หลักการทำงานของเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ

เมื่อเปรียบเทียบกับสวิตช์แยกอื่น ๆ หลักการของเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศจะแตกต่างจากหลักการเป่าด้วยแม่เหล็ก ในสุญญากาศไม่มีอิเล็กทริก ซึ่งทำให้ส่วนโค้งดับลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจุดสัมผัสข้อมูลแบบไดนามิกและแบบคงที่ของสวิตช์ตัดการเชื่อมต่อจึงไม่เว้นระยะห่างกันมากนัก โดยทั่วไปสวิตช์แยกจะใช้สำหรับอุปกรณ์วิศวกรรมกำลังในโรงงานแปรรูปที่มีแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ! ด้วยแนวโน้มการพัฒนาอย่างรวดเร็วของระบบจ่ายไฟ เซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ 10kV ได้รับการผลิตจำนวนมากและนำไปใช้ในประเทศจีน สำหรับบุคลากรด้านการบำรุงรักษา กลายเป็นปัญหาเร่งด่วนในการปรับปรุงความเชี่ยวชาญของเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศ เพิ่มความแข็งแกร่งในการบำรุงรักษา และทำให้ทำงานได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ จากตัวอย่าง ZW27-12 บทความนี้จะแนะนำหลักการพื้นฐานและการบำรุงรักษาเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศโดยย่อ
1. คุณสมบัติการเป็นฉนวนของสุญญากาศ
สุญญากาศมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่แข็งแกร่ง ในเบรกเกอร์สุญญากาศ ไอจะบางมาก และการจัดเรียงจังหวะโดยพลการของโครงสร้างโมเลกุลของไอนั้นค่อนข้างใหญ่ และความน่าจะเป็นที่จะชนกันนั้นมีน้อย ดังนั้นผลกระทบแบบสุ่มจึงไม่ใช่สาเหตุหลักของการแทรกซึมของช่องว่างสุญญากาศ แต่ภายใต้ผลกระทบของสนามไฟฟ้าสถิตที่มีความเหนียวสูง อนุภาคของวัสดุโลหะที่ฝากด้วยอิเล็กโทรดจึงเป็นปัจจัยหลักของความเสียหายของฉนวน
กำลังอัดไดอิเล็กตริกในช่องว่างสุญญากาศไม่เพียงเกี่ยวข้องกับขนาดของช่องว่างและความสมดุลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังได้รับผลกระทบอย่างมากจากลักษณะของอิเล็กโทรดโลหะและมาตรฐานของชั้นพื้นผิวอีกด้วย ที่ช่องว่างระยะห่างเล็กน้อย (2-3 มม.) ช่องว่างสุญญากาศมีคุณสมบัติเป็นฉนวนของก๊าซแรงดันสูงและก๊าซ SF6 ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมระยะเปิดจุดสัมผัสของเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศโดยทั่วไปจึงมีขนาดเล็ก
อิทธิพลโดยตรงของอิเล็กโทรดโลหะต่อแรงดันพังทลายจะสะท้อนให้เห็นโดยเฉพาะในความทนทานต่อแรงกระแทก (กำลังรับแรงอัด) ของวัตถุดิบและจุดหลอมเหลวของวัสดุโลหะ ยิ่งกำลังอัดและจุดหลอมเหลวสูงเท่าใด กำลังอัดไดอิเล็กตริกของสเตจไฟฟ้าภายใต้สุญญากาศก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
การทดลองแสดงให้เห็นว่ายิ่งค่าสุญญากาศสูง แรงดันพังทลายของช่องว่างก๊าซก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่โดยพื้นฐานแล้วไม่เปลี่ยนแปลงที่สูงกว่า 10-4 Torr ดังนั้น เพื่อรักษากำลังอัดของฉนวนของห้องเป่าแม่เหล็กสุญญากาศได้ดีขึ้น ระดับสุญญากาศไม่ควรต่ำกว่า 10-4 Torr
2. การจัดตั้งและการดับส่วนโค้งในสุญญากาศ
ส่วนโค้งสุญญากาศค่อนข้างแตกต่างจากสภาวะการชาร์จและการคายประจุของส่วนโค้งไอที่คุณได้เรียนรู้มาก่อน สภาวะสุ่มของไอไม่ใช่ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดประกายไฟ การชาร์จและการคายประจุส่วนโค้งสุญญากาศจะเกิดขึ้นในไอของวัสดุโลหะที่ถูกระเหยโดยการสัมผัสอิเล็กโทรด ในขณะเดียวกัน ขนาดของกระแสไฟกระชากและลักษณะส่วนโค้งก็แตกต่างกันไปเช่นกัน เรามักจะแบ่งออกเป็นส่วนโค้งสุญญากาศกระแสต่ำและส่วนโค้งสุญญากาศกระแสสูง
1. อาร์คสุญญากาศกระแสเล็ก
เมื่อจุดสัมผัสถูกเปิดในสุญญากาศ จะทำให้เกิดจุดสีอิเล็กโทรดลบซึ่งกระแสและพลังงานจลน์มีความเข้มข้นมาก และไอของวัสดุโลหะจำนวนมากจะระเหยจากจุดสีอิเล็กโทรดลบ ติดไฟ ในเวลาเดียวกัน ไอของวัสดุโลหะและอนุภาคที่เกิดไฟฟ้าในคอลัมน์ส่วนโค้งยังคงแพร่กระจาย และเวทีไฟฟ้ายังคงระเหยอนุภาคใหม่เพื่อเติมเต็มต่อไป เมื่อกระแสไฟฟ้าข้ามศูนย์ พลังงานจลน์ของส่วนโค้งจะลดลง อุณหภูมิของอิเล็กโทรดลดลง ผลที่แท้จริงของการระเหยลดลง และความหนาแน่นของมวลในคอลัมน์ส่วนโค้งลดลง ในที่สุด จุดอิเล็กโทรดลบจะลดลง และส่วนโค้งก็ดับลง
บางครั้งการระเหยไม่สามารถรักษาอัตราการแพร่กระจายของคอลัมน์ส่วนโค้งได้ และส่วนโค้งก็ดับลงกะทันหัน ส่งผลให้เกิดการดักจับ