Os disjuntores de vácuo são um tipo de dispositivo de comutação chaveado utilizado em sistemas de energia. Podem cortar rapidamente a corrente quando um circuito falha, protegendo eficazmente a segurança dos circuitos e do equipamento relacionado. Este artigo analisa em profundidade o princípio de funcionamento, as caraterísticas de conceção e as principais áreas de aplicação dos disjuntores de vácuo, ajudando-o a compreender plenamente a importância e as competências de seleção dos disjuntores de vácuo nos sistemas de energia.
O que é um disjuntor de vácuo?
É um dispositivo de comutação de alta eficiência que tem uma vasta aplicação em sistemas de energia. Pode cortar rapidamente a corrente quando ocorre uma falha no circuito para proteger o circuito e o equipamento relevante de danos. A sua principal caraterística reside na utilização do vácuo como meio de isolamento e de extinção de arco; por isso, é também designado por disjuntor de extinção de arco de vácuo.
Princípio de funcionamento do disjuntor de vácuo
O principal princípio de funcionamento de um VCB é interromper a energia do arco entre os contactos. O arco voltaico ocorre quando o contacto móvel e o contacto fixo se separam num ambiente de vácuo. Devido à rápida condensação de iões e vapor de metal, o arco extingue-se num período de tempo muito curto. Aumenta a rigidez dieléctrica de tal forma que o disjuntor poderá cortar a corrente rapidamente para operações seguras do sistema de energia.
Caraterísticas do disjuntor de vácuo
Melhor desempenho de isolamento: O meio de isolamento é o vácuo, e o desempenho de extinção de arco de um vácuo é equivalente ao do ar e do disjuntor SF6.
Design compacto e peso leve: Em comparação com os disjuntores convencionais, os disjuntores de vácuo têm um design compacto e uma instalação flexível e fácil.
Eficientes e económicos: Não requerem manutenção dispendiosa e são muito duradouros, permitindo várias interrupções de capacidade total.
Tempo de arco: Geralmente, é de cerca de meio ciclo (10ms), qualquer que seja o tamanho da corrente.
Nível de ruído: Ruído muito baixo durante o funcionamento; por conseguinte, adapta-se mesmo a ambientes sensíveis ao ruído.
Longa vida mecânica: o desgaste do contacto é pequeno e pode suportar operações de alta frequência.
Principais componentes do disjuntor de vácuo
Extintor de arco de vácuo: o componente principal é utilizado para o isolamento e a extinção do arco.
Contactos móveis e contactos fixos: principais peças de ligação eléctrica, geralmente feitas de materiais altamente condutores e resistentes ao desgaste.
Mecanismo de funcionamento: para controlar a abertura/fecho do disjuntor, incluindo um dispositivo de armazenamento de energia por mola que pode ser controlado manualmente ou à distância.
Suporte isolante: Fornece suporte mecânico e isolamento elétrico.
Conectores condutores: Asseguram a ligação fiável do circuito.
Caixa: Protege as peças internas do ambiente.
Aplicação do disjuntor de vácuo
Atualmente, os disjuntores de vácuo são aplicados a cada sistema de energia de 11kV a 33kV em subestações, na distribuição de energia industrial e na rede eléctrica urbana. E as suas vantagens são as seguintes:
Menos manutenção: Uma vez que os contactos estão em estado de vácuo, não é necessária qualquer manutenção regular.
Longa duração: até milhares de vezes a corrente nominal de funcionamento com elevada fiabilidade.
Proteção ambiental: sem emissão de gases, proteção ambiental ecológica.
Compatibilidade elevada: aplicável à rutura da rede eléctrica de alta tensão e à carga de condensadores.
Competências de seleção
Ao escolher um disjuntor de vácuo, deve ter-se em conta o seguinte
Corrente nominal: de acordo com a corrente de carga real, escolha uma especificação adequada, como 630A, 1250A, etc.
Corrente de corte nominal: O valor de pico da corrente de curto-circuito deve ser suportado por um disjuntor.
Ambiente de instalação: De acordo com as diferentes aplicações interiores ou exteriores, tais como "N" para instalação interior e "W" para instalação exterior, deve ser selecionado o modelo correto.
Tipo de aparelho de distribuição: De acordo com os requisitos do aparelho de distribuição fixo ou amovível.
Por exemplo, quando a corrente máxima de curto-circuito é de 26kA, pode ser selecionado um disjuntor com uma corrente de corte nominal de 31,5kA.
Mecanismo de funcionamento do disjuntor de vácuo de alta tensão
O mecanismo de funcionamento do disjuntor de vácuo de alta tensão faz com que os contactos móveis e os contactos estáticos se separem através da energia armazenada na mola. Num ambiente de alto vácuo, o arco extingue-se rapidamente porque não há gás suficiente para manter o arco. Graças a esta conceção, o disjuntor pode funcionar eficientemente sob alta tensão com menos abrasão no equipamento.
Manutenção e desenvolvimento futuro
Pontos de manutenção:
Verificação regular do grau de vácuo, da integridade do desgaste e do aspeto dos contactos.
Assegurar a flexibilidade e a fiabilidade do mecanismo de funcionamento.
Tendências futuras:
O disjuntor de vácuo tem um papel vital na gestão eficaz da energia para o desenvolvimento sustentável durante o período em que a rede inteligente e as fontes de energia renováveis se tornarão mais populares. O design também será inteligente para satisfazer as necessidades de energia alteradas.
Conclusão
O disjuntor de vácuo tornou-se um dispositivo importante no sistema elétrico moderno devido à sua elevada eficiência, segurança e baixa manutenção. Garante não só um excelente desempenho na estabilidade de um sistema de energia, mas também estabelece uma base muito sólida para a utilização de equipamento de energia inteligente e amigo do ambiente.
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