En savoir plus sur le disjoncteur à vide

La structure d'un disjoncteur à vide

Le disjoncteur à vide haute tension intérieur ZN63A-12 se compose d'une chambre d'extinction d'arc sous vide, d'un mécanisme de commande, d'un mécanisme de transmission, d'un châssis, etc. L'extinction d'arc sous vide se compose d'un contact statique, d'un contact mobile, d'un blindage, d'une coque, d'un une tige de protection, un couvercle d'extrémité, etc., comme indiqué sur la figure. La distance de déconnexion entre les contacts dynamiques et statiques d'un disjoncteur à vide de 10 kV est généralement de 10 à 15 mm.

Les contacts de la chambre d'extinction à arc sous vide sont généralement ancrés et il est facile de faire rebondir la tête. Afin d'éviter les surtensions causées par les rebonds, il existe des exigences particulières pour le matériau des contacts, et une pression initiale et une pression finale suffisantes sont nécessaires pendant le processus de fermeture. Le temps de rebond ne doit pas dépasser 2 ms.

Les exigences matérielles des contacts du disjoncteur à vide haute tension ZN63A-12 pour l'intérieur sont résistantes au soudage par fusion, à la résistance à l'arc, à une faible teneur en humidité et à de faibles niveaux d'interception. Afin de pouvoir adapter de manière fiable le courant de court-circuit. Généralement, les multi-alliages sont utilisés pour établir des contacts. Les alliages quaternaires cuivre-tungstène-bismuth-zirconium, les alliages quaternaires cuivre-tungstène-nickel-antimoine et les alliages tels que cuivre-tellure-sélénium, cuivre-bismuth-cérium et cuivre-bismuth-aluminium sont couramment utilisés.

Les composants de la chambre d'extinction d'arc sous vide sont scellés dans une coque en verre, et la coque en verre elle-même agit également comme un isolant. Afin d'assurer l'étanchéité de la tige conductrice dynamique, un tube ondulé est utilisé, qui est un élément élastique. Grâce à elle, la chambre d'extinction d'arc sous vide peut effectuer des opérations de division et de fermeture sous l'action du mécanisme de commande sans endommager le niveau de vide.

Le disjoncteur à vide haute tension d'intérieur ZN63A-12 ne se rallume pas après l'extinction de l'arc à zéro en raison de sa résistance d'isolation élevée sous vide poussé et de la diffusion rapide des particules chargées générées par l'arc entre les contacts dans des gaz extrêmement fins pendant l'opération de séparation. Les vapeurs métalliques et les particules chargées lors de la combustion à l'arc sont absorbées et condensées par un écran en diffusion intense. Il y a trois rainures de vis d'Archimède sur la surface de roulement du contact, provoquant la génération par le courant d'arc d'un champ magnétique transversal entre les contacts sur la voie d'écoulement, provoquant un déplacement rapide du courant d'arc dans la direction tangentielle sur le contact principal, réduisant ainsi la température du contact et réduire le grillage du contact.

Caractéristiques d'isolation du vide

Le vide a de fortes caractéristiques d'isolation. Dans le disjoncteur à vide haute tension d'intérieur ZN63A-12, le gaz est très fin, le libre déplacement des molécules de gaz est relativement important et le risque de collision les uns avec les autres est très faible. Par conséquent, la collision libre n'est pas la cause principale de la rupture de l'écart spatial réel, mais l'électrode est utilisée par l'électrode sous l'action d'un champ électrique à haute intensité. Les pointes métalliques précipitées sont le principal facteur causant des dommages à l'isolation.

La force d'isolation dans un espace vide réel n'est pas seulement liée à la taille de l'espace et à l'uniformité du champ électrique, mais est également fortement affectée par les propriétés et les conditions de surface du matériau d'électrode. Le véritable espace vide a des caractéristiques d'isolation plus élevées que l'air haute pression et le gaz SF6 dans le cas d'un petit espace de distance (2 à 3 mm), c'est pourquoi l'ouverture des contacts des disjoncteurs à vide est généralement faible.

L'influence des matériaux d'électrode sur la tension de claquage se manifeste principalement dans la résistance mécanique (résistance à la traction) du matériau et le point de fusion du matériau métallique. Plus la résistance à la traction et le point de fusion sont élevés, plus la résistance d'isolation de l'électrode sous vide est élevée.

Des expériences ont montré que plus le niveau de vide est élevé, plus la tension de claquage de l'intervalle de gaz est élevée, mais elle reste fondamentalement la même à 10-4 plateaux ou plus. Par conséquent, pour maintenir la force d'isolation de la chambre d'extinction d'arc sous vide, le niveau de vide ne doit pas être inférieur à 10-4 blocs.

La formation et l'extinction d'un arc électrique dans le vide

L'arc sous vide est très différent du phénomène de décharge d'arc de gaz que nous avons appris auparavant. Le phénomène de gaz libre n'est pas le facteur principal qui crée l'arc. Une décharge d'arc sous vide se forme dans la vapeur métallique évaporée de l'électrode de contact. Dans le même temps, les caractéristiques des performances de l'arc sont également différentes en fonction de l'amplitude du courant de commutation. Nous le divisons généralement en arcs sous vide à faible courant et en arcs sous vide à courant élevé.

1. Arc sous vide à faible courant

Lorsque le contact est désactivé dans le vide, des spots cathodiques où le courant et l'énergie sont concentrés sont générés. Une grande quantité de vapeur métallique s'évapore du spot cathodique. La densité des atomes métalliques et des points de masse chargés est très élevée et l'arc y brûle. Dans le même temps, la vapeur de métal et les points de masse chargés dans la colonne d'arc continuent de se diffuser vers l'extérieur et les électrodes sont constamment évaporées avec de nouveaux points de masse pour les compléter. Lorsque le courant est supérieur à zéro, l'énergie de l'arc diminue, la température de l'électrode baisse, l'effet d'évaporation diminue, la densité de la masse dans la colonne d'arc diminue, et enfin, à zéro, la tache cathodique disparaît et l'arc est éteint.

Parfois, l'effet d'évaporation ne peut pas maintenir le taux de diffusion de la colonne d'arc, et l'arc s'éteint soudainement, provoquant une interception.

2. Arc sous vide à courant élevé

Lorsque le contact déconnecte le courant important, l'énergie de l'arc augmente et l'anode chauffe également sérieusement, formant un arc de groupe puissant. Dans le même temps, l'effet de l'énergie électrique est également évident. Par conséquent, pour les arcs sous vide à courant élevé, la répartition du champ magnétique entre les contacts a une influence décisive sur la stabilité et les performances d'extinction de l'arc de l'arc. Si le courant est trop élevé et dépasse la limite du courant de commutation, cela entraînera l'échec de la déconnexion. À ce moment, les cheveux au toucher sont très chauds et ils s'évaporent encore une fois que le courant est passé à zéro. Le milieu est difficile à récupérer et le courant ne peut pas être déconnecté.

La structure

Il existe de nombreux fabricants de disjoncteurs à vide et il existe une grande variété de modèles. Selon les conditions d'utilisation, il est divisé en deux types : intérieur (ZnX—**) et extérieur (zWx—**). Il est principalement composé de la partie cadre, de la partie chambre d'extinction d'arc (bulle de vide) et de la partie mécanisme de commande.

Le corps principal du disjoncteur à vide haute tension d'intérieur ZN63A-12 se compose d'un circuit conducteur, d'un système d'isolation, d'un joint et d'un boîtier. La structure globale est un type de boîte commune triphasée. Parmi eux, la boucle conductrice est connectée aux pôles conducteurs des fils d'entrée et de sortie, aux roulements d'isolation d'entrée et de sortie, aux pinces conductrices, aux connexions souples et aux chambres d'extinction d'arc sous vide.

Le mécanisme est un stockage d'énergie électrique, une porte électrique divisée et une fonction manuelle. L'ensemble de la structure est composé de ressorts de fermeture, de systèmes de stockage d'énergie, de boucles de surintensité, de bobines de porte fendues, de systèmes de séparation et de fermeture manuelles, d'interrupteurs auxiliaires, d'indicateurs de stockage d'énergie et d'autres composants.

Comment ça fonctionne

Les disjoncteurs à vide utilisent un vide poussé lorsque le courant passe par zéro, le plasma se diffuse rapidement et éteint l'arc pour terminer l'objectif de couper le courant.

Principe d'action

Processus de stockage d'énergie : lorsque le moteur de stockage d'énergie est connecté à l'alimentation, le moteur entraîne la rotation de la roue excentrique et entraîne le bras et la plaque pour qu'ils se balancent à travers un rouleau près de la roue excentrique pour pousser le cliquet de stockage d'énergie pour faire le rotation du cliquet. Lorsque la goupille du cliquet et la plaque du manchon d'axe de stockage d'énergie sont fixées, les deux se déplacent ensemble pour faire s'allonger le ressort de fermeture accroché au manchon d'axe de stockage d'énergie. Le manchon d'arbre de stockage d'énergie est fixé avec une goupille de positionnement pour maintenir l'état de stockage d'énergie. En même temps, le bras de manivelle sur le manchon d'arbre de stockage d'énergie pousse la course pour couper l'alimentation du moteur de stockage d'énergie, et la griffe de stockage d'énergie est soulevée pour se séparer de manière fiable du cliquet.

Processus de fermeture : lorsque le mécanisme reçoit le signal de fermeture (l'interrupteur est déconnecté, état de stockage d'énergie), le noyau de l'électroaimant de fermeture est aspiré pour se déplacer, tirez le localisateur pour tourner dans le sens antihoraire pour libérer le maintien du stockage d'énergie, le ressort de fermeture. entraîne le manchon d'essieu de stockage d'énergie pour tourner dans le sens antihoraire, et sa came appuie sur le manchon d'arbre d'entraînement pour entraîner la plaque et le culbuteur pour maintenir le culbuteur en demi-arbre, de sorte que le mécanisme est fermé. À ce moment, le dispositif de chaîne verrouille le localisateur de sorte que la vache de positionnement ne puisse pas tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, atteignant l'objectif des ventes conjointes institutionnelles et garantissant que le mécanisme ne peut pas fermer la porte en position de fermeture.

Processus d'opération de fractionnement : Après la fermeture du disjoncteur, l'électroaimant de fractionnement reçoit un signal. Le noyau de fer aspire et l'éjecteur dans le déclencheur se déplace vers le haut pour faire tourner l'arbre de libération, entraîne la tige d'éjecteur pour se déplacer vers le haut, déplace la plaque de levage et entraîne le demi-axe pour tourner dans le sens antihoraire.

Le demi-arbre et le culbuteur sont déverrouillés. Sous l'action d'un ressort fendu, le disjoncteur à vide haute tension intérieur ZN63A-12 achève l'opération fendue.