Gli interruttori in vuoto sono un tipo di dispositivo di commutazione chiave utilizzato nei sistemi di alimentazione. Sono in grado di interrompere rapidamente la corrente quando un circuito si interrompe, proteggendo efficacemente la sicurezza dei circuiti e delle relative apparecchiature. Questo articolo analizzerà a fondo il principio di funzionamento, le caratteristiche di progettazione e le principali aree di applicazione degli interruttori in vuoto, aiutandovi a comprendere appieno l'importanza e le capacità di selezione degli interruttori in vuoto nei sistemi di alimentazione.
Che cos'è un interruttore automatico sottovuoto?
È un dispositivo di commutazione ad alta efficienza che trova ampia applicazione nei sistemi di alimentazione. È in grado di interrompere rapidamente la corrente quando si verifica un guasto nel circuito per proteggere il circuito e le apparecchiature interessate da eventuali danni. La sua caratteristica principale risiede nell'uso del vuoto come mezzo di isolamento e di estinzione dell'arco elettrico; per questo motivo, viene anche chiamato interruttore automatico con estinzione dell'arco elettrico sotto vuoto.
Principio di funzionamento dell'interruttore sottovuoto
Il principio di funzionamento principale di un VCB consiste nell'interrompere l'energia dell'arco tra i contatti. L'arco elettrico si verifica quando il contatto mobile e il contatto fisso si separano in un ambiente sotto vuoto. A causa della rapida condensazione degli ioni e del vapore metallico, l'arco si spegne in brevissimo tempo. L'aumento della rigidità dielettrica è tale che l'interruttore sarà in grado di interrompere rapidamente la corrente per garantire il funzionamento sicuro del sistema elettrico.
Caratteristiche dell'interruttore sottovuoto
Prestazioni di isolamento più elevate: Il mezzo isolante è il vuoto e le prestazioni di spegnimento dell'arco elettrico del vuoto sono equivalenti a quelle dell'aria e dell'interruttore SF6.
Design compatto e peso ridotto: Rispetto agli interruttori convenzionali, gli interruttori sottovuoto hanno un design compatto e un'installazione facile e flessibile.
Efficienti ed economici: non richiedono una manutenzione costosa e sono molto duraturi, con possibilità di interruzioni multiple a piena capacità.
Tempo di arco: In genere, è di circa mezzo ciclo (10 ms), indipendentemente dalle dimensioni della corrente.
Livello di rumore: Rumorosità molto bassa durante il funzionamento; pertanto, si adatta anche agli ambienti sensibili al rumore.
Lunga durata meccanica: l'usura dei contatti è ridotta e può sopportare operazioni ad alta frequenza.
Componenti principali dell'interruttore automatico sottovuoto
Estintore ad arco sotto vuoto: il componente centrale è utilizzato per l'isolamento e l'estinzione dell'arco.
Contatti mobili e contatti fissi: parti principali del collegamento elettrico, solitamente realizzate in materiali altamente conduttivi e resistenti all'usura.
Meccanismo di funzionamento: per controllare l'apertura/chiusura dell'interruttore, compreso un dispositivo di accumulo di energia a molla che può essere controllato manualmente o a distanza.
Supporto isolante: Fornisce supporto meccanico e isolamento elettrico.
Connettori conduttivi: Assicurano un collegamento affidabile del circuito.
Alloggiamento: Protegge le parti interne dall'ambiente.
Applicazione dell'interruttore sottovuoto
Al giorno d'oggi, gli interruttori sottovuoto vengono applicati a tutti i sistemi di alimentazione da 11kV a 33kV nelle sottostazioni, nella distribuzione industriale e nella rete elettrica urbana. I suoi vantaggi sono i seguenti:
Minore manutenzione: Poiché i contatti sono in condizioni di vuoto, non è necessaria una manutenzione regolare.
Lunga durata: funzionamento fino a migliaia di volte della corrente nominale con elevata affidabilità.
Protezione dell'ambiente: nessuna emissione di gas, protezione dell'ambiente verde.
Alta compatibilità: applicabile per la rottura della rete elettrica ad alta tensione e del carico del condensatore.
Capacità di selezione
Nella scelta di un interruttore automatico sottovuoto, occorre considerare quanto segue:
Corrente nominale: in base alla corrente di carico effettiva, scegliere una specifica adeguata, come 630A, 1250A, ecc.
Corrente di interruzione nominale: il valore di picco della corrente di cortocircuito che deve essere sopportato da un interruttore automatico.
Installation environment: According to different indoor or outdoor applications, such as “N” for indoor installation and “W” for outdoor installation, the right model should be selected.
Tipo di quadro: In base ai requisiti del quadro fisso o rimovibile.
Ad esempio, se la corrente di cortocircuito massima è di 26kA, è possibile selezionare un interruttore con una corrente di interruzione nominale di 31,5kA.
Meccanismo di funzionamento dell'interruttore sotto vuoto ad alta tensione
Il meccanismo di funzionamento dell'interruttore sotto vuoto ad alta tensione spinge i contatti mobili e i contatti statici a separarsi grazie all'energia immagazzinata nella molla. In un ambiente altamente vuoto, l'arco si spegne rapidamente perché non c'è abbastanza gas per mantenere l'arco. Grazie a questo design, l'interruttore automatico può funzionare in modo efficiente in condizioni di alta tensione con una minore abrasione dell'apparecchiatura.
Manutenzione e sviluppo futuro
Punti di manutenzione:
Controllo regolare del grado di vuoto, dell'integrità dell'usura e dell'aspetto dei contatti.
Garantire la flessibilità e l'affidabilità del meccanismo operativo.
Tendenze future:
L'interruttore sottovuoto ha un ruolo fondamentale nella gestione efficace dell'energia per lo sviluppo sostenibile durante il periodo in cui le reti intelligenti e le fonti di energia rinnovabili diventeranno sempre più popolari. Il design sarà inoltre intelligente per soddisfare le mutate esigenze di energia.
Conclusione
L'interruttore sottovuoto è diventato un dispositivo importante nel moderno sistema di alimentazione grazie alla sua elevata efficienza, sicurezza e bassa manutenzione. Garantisce non solo prestazioni eccellenti nella stabilità di un sistema elettrico, ma pone anche una base molto solida per l'utilizzo di apparecchiature elettriche intelligenti ed ecologiche.
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