V oblasti elektrotechniky zohrávajú prerušovače vákua vo veľkom prúdu rozhodujúcu úlohu pri ochrane elektrických systémov pred viac ako prúdmi a krátkymi obvodmi. Kontaktné opotrebenie je však bežným a významným problémom, ktorý môže znížiť výkon a životnosť týchto prerušovačov. Ako dodávateľVeľký prúdový prerušovač, Bol som svedkom z prvej ruky, dopad kontaktného opotrebenia na prevádzku elektrických zariadení. V tomto blogu sa podelím o niekoľko efektívnych spôsobov, ako znížiť kontaktné opotrebenie veľkých súčasných vysávačov.
Pochopenie kontaktného opotrebenia vo veľkých súčasných vákuových prerušeniach
Predtým, ako sa ponoríte do riešení, je nevyhnutné porozumieť mechanizmom, ktoré za kontaktným opotrebením vo veľkých súčasných vákuových prerušovačoch. Kontaktné opotrebenie sa vyskytuje hlavne v dôsledku dvoch procesov: mechanické opotrebenie a elektrické opotrebenie.
Mechanické opotrebenie je spôsobené opakovaným otvorením a zatváraním kontaktov. Zakaždým, keď sa kontakty oddeľujú a spoja sa, existuje určité množstvo trenia a dopadu. Toto mechanické napätie môže v priebehu času viesť k deformácii a erózii kontaktných povrchov.
Elektrické opotrebenie je na druhej strane zložitejšie. Keď cez kontakty prechádza veľký prúd, dochádza k oblúku počas procesu otvárania. Oblúk s vysokou teplotou môže spôsobiť topenie a odparovanie kontaktného materiálu. Kovová para sa potom ukladá na vnútornom povrchu prerušovača alebo re - stuhne na kontaktnom povrchu nerovnomerným spôsobom, čo vedie k drsnosti povrchu a strate materiálu.
Výber materiálu
Jedným z najzákladnejších spôsobov, ako znížiť kontaktné opotrebenie, je správny výber materiálu. Ideálny kontaktný materiál pre prerušovače vákuových prerušovačov s veľkým prúdom by mal mať vysokú elektrickú vodivosť, dobrú tepelnú vodivosť, vysoký bod topenia a vynikajúce vlastnosti erózie proti oblúku.
Zliatina meďnatého - chróm (CUCR) je široko používaným kontaktným materiálom vo veľkých prúdových vákuových prerušeniach. Meď poskytuje vysokú elektrickú a tepelnú vodivosť, ktorá pomáha rozptyľovať teplo generované počas prúdu prúdu. Chróm má na druhej strane vysoký bod topenia a dobré vlastnosti erózie proti oblúku. Vytvára stabilnú vrstvu oxidu na kontaktnom povrchu počas oblúka, ktorá môže znížiť topenie a odparovanie kontaktného materiálu.
Ďalším vznikajúcim materiálom je zliatina volfrámu - meď (WCU). Volfrám má extrémne vysoký bod topenia, ktorý vydrží oblúk s vysokou teplotou. Pridá sa meď na zlepšenie elektrickej a tepelnej vodivosti. Zliatina WCU je však drahšia ako zliatina CUCR a jej aplikácia je obmedzená na určité vysoké veľkolepé vysávače.
Kontaktné spracovanie povrchu
Povrchové ošetrenie kontaktov môže výrazne zlepšiť odolnosť proti opotrebeniu. Jednou z bežných spôsobov je použitie povlaku na kontaktnej ploche. Napríklad tenká vrstva striebra (AG) môže byť potiahnutá na kontakty CUCR. Striebro má vynikajúcu elektrickú vodivosť a nízky kontaktný odpor, čo môže znížiť tvorbu tepla na kontaktnom rozhraní. Okrem toho môže strieborný povlak pôsobiť ako mazivo počas otvorenia a zatvárania kontaktov, čím sa znižuje mechanické opotrebenie.
Ďalšou technikou povrchového spracovania je vykonanie tepelného spracovania na kontaktoch. Tepelné spracovanie môže zmeniť mikroštruktúru kontaktného materiálu, čím sa zlepší jeho tvrdosť a húževnatosť. Napríklad správny proces žíhania môže zmierniť vnútorné napätie v kontaktnom materiáli, čím sa stane odolnejším voči mechanickej deformácii.
Optimalizácia dizajnu
Dizajn veľkého prerušovača vákua má tiež významný vplyv na opotrebenie kontaktu. Po prvé, tvar a veľkosť kontaktu by sa mal starostlivo navrhnúť. Väčšia kontaktná plocha môže znížiť hustotu prúdu na kontaktnom rozhraní, čo zase znižuje tvorbu tepla a oblúkovú energiu. Napríklad dizajn kontaktu v tvare kupoly môže zvýšiť kontaktnú plochu v porovnaní s plochým kontaktom v tvare.
Po druhé, by sa mala optimalizovať otváracia a zatváracia rýchlosť kontaktov. Správna rýchlosť otvárania môže zabezpečiť, aby sa oblúk rýchlo zhasol, čím sa zníži čas oblúka a súvisiace opotrebenie. Príliš - pomalá rýchlosť otvárania môže viesť k dlhému - trvalému oblúku, zatiaľ čo aj rýchla rýchlosť otvárania môže spôsobiť nadmerné mechanické napätie na kontaktoch.
Okrem toho by sa malo zvážiť distribúcia elektromagnetického poľa v prerušovači. Jednotné elektromagnetické pole môže pomôcť rovnomerne rozdeliť prúd na kontaktnom povrchu, čím sa zníži miestne vykurovanie a opotrebenie. Niektoré pokročilé prerušovacie návrhy používajú technológiu magnetického poľa na dosiahnutie jednotnejšej distribúcie prúdu.
Správa prevádzkových podmienok
Správne riadenie prevádzkových podmienok môže tiež pomôcť znížiť kontaktné opotrebenie. Po prvé, okolitá teplota by sa mala regulovať. Vysoké okolité teploty môžu zvýšiť tepelné napätie na kontaktoch a urýchliť proces opotrebenia. Preto by mali byť prerušovače vákua vo veľkom prúdu nainštalované v jamke - vetrané oblasti alebo v prípade potreby vybavené chladiacimi zariadeniami.
Po druhé, frekvencia prevádzky by mala byť obmedzená. Časté otváranie a zatváranie kontaktov zvýši mechanické aj elektrické opotrebenie. V niektorých aplikáciách je možné použiť inteligentnejší riadiaci systém na zníženie zbytočnej prevádzky prerušovača.
Monitorovanie a údržba
Pravidelné monitorovanie a údržba sú nevyhnutné na detekciu a zabránenie nadmernému opotrebeniu kontaktu. Monitorovanie kontaktného odporu je jednoduchý a efektívny spôsob, ako vyhodnotiť stav kontaktov. Zvýšenie kontaktného odporu môže naznačovať prítomnosť kontaktného opotrebenia alebo kontaminácie povrchu.
Počas údržby sa môže vykonať aj vizuálna kontrola kontaktov. Mali by sa zaznamenať akékoľvek príznaky deformácie, erózie alebo nadmernej drsnosti na kontaktnej ploche. Ak je to potrebné, kontakty môžu byť vyleštené alebo vymenené, aby sa zabezpečila normálna prevádzka prerušovača vákuového prerušenia veľkého prúdu.
Porovnanie s inými typmi vákuových prerušovačov
Stojí za porovnanie veľkých súčasných vákuových prerušovačov sPrerušovač stredného napätiaaPrerušovač nízkeho napätia. Prerušovače vákuových prerušení stredného napätia zvyčajne pracujú pri nižšej úrovni prúdu v porovnaní s prerušovacími vákuovými prerušovacími prerušenie prúdu. Preto je kontaktné opotrebenie prerušovačov vákuových prerušovačov stredného napätia relatívne menej závažné. Požiadavky na výkon izolácie sú však vyššie v aplikáciách stredného napätia.
Prerušovače vákua s nízkym napätím sú navrhnuté pre rovnomerné úrovne prúdu a napätia. Mechanizmus kontaktného opotrebenia je podobný mechanizmu pre prerušovače veľkého a stredného napätia, ale miera opotrebenia je vo všeobecnosti nižšia. Návrh a výber materiálových prerušovačov vákuových prerušovačov s nízkym napätím sa viac zameriavajú na účinnosť nákladov a miniaturizácie.
Záver
Zníženie kontaktného opotrebenia veľkých vákuových prerušovacích prerušovačov je viacnásobná úloha, ktorá zahŕňa výber materiálu, povrchovú úpravu, optimalizáciu dizajnu, riadenie prevádzkových podmienok a monitorovanie a údržbu. Implementáciou týchto opatrení je možné výrazne zlepšiť výkon a životnosť veľkých súčasných vysávacích prerušovačov.
Ako dodávateľ veľkých súčasných vákuových prerušovačov sme zaviazaní poskytovať našim zákazníkom vysokokvalitné výrobky a technickú podporu. Ak máte záujem o naše výrobky alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa zníženia kontaktného oblečenia, neváhajte a kontaktujte nás kvôli diskusiám o obstarávaní. Veríme, že naše odborné znalosti a skúsenosti vám môžu pomôcť nájsť najlepšie riešenia pre vaše elektrické systémy.
Odkazy
- Blackburn, JL (2014). Ochranné prenosy: princípy a aplikácie. CRC Press.
- Greenwood, A. (1991). Elektrické kontakty: princípy a aplikácie. Krieger Publishing Company.
- Li, Z., & Wang, X. (2018). Výskum charakteristík prerušovačov vákuových prerušovačov. Transakcie IEEE pri dodávaní energie.