Vakuové-hasící komoryjsou klíčová elektrická zařízení používaná k přerušení elektrického oblouku ve vysokonapěťových -obvodech. Hrají zásadní roli v energetických systémech, chrání zařízení a zajišťují bezpečnost personálu. Zhášení oblouku je dosaženo několika způsoby, které umožňují zařízení bezpečně a efektivně uhasit oblouk. Níže jsou uvedeny některé běžné-zhášecí metody používané ve vakuových{5}}zhášecích komorách:
I. Základní principy: Podmínky pro údržbu a hašení oblouku
Elektrický oblouk může být udržován, protože při vysokých teplotách je médium mezi kontakty (vzduch, olej atd.) ionizováno, generuje se velké množství volných elektronů a iontů, které tvoří vodivý kanál. Základní způsoby, jak uhasit elektrický oblouk, jsou proto:
Ochlazení: Snížení teploty oblouku způsobující návrat částic plynu z ionizovaného stavu do neutrálních molekul nebo atomů (tento proces se nazývá „deionizace“).
Odfouknutí oblouku: Pomocí vysokorychlostního proudu vzduchu nebo kapaliny odstraňte teplo a nabité částice z oblasti oblouku.
Prodloužení oblouku: Zvětšení délky oblouku, vyžadující vyšší napětí k jeho udržení.
Rozdělení oblouku na kratší oblouky: Rozdělení dlouhého oblouku na řadu kratších oblouků s využitím efektu blízké -elektrody (v blízkosti katody je vyžadován vyšší úbytek napětí) ke zvýšení obtížnosti udržení oblouku.
II. Hlavní metody a technologie hašení oblouku
Na základě různých médií a principů bylo vyvinuto několik vyspělých technologií zhášení oblouku:
1. Vakuové zhášení oblouku (používané ve vakuových vypínačích)
V současnosti se jedná o nejběžnější a nejpokročilejší technologii v oblasti středního-napětí (10–35 kV).
Princip: Kontakty jsou utěsněny v obloukové-zhášecí komoře při vysokém vakuu (<10^-4 Pa). Due to the extremely low number of gas molecules in a vacuum, the metal vapor arc generated when the contacts separate diffuses and condenses at an extremely rapid rate when the current crosses zero, causing the medium strength to recover quickly.
Vlastnosti:
Výhody: Silná schopnost zhášení oblouku, dlouhá životnost, malé rozměry, žádné nebezpečí výbuchu,-bezúdržbové (ve srovnání s olejovými jističi).
Nevýhody: Obtížná detekce stupně vakua, vysoké požadavky na výrobní procesy.
2. Hašení oblouku plynem s fluoridem sírovým (SF₆) (používá se v jističích SF₆)
Široce se používá v polích vysokého-a ultra{1}}vysokého-napětí (72,5 kV a více).
Princip:
Vynikající negativní náboj: Molekuly plynu SF₆ mají silnou schopnost adsorbovat volné elektrony a rychle redukovat nabité částice v oblouku.
Efekt foukání oblouku: Ve stlačené nebo vlastní -zhášecí komoře oblouku se pomocí mechanického pohybu nebo vlastní energie oblouku generuje vysokotlaký- tok plynu SF₆, který prudce fouká směrem k oblouku pro intenzivní chlazení a deionizaci.
Vlastnosti:
Výhody: Vynikající izolace a zhášení oblouku, více než 100krát vyšší než vzduch. Velký jednorázový-vypínací proud.
Nevýhody: SF₆ je silný skleníkový plyn; musí být přísně zabráněno úniku a po vyřazení z provozu vyžaduje recyklaci.
3. Olejové-hašení oblouku (používané v olejových jističích, nyní zřídka používané)
Princip: Kontakty jsou ponořeny do izolačního oleje. Když se vytvoří oblouk, olej se rychle rozloží a odpaří, přičemž vzniká plynný vodík, který tvoří přibližně 70 % celkového plynu. Plynný vodík má vysokou tepelnou vodivost a -zhášecí vlastnosti oblouku. Současně pod konstrukcí zhášecí komory- oblouku tyto plyny generují obrovský tlak a vytvářejí bubliny, které pohánějí tok oleje, aby odfoukl a ochladil oblouk.
Vlastnosti:
Výhody: Jednoduchá struktura, nízká cena, vyspělá technologie.
Nevýhody: Hořlavý a výbušný, představující riziko požáru; vyžaduje pravidelnou výměnu oleje a údržbu; objemný.
4. Zhášení oblouku stlačeným vzduchem (používá se u vzduchových jističů, nyní se používá zřídka)
Princip: Vysokotlaký-stlačený vzduch je předem-uložen. Při přerušení se ventil otevře a vysokotlaký-vzduch je prudce vyfukován směrem k oblouku, nejen že odvádí velké množství tepla, ale také rozptyluje nabité částice a rychle zaplňuje mezeru čerstvým, vysoce izolačním, studeným vzduchem.
Vlastnosti:
Výhody: Silná schopnost zhášení oblouku, rychlá odezva.
Nevýhody: Vysoká hladina hluku, vyžaduje složitý systém stlačeného vzduchu a vyžaduje značnou údržbu.
5. Pevné-zhášení oblouku generovaným plynem (používané ve spínačích zátěže, pojistkách atd.)
Princip: Uvnitř zhášecí komory je umístěn speciální organický izolační materiál (např. polyoxymethylen, plexisklo atd.). Vysoká teplota generovaná elektrickým obloukem způsobuje jeho rozklad, při kterém vzniká velké množství plynu. To vytváří vysoký tlak ve zhášecí komoře- úzkého oblouku, který je poté vystřelen z trysky a oblouk uhasí.
Vlastnosti:
Výhody: Velmi jednoduchá konstrukce, nízké náklady.
Nevýhody: Omezená vypínací schopnost; každá operace spotřebovává materiál-produkující plyn; obvykle se používá v aplikacích, kde požadavky na vypínací schopnost nejsou vysoké.
6. Zhášení štěrbinového oblouku a zhášení mřížkového oblouku (používá se v nízkonapěťových vypínačích, stykačích)
Toto je typická aplikace principu „segmentace a chlazení“.
Hašení štěrbinového oblouku: Elektrický oblouk se zavede do štěrbiny vyrobené z izolačního materiálu odolného proti vysokým teplotám (jako je jíl, slída). Stěny štěrbiny ochlazují oblouk a přivádějí jej do kontaktu s pevným médiem, čímž se zvyšuje deionizace.
Zhášení mřížkového oblouku: Elektrický oblouk je zaveden do sady paralelních kovových mřížek. Elektrický oblouk je rozdělen do několika krátkých oblouků zapojených do série, každý s vlastní katodou a poklesem napětí anody (přibližně 20-30V). Pokud součet poklesů katodového a anodového napětí všech krátkých oblouků překročí napájecí napětí, oblouk nelze udržet a zhasne. To platí zejména pro stejnosměrné oblouky nebo nízkonapěťové střídavé oblouky.
Shrnutí a srovnání
| Způsoby hašení oblouku | Hlavní principy | Aplikace | Vlastnosti |
|---|---|---|---|
| Vakuové zhášení oblouku | Využití vysoké rychlosti obnovy dielektrika z vakua | Distribuce energie středního-napětí (10–35 kV) | Bezpečné, kompaktní, s dlouhou životností, bezúdržbové- |
| Hašení oblouku plynem SF₆ | Adsorpce záporných elektronů + chlazení foukáním vzduchu | Vysoké-napětí a ultra{1}}vysoké-napětí (72,5 kV+) | Vynikající výkon, ale významné ekologické problémy |
| Hašení oblouku-na bázi oleje | Foukání a chlazení obloukem při odpařování oleje (vodík). | Staré-vysoko{1}}napěťové zařízení | Jednoduché a levné, ale hořlavé, výbušné a objemné |
| Hašení oblouku stlačeným vzduchem | Chlazení vysokotlakým vzduchem- | Staré-vysoko{1}}napěťové zařízení | Vysoká rychlost, ale složitý systém a vysoká hlučnost |
| Hašení pevného-plynového oblouku | Vyvíjení plynu materiálu za vzniku foukání vzduchu | Spínače zátěže, pojistky | Jednoduchá konstrukce, omezená vypínací schopnost |
| Zhášení štěrbinového/mřížkového oblouku | Segmentované chlazení a téměř{0}}elektrodový efekt | Nízkonapěťové jističe, stykače | Nízká cena, vhodná pro-nízké napětí DC/AC |
Stručně řečeno, vakuová zhášedla používají různé metody k hašení elektrického oblouku, z nichž každá má své jedinečné výhody a použitelné scénáře. Kombinované použití kovových par, vakuového přerušení a stlačeného vzduchu může rychle a spolehlivě uhasit oblouky a zajistit bezpečný a stabilní provoz energetických systémů. Neustálé inovace a aplikace těchto metod-hašení oblouku poskytují zásadní podporu pro rozvoj a bezpečnost energetického průmyslu.
Vakuové zhášecí komory Shaanxi Huadian nabízejí rychlé uhašení oblouku, čisté a účinné odstraňování závad, dlouhou mechanickou životnost, bezúdržbový-provoz a úsporu nákladů. Kontaktní údaje:
E-mail:pannie@hdswitchgear.com.
Whatsapp/Wechat:{0}}
