d’aquest interruptor automàtic són les següents.

Molt senzill d’instal·lar dins de quadres de mitja tensió aïllats d’aire
La fiabilitat és elevada
El disseny és compacte
Canvi remot a través del control remot
Els costos de planificació són baixos
La vida útil és llarga
El manteniment és fàcil

Proves del disjuntor de buit

En general, les proves dels interruptors automàtics s’utilitzen principalment per provar tant el rendiment dels mecanismes de commutació separats com el temps del sistema d’inici general. Un cop dissenyats els interruptors de buit en un camp utilitzat d'una altra manera, hi ha principalment tres tipus de proves que s'utilitzen per autenticar la seva funció com la resistència al contacte, la resistència a un potencial elevat i la prova de la taxa de fuites.

Diferència entre la unitat de contactor de buit i el disjuntor de buit

Un interruptor automàtic de buit es produeix per un error com una falla a terra, un curtcircuit, una sobretensió o una tensió inferior. Un contactor es realitza normalment en sèrie mitjançant un fusible que permet evitar el corrent de fallada. A continuació, es detallen les principals diferències entre la unitat de contacte de buit i l’interruptor automàtic de buit, segons les diferents característiques.

Interruptor de buit	Unitat de contactors al buit
La capacitat de commutació és que canvia els corrents de valors baixos a corrent de curtcircuit complet del sistema	Canvieu els corrents de valors molt baixos a Capacitat pertorbadora del contactor de buit sense fusibles. Els fusibles funcionen per a corrents més elevats en comparació amb la capacitat d’interrupció del contactor de buit només fins al interrupció de la capacitat del fusible
La resistència mecànica és elevada	La resistència és extremadament alta per a processos mecànics, com ara 1.000.000 de processos fins a 630A
La resistència és elevada per a l'electricitat, com un buit que oscil·la entre les accions de 10k a 50k amb un corrent continu nominal. Per al buit, es tracta de 30 a 100 operacions a la qualificació completa de curtcircuit.	El corrent continu de commutació extremadament alt oscil·la entre 450.000 i 1.000.000 d’accions fins a 630 A. Corrent de curtcircuit de commutació, dades de resistència no establertes en curtcircuit interrupció actual que necessita substitució de fusibles
No són aplicables per a aplicacions de resistència extremadament alta.	S’utilitzen per a operacions de commutació extremadament freqüents
Es fa funcionar elèctricament	Funciona només amb electricitat
Es bloqueja mecànicament perquè la CB continua tancada en cas de pèrdua de tensió del sistema.	Normalment, el contactor de buit es desbloqueja una vegada es perd el voltatge del sistema, el contactor de buit es bloquejarà quan torni el voltatge del sistema
Utilitza relés de protecció	Utilitza relés de protecció per a protecció contra sobrecàrregues i fusibles per a la protecció de curtcircuits
El curtcircuit que deixa passar l’energia és baix	El curtcircuit que deixa passar l’energia és baix
El funcionament remot és adequat	El funcionament remot és adequat
La potència de control s'utilitza per al funcionament de CB, relés de protecció i escalfadors d'espai	La potència de control s'utilitza per al funcionament de contactors, relés de protecció i escalfadors d'espai
Utilitza una superfície més gran	Utilitza menys superfície
El seu cost és elevat	El seu cost és moderat
El seu manteniment és mitjà	El seu manteniment és baix.

Avantatges de VCB

El buit ofereix la màxima resistència aïllant. Per tant, té propietats d’extinció de l’arc extremadament superiors a qualsevol altre mitjà.

L'interruptor de buit té una llarga vida útil.
A diferència del disjuntor d’oli (OCB) o del disjonctor d’aire (ABCB), s’evita l’explosió de VCB. Això millora la seguretat del personal operatiu.
No hi ha perill d'incendi
El buit CB funciona ràpidament, de manera que és ideal per esborrar falles. VCB és adequat per a operacions repetides.
Els interruptors automàtics al buit pràcticament no necessiten manteniment.
Sense gasos d’escapament a l’atmosfera i funcionament sense soroll.

Desavantatges de VCB

El principal desavantatge de VCB és que és poc econòmic a tensions superiors a 38 kV.
El cost de l’interruptor es fa excessiu a tensions més altes. Això es deu al fet que a altes tensions (superiors a 38 kV) cal connectar en sèrie més de dos números del disjuntor.
A més, la producció de VCB no és econòmica si es produeix en petites quantitats.

Aplicacions del disjuntor de buit

L’interruptor automàtic al buit és avui reconegut com la tecnologia d’interrupció de corrent més fiable per a l’aparell de mitja tensió. Requereix un manteniment mínim en comparació amb altres tecnologies d’interruptors.

La tecnologia és adequada principalment per a aplicacions de mitjana tensió. Per a la tecnologia de buit de major voltatge s'ha desenvolupat, però no és factible comercialment. Els interruptors automàtics al buit s’utilitzen en aparells de commutació revestits de metall i també en interruptors automàtics de porcellana.

Per tant, tot això es tracta Funciona el disjuntor de buit (VCB) i aplicacions. Esperem que tingueu una millor comprensió d’aquest concepte. A més, qualsevol dubte sobre aquest concepte o per implementar-ne qualsevol idees de projectes d’electricitat i electrònica Si us plau, doneu els vostres comentaris comentant a la secció de comentaris de sota. Aquí teniu una pregunta, Quin és el principi de funcionament de VCB ?