สวิตช์สูญญากาศ: อุปกรณ์และหลักการทำงาน + ความแตกต่างของการเลือกและการเชื่อมต่อ

อุปกรณ์ไฟฟ้า (เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ) เป็นอุปกรณ์ที่มีไว้สำหรับใช้งานเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงมันได้ชื่อมาจากคุณสมบัติการออกแบบ - ห้องสุญญากาศซึ่งทำให้สามารถสูญเสียส่วนโค้งไฟฟ้าได้ทันที

อุปกรณ์นี้ใช้เป็นสวิตช์ที่ออกแบบมาเพื่อปิดอุปกรณ์ในกรณีฉุกเฉินหรือเป็นส่วนหนึ่งของการทำงานตามปกติ เรามาดูรายละเอียดกันดีกว่าว่าเครื่องสับเปลี่ยนสุญญากาศคืออะไร และเหตุใดจึงจำเป็น

สวิตช์สุญญากาศไฟฟ้าแรงสูงทำงานอย่างไร

พื้นฐานสำหรับการทำงานของห้องสุญญากาศที่ใช้ในการออกแบบสวิตช์คือคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซในสถานะระบายออก ภายใต้สภาวะดังกล่าว คุณสมบัติของก๊าซซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะคือความแรงทางไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมีนัยสำคัญต่อการเพิ่มขึ้น

ผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่มีการทำให้บริสุทธิ์สูง (ช่วงตั้งแต่ 10^-6 ถึง 10^-8 N/ซม²) ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการออกแบบสวิตช์เสริมด้วยห้องสุญญากาศแก๊สที่กลุ่มหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าผ่านไปได้

เบรกเกอร์สุญญากาศรุ่นหนึ่งคืออุปกรณ์ที่ใช้ในการทำงานของเครือข่ายไฟฟ้ากำลัง อุปกรณ์นี้ถือว่าทันสมัยและเชื่อถือได้มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน แต่เป็นประเภทที่แตกต่างกัน

กระแสที่ไหลผ่านกลุ่มผู้ติดต่อ (ในขณะที่หน้าสัมผัสถูกตัดการเชื่อมต่อ) ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้า - ส่วนโค้งการเผาไหม้ส่วนโค้งเกิดขึ้นเนื่องจากการไอออไนซ์บางส่วนของไอโลหะซึ่งเกิดขึ้นจากอุณหภูมิสูงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การผ่านของกระแสระหว่างหน้าสัมผัสผ่านพลาสมาที่เกิดขึ้นจะคงอยู่จนกว่ากระแสจะเปลี่ยนเป็นศูนย์บัส

ทันทีที่ช่วงเวลาแห่งการเปลี่ยนแปลงผ่าน "ศูนย์" มาถึง ส่วนโค้งไฟฟ้าจะดับลง กระบวนการโดยรวมใช้เวลาไม่เกิน 7-10 ไมโครวินาที

การออกแบบสวิตช์สุญญากาศ

เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศที่หลากหลายโดยคำนึงถึงการออกแบบนั้นมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะระบุลักษณะของอุปกรณ์เหล่านี้โดยรวม ในขณะเดียวกัน โดยไม่คำนึงถึงความแตกต่างของการออกแบบ หลักการทำงานยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

แผนภาพบล็อกของวัตถุระเบิด: 1 – ขั้วบน; 2 – ห้องสุญญากาศ; 3 – ฉนวนโพลีเมอร์; 4 – เอาต์พุตต่ำกว่า; 5 – แถบสัมผัส; 6 – สปริงกำลัง; 7 – คันฉุด; 8 – สปริงทริป; 9 – คันเกียร์; 10 – เพลาขับ; 11 – ปล่อย; 12 - ร่างกาย

ลองพิจารณาข้อมูลทั่วไป สวิตช์สูญญากาศสามขั้วพร้อมระบบขับเคลื่อนมอเตอร์สปริง อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบสำหรับการติดตั้งในร่มหรือกลางแจ้ง ไม่ว่าในกรณีใดการติดตั้งจะดำเนินการภายในกล่องโลหะกระจายแบบพิเศษ

อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้งานได้ในด้านต่างๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดบางประการ

ดังนั้นเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศจึงไม่ได้มีไว้สำหรับการติดตั้งและการทำงานในภายหลังในสภาวะต่อไปนี้:

• ห้องที่เกิดเพลิงไหม้หรือบรรยากาศที่เกิดการระเบิด
• การติดตั้งที่ออกแบบมาเพื่อให้สามารถสลับบ่อยครั้ง
• การติดตั้งแบบเคลื่อนที่ (มือถือ)
• ระบบพลังงานของเรือเดินทะเลและแม่น้ำ

เซอร์กิตเบรกเกอร์แบบสุญญากาศมักจะมีการออกแบบสองประเภท:

1. สำหรับการติดตั้งแบบถาวร
2. สำหรับติดตั้งกับรถเข็นฮาร์ดแวร์

โดยไม่คำนึงถึงการออกแบบพื้นที่ตัวเครื่องประกอบด้วยเสาสามเสาที่ติดตั้งห้องดับเพลิงแบบอาร์ค

ภายในห้องสุญญากาศจะมีคอนแทคเตอร์แบบเคลื่อนย้ายได้ซึ่งขับเคลื่อนโดยกลไกสปริงมอเตอร์ ตัวเครื่องเสริมด้วยแผงด้านหน้าซึ่งมีองค์ประกอบจอแสดงผลและอุปกรณ์ควบคุม

องค์ประกอบหลักภายนอกของสวิตช์: 1 – เสาของอุปกรณ์; 2 – กลไกการล็อคการเปิดใช้งาน 3 – หน้าต่างสำหรับยก; 4 – ด้ามจับกลไกที่บล็อกวงจรภายนอก

ขั้วทั้งสามของวงจรหลักทำเป็นรูปเสา ตำแหน่งของเสามักจะอยู่ที่ด้านหลังของโครงขับเคลื่อนมอเตอร์สปริง เสาแต่ละอันมีห้องดับเพลิงส่วนโค้งซึ่งอยู่ภายในฉนวนโพลีเมอร์ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงทางไฟฟ้า ตัวฉนวนจึงมีรูปทรงเป็นยาง

ภายในห้องสุญญากาศแต่ละห้องจะมีการติดตั้งกลุ่มหน้าสัมผัสของสององค์ประกอบ - เคลื่อนย้ายได้และแบบคงที่ องค์ประกอบหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่เชื่อมต่อกับกลไกการสลับผ่านฉนวนกันลื่น ถัดไปคือการเชื่อมต่อกับพินหน้าสัมผัสด้านล่าง และหน้าสัมผัสคงที่นั้นเชื่อมต่อผ่านทรงกรวยเข้ากับขั้วต่อหน้าสัมผัสด้านบนของอุปกรณ์

สวิตช์ไดรฟ์ทำงานอย่างไร

หน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้ของห้องสุญญากาศจะเชื่อมต่อทางกลไกกับเพลาของตัวขับเคลื่อนมอเตอร์สปริง เนื่องจากสปริงส่งกำลังซึ่งถูกง้างไว้ล่วงหน้า (ตั้งค่าเป็นสถานะแรงดึง) จึงสามารถเปิดใช้งานไดรฟ์ได้อย่างง่ายดายเพียงแค่กดปุ่มควบคุมหรือกลไกอื่น ๆ

แผนภาพบล็อกของห้องสุญญากาศ: 1 – แผงขั้วต่อแบบสัมผัสคงที่; 2 – การติดต่อแบบคงที่; 3 – การติดต่อแบบเคลื่อนที่; 4 – หน้าจอโลหะ; 5 – ฉนวนเซรามิก (โพลีเมอร์) 6 – สูบลม; 7 – การเคลื่อนย้ายแผงขั้วต่อหน้าสัมผัส

สปริง (ปกติจะเป็นสปริง 2 ตัว) จะถูกชาร์จโดยระบบขับเคลื่อนแบบโซ่ โหมดการทำงานปกติของอุปกรณ์เกี่ยวข้องกับการชาร์จสปริงโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่ติดตั้งกระปุกเกียร์ ในขณะเดียวกันก็มีที่จับง้างแบบแมนนวลซึ่งใช้ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุหรือสูญเสียพลังงาน

สปริงที่ถูกง้างได้รับการแก้ไขโดยกลไกไกปืน กลไกนี้ควบคุมผ่านไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้าหรือผ่านปุ่มเปิดปิด ทันทีที่เปิดใช้งานโหมด การล็อคจะถูกปลดล็อค แรงดึงของสปริงจะเปิดใช้งานกลไกลูกเบี้ยว ในทางกลับกันสิ่งนี้จะทำหน้าที่บนเพลาซึ่งเชื่อมต่อทางกลไกกับกลไกการสลับของหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ของห้องสุญญากาศ

การดำเนินการเพื่อปิดเบรกเกอร์สูญญากาศทำได้โดยการเปิดใช้งานโหมด "ปิด" - ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าหรือปุ่ม ลำดับของการกระทำเกือบจะเหมือนกับโหมดแรก สปริงพาวเวอร์ทริปยังเกี่ยวข้องกับที่นี่ด้วย ซึ่งสถานะที่กำหนดโดยทริกเกอร์ทริป

แผงควบคุมและองค์ประกอบตัวบ่งชี้: 1 – โหมด "เปิด"; 2 – โหมด "ปิด"; 3 – สถานะสปริงง้าง; 4 - สถานะของสปริงที่ปล่อยออกมา

ความสะดวกสบายในการใช้งานและการควบคุมการทำงานของอุปกรณ์นั้นมาจากแผงควบคุม ที่ด้านหน้าของแผงมีองค์ประกอบต่างๆ ได้แก่ ตัวนับรอบ ไฟแสดงสถานะสปริงชาร์จ และไฟแสดงสถานะสวิตช์สุญญากาศ

คุณสมบัติของโครงสร้างแบบถอดได้

อุปกรณ์ที่สามารถถอดออกได้จะประกอบขึ้นโดยใช้รถเข็นอุปกรณ์พิเศษ เมื่อใช้อุปกรณ์เสริมนี้ สวิตช์จะถูกเสียบเข้าหรือออกจากตู้

รถเข็นฮาร์ดแวร์ไม่เพียงทำหน้าที่เป็นการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมในการสลับอุปกรณ์เข้าสู่โหมดทดสอบหรือเข้าสู่โหมดการทำงานทันทีที่กดสวิตช์เข้าไปในตู้

รถเข็นฮาร์ดแวร์: 1 – ลูกกลิ้ง (4 ชิ้น); 2 – ฐาน; 3, A – ฐานที่เคลื่อนย้ายได้; 4 – มือจับ (2 ชิ้น) 5 – ซ็อกเก็ตลูกบิด; 6 – แถบปิดกั้น; 7 – องค์ประกอบการยึด; 8 – ขั้วต่อสำหรับวงจรทุติยภูมิ; 9 – กลไกของการล็อคอุปกรณ์ 10 – การปิดกั้นผู้ติดต่อ; 11 – แถบยึดสกรู; B – ส่วนคงที่

สวิตช์สุญญากาศติดโดยตรงกับส่วนที่เคลื่อนไหวของรถเข็น การยึดจะดำเนินการโดยใช้การเชื่อมต่อแบบเกลียว ในขณะเดียวกัน รถเข็นฮาร์ดแวร์ก็มีชิ้นส่วนที่อยู่กับที่ซึ่งระบบขับเคลื่อนของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้รับการแก้ไขแล้ว การเคลื่อนที่ของโมดูลแบบเคลื่อนย้ายสัมพันธ์กับโมดูลที่อยู่กับที่นั้นทำได้โดยใช้สกรูของที่จับควบคุมรถเข็น

ส่วนที่เคลื่อนไหวได้นั้นเป็นฐานโลหะบนล้อทั้งสี่ เคลือบด้วยกัลวานิก มีการล็อคเชิงกลภายนอก (แถบแรงดัน) ของอิเล็กโทรดกราวด์, ล็อคสกรูของไดรฟ์, หน้าสัมผัสบล็อก, กลไกการล็อคสวิตช์และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ให้ความมั่นใจในการเคลื่อนไหวหรือการตรึง

การติดตั้งและการเชื่อมต่ออุปกรณ์

ก่อนที่จะเริ่มติดตั้งเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ จำเป็นต้องตรวจสอบองค์ประกอบที่เข้าถึงได้จากภายนอกทั้งหมดเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีความเสียหายหรือข้อบกพร่อง จากนั้นทำความสะอาดพื้นผิวฉนวนของเสาโดยใช้ผ้าแห้งไม่เป็นขุย

ไม่อนุญาตให้นำอุปกรณ์เข้าสู่ระบบหากมีเศษ รอยแตก หรือบริเวณที่ผิดรูปบนพื้นผิวฉนวน ต้องตรวจสอบวงจรของวงจรทุติยภูมิตลอดจนการเชื่อมต่อของแชสซีบัส

กำลังตรวจสอบอุปกรณ์ที่ติดตั้ง สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบทุกรายละเอียด ส่วนประกอบตัวยึดทุกชิ้นอย่างรอบคอบ อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงไม่ให้อภัยแม้แต่ความผิดพลาดเพียงเล็กน้อย

ก่อนการติดตั้ง ควรตรวจสอบการทำงานของสวิตช์โดยการเปิดสวิตช์ด้วยตนเอง (ไม่ได้ใช้งานโดยไม่มีไฟฟ้า) และตรวจสอบให้แน่ใจว่าไฟแสดงสถานะของแผงควบคุมอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง จากนั้นคุณจะต้องตรวจสอบการมีอยู่ของที่ครอบเสา หากใช้อุปกรณ์ที่มีพิกัด 1600A และสูงกว่า ต้องถอดฝาครอบป้องกันออกก่อนการติดตั้ง

เชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่าย

ต้องทำความสะอาดขั้วต่อของปลายสัมผัสของตัวนำสายไฟก่อนเชื่อมต่อกับขั้วต่อสวิตช์

ขั้นตอนการปอกจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัสดุขั้วต่อที่ใช้:

• สำหรับขั้วต่อทองแดงและอะลูมิเนียมที่ไม่มีการเคลือบผิวเพิ่มเติม ให้ทำความสะอาดด้วยกระดาษทรายเม็ดกรวด M20 หรือต่ำกว่า ตามด้วยการขจัดคราบไขมันที่พื้นผิวโลหะ
• หากขั้วทองแดงหรืออะลูมิเนียมเคลือบด้วยชั้นเงิน ก็เพียงพอที่จะทำความสะอาดด้วยผ้าที่ไม่เป็นขุย

ไม่อนุญาตให้ใช้สายเคเบิลที่เคลือบสีเงินบนขั้วต่อได้รับความเสียหายมากกว่า 5% ในกรณีนี้จะต้องเปลี่ยนองค์ประกอบที่เสียหาย ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อสายไฟสามารถดูได้จาก วัสดุนี้

ตัวนำภายนอกเชื่อมต่อกับขั้วต่อของสวิตช์สุญญากาศในลักษณะที่ไม่สร้างแรงทางกลบนขั้วต่อของอุปกรณ์จากตัวนำภายนอก การเชื่อมต่อทำได้โดยใช้ข้อต่อแบบโบลต์โดยใช้แหวนรองโลหะยืดหยุ่นแบบแบน

การต่อสายดินทำอย่างไร?

อุปกรณ์ที่อยู่กับที่เชื่อมต่อกับแพลตฟอร์ม "กราวด์" โดยใช้การเชื่อมต่อแบบสลักเกลียว (M12) ตรงจุดที่ทำเครื่องหมายว่า "กราวด์"

องค์ประกอบโครงสร้างของรถเข็นอุปกรณ์และโครงสวิตช์ที่มีการต่อสายดินของอุปกรณ์ ตามกฎแล้วจุดเหล่านี้จะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายที่เกี่ยวข้องถัดจากองค์ประกอบ

พื้นที่ของจุดสัมผัส "กราวด์" จะต้องถูกล้างไขมันก่อนทำการเชื่อมต่อ ตัวนำสายดินควรเป็นบัสที่มีหน้าตัดเพียงพอ (กฎการติดตั้งระบบไฟฟ้า) สายไฟอ่อน หรือตัวนำแบบถัก ก่อนวางตัวนำบนแผ่นสัมผัส ให้หล่อลื่นพื้นผิวสัมผัสด้วยสารหล่อลื่นพิเศษ (CIATIM-203)

การออกแบบแบบดึงออกนั้นมีการต่อสายดินโดยใช้องค์ประกอบของรถเข็นอุปกรณ์ การต่อกราวด์ของเบรกเกอร์สุญญากาศนั้นดำเนินการผ่านโครงสร้างของรถเข็นฮาร์ดแวร์ซึ่งมีส่วนประกอบที่ยึดด้วย

การนำอุปกรณ์ไปใช้งาน

อุปกรณ์ถูกนำไปใช้งานหลังจากตรวจสอบอุปกรณ์ที่ติดตั้งและเตรียมไว้เพิ่มเติมแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของการต่อสายดิน สถานะการยึดส่วนประกอบของชุดประกอบ และการเข้าถึงตัวกลางทำความเย็นไปยังองค์ประกอบความร้อนที่อาจได้รับ

พื้นผิวของแท่งนำกระแสที่สัมผัสกับแผ่นของกลุ่มหน้าสัมผัสรูปดอกกุหลาบจะต้องได้รับการบำบัดด้วยสารหล่อลื่น CIATIM จำนวนเล็กน้อย โดยทั่วไป จำเป็นต้องดำเนินการตามขั้นตอนทั้งหมดที่ PES กำหนดไว้ในกรณีของการทดสอบการยอมรับ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสอดคล้องกับขีดจำกัดที่อนุญาต

การติดตั้งเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ งานติดตั้งดำเนินการโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้น ข้อกำหนดเดียวกันนี้ใช้กับบุคลากรที่ได้รับเลือกให้ให้บริการอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

บุคลากรที่ได้รับอนุญาตให้ให้บริการการติดตั้งระบบไฟฟ้าที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1,000 โวลต์จะได้รับอนุญาตให้ใช้งานเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ กลุ่มการเข้าถึงที่ได้รับอนุมัติสำหรับเจ้าหน้าที่บริการจะต้องไม่ต่ำกว่ากลุ่มที่สาม ก่อนที่จะเริ่มทำงานกับอุปกรณ์ บุคลากรจะต้องผ่านเกณฑ์ขั้นต่ำทางเทคนิคเพื่อศึกษาความซับซ้อนของอุปกรณ์รุ่นใดรุ่นหนึ่ง

วิธีการเลือกเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ?

อุปกรณ์ถูกเลือกโดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ที่ระบุซึ่งพิจารณาโดยสัมพันธ์กับพารามิเตอร์ของเครือข่ายที่มีอยู่ในไซต์การติดตั้ง ทางเลือกนี้จัดทำขึ้นตามเกณฑ์ของโหมดการทำงานที่มีโหลดสูงสุดที่คาดไว้สำหรับสภาพการทำงาน

แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศได้รับอนุญาตให้เท่ากับ (หรือเพิ่มขึ้น) โดยสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของระบบที่จ่ายไฟผ่านเบรกเกอร์

พารามิเตอร์กระแสไฟฟ้าระยะยาวที่กำหนดจะถูกเลือกให้สูงกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนดของระบบที่ให้มา พารามิเตอร์กระแสตัดพิกัดที่กำหนดถูกเลือกไว้เหนือค่าสูงสุด จัดอันดับปัจจุบัน ไฟฟ้าลัดวงจร (คำนึงถึงช่วงเวลาของการสัมผัสที่แตกต่างกัน)

แผ่นข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคเป็นสิ่งแรกที่คุณต้องใส่ใจเมื่อเลือกสวิตช์ จากค่าพารามิเตอร์ คุณสามารถระบุได้ว่าอุปกรณ์นั้นเหมาะสำหรับการติดตั้งเฉพาะหรือไม่

จากมุมมองของสภาวะไฟฟ้าลัดวงจรที่เป็นไปได้ การเลือกจะคำนึงถึงสภาวะที่รุนแรงที่สุด

ค่าส่วนประกอบระยะไม่คำนวณโดยคำนึงถึงสภาวะการลัดวงจรโดยมีแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ในเส้นเฟสใดๆ ในกรณีนี้ควรคำนึงถึงพารามิเตอร์กระแสเป็นระยะที่ผู้ผลิตอุปกรณ์กำหนดไว้ด้วย

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

คุณสามารถเรียนรู้เนื้อหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบ หลักการทำงาน และเงื่อนไขการติดตั้งเบรกเกอร์สุญญากาศได้จากวิดีโอต่อไปนี้:

สวิตช์สุญญากาศแตกต่างจากอุปกรณ์ประเภทอื่นเนื่องจากมีโครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่ายและเชื่อถือได้ ดังนั้นอุปกรณ์ประเภทนี้จึงใช้งานได้นานโดยไม่มีการร้องเรียนใด ๆ อายุการใช้งานตามธรรมชาติถูกกำหนดโดยจำนวนการใช้งานเท่ากับอย่างน้อย 20,000 โดยมีเงื่อนไขว่าการบำรุงรักษาทำได้ทันเวลาอายุการใช้งานนี้จะเพิ่มขึ้น 5-10%ในขณะเดียวกัน การบำรุงรักษาวัตถุระเบิดนั้นจำกัดอยู่เพียงการทำงานเบาจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น

หากขณะอ่านข้อมูล หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับหัวข้อของบทความ หรือมีข้อมูลอันมีค่าที่คุณสามารถแบ่งปันกับผู้อ่านของเรา โปรดแสดงความคิดเห็น แบ่งปันประสบการณ์ของคุณ และถามคำถามในบล็อกด้านล่างบทความ