באיזו שיטה משתמשים לכיבוי הקשת במפרק ואקום?

תאי כיבוי של קשת ואקום-הם מכשירים חשמליים חיוניים המשמשים לפסיקת קשתות חשמליות במעגלי מתח גבוה-. הם ממלאים תפקיד חיוני במערכות חשמל, הגנה על ציוד והבטחת בטיחות העובדים. כיבוי קשת מושג באמצעות מספר שיטות, המאפשרות למכשיר לכבות את הקשת בצורה בטוחה ויעילה. להלן כמה שיטות נפוצות לכיבוי קשת- המשמשות בתאי כיבוי של קשת ואקום-:

I. עקרונות יסוד בסיסיים: תנאים לתחזוקה וכיבוי קשת

ניתן לשמור על קשת חשמלית מכיוון שבטמפרטורות גבוהות, המדיום בין המגעים (אוויר, שמן וכו') מיונן, ויוצר מספר רב של אלקטרונים ויונים חופשיים, היוצרים תעלה מוליכה. לכן, הדרכים הבסיסיות לכיבוי קשת חשמלית הן:

התקררות: הורדת טמפרטורת הקשת, גורמת לחלקיקי גז לחזור ממצב מיונן למולקולות או אטומים ניטרליים (תהליך זה נקרא "דה-יוניזציה").

ניפוח הקשת: שימוש בזרימת אוויר- במהירות גבוהה או זרימת נוזל כדי להסיר חום וחלקיקים טעונים מאזור הקשת.

הארכת הקשת: הגדלת אורך הקשת, דורש מתח גבוה יותר כדי לשמור עליה.

חלוקת הקשת לקשתות קצרות יותר: חלוקת קשת ארוכה לסדרה של קשתות קצרות יותר, תוך ניצול אפקט האלקטרודה הקרובה (-נדרשת מפל מתח גבוה יותר ליד הקתודה) כדי להגביר את הקושי לשמור על הקשת.

II. שיטות וטכנולוגיות עיקריות לכיבוי קשת

בהתבסס על מדיה ועקרונות שונים, פותחו מספר טכנולוגיות כיבוי קשתות בוגרות:

1. כיבוי קשת ואקום (בשימוש במפסקי ואקום)

זוהי כיום הטכנולוגיה המרכזית והמתקדמת ביותר בתחום המתח הבינוני-(10-35kV).

עקרון: המגעים אטומים בתא-כיבוי קשת בוואקום גבוה (<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.

מאפיינים:

יתרונות: יכולת כיבוי קשת חזקה, תוחלת חיים ארוכה, גודל קטן, ללא סכנת פיצוץ, ללא תחזוקה-(בהשוואה למפסקי שמן).

חסרונות: זיהוי דרגות ואקום קשה, דרישות גבוהות לתהליכי ייצור.

2. כיבוי קשת גז גופרית הקספלואוריד (SF₆) (משמש במפסקי SF₆)

בשימוש נרחב בשדות מתח גבוה-ו-גבוה- במיוחד (72.5kV ומעלה).

עִקָרוֹן:

מטען שלילי מעולה: למולקולות גז SF₆ יש יכולת חזקה לספוח אלקטרונים חופשיים, מה שמפחית במהירות חלקיקים טעונים בקשת.

אפקט ניפוח קשת: בתא לכיבוי קשת דחוס או -מופעל באנרגיה עצמית, זרימת גז SF₆ בלחץ גבוה- נוצרת באמצעות תנועה מכנית או האנרגיה של הקשת עצמה, נושבת בעוצמה לכיוון הקשת לצורך קירור אינטנסיבי ודה-יוניזציה.

תכונות:

יתרונות: ביצועי בידוד וכיבוי קשת מעולים, יותר מפי 100 מאוויר. זרם שבירה יחיד גדול-.

חסרונות: SF₆ הוא גז חממה חזק; יש למנוע בקפדנות את הדליפה, והיא מחייבת מיחזור לאחר השבתה.

3. כיבוי קשת על בסיס-שמן (משמש במפסקי שמן, כיום בשימוש נדיר)

עיקרון: המגעים טבולים בשמן בידוד. כאשר נוצרת קשת, הנפט מתפרק במהירות ומתאדה, ומייצר גז מימן, המהווה כ-70% מכלל הגז. לגז מימן מוליכות תרמית גבוהה ותכונות -כיבוי קשתות. במקביל, מתחת לעיצוב תא הכיבוי בקשת-, גזים אלו יוצרים לחץ עצום, ויוצרים בועות שמניעות את זרימת הנפט להתפוצץ ולקרר את הקשת.

תכונות:

יתרונות: מבנה פשוט, עלות נמוכה, טכנולוגיה בוגרת.

חסרונות: דליק ונפיץ, המהווה סיכון אש; דורש החלפת שמן ותחזוקה קבועים; גַס.

4. כיבוי קשת אוויר דחוס (בשימוש במפסקי אוויר, כיום בשימוש נדיר)

עיקרון: אוויר דחוס-בלחץ גבוה מאוחסן מראש-. בעת הפרעה, השסתום נפתח, והאוויר בלחץ-הגבוה מועף בעוצמה לעבר הקשת, לא רק נושא כמות גדולה של חום אלא גם מפזר חלקיקים טעונים, וממלא במהירות את הפער באוויר קר בידוד טרי, גבוה-.

תכונות:

יתרונות: יכולת כיבוי קשת חזקה, מהירות תגובה מהירה.

חסרונות: רמת רעש גבוהה, דורשת מערכת אוויר דחוס מורכבת ודורשת תחזוקה משמעותית.

5. כיבוי קשת גז מוצק-(משמש במתגי עומס, נתיכים וכו')

עיקרון: חומר בידוד אורגני מיוחד (כגון פוליאוקסימתילן, פרספקס וכו') מונח בתוך תא הכיבוי של קשת-. הטמפרטורה הגבוהה שנוצרת על ידי הקשת החשמלית גורמת לה להתפרק וליצור כמות גדולה של גז. זה יוצר לחץ גבוה בתוך תא הכיבוי- של הקשת הצרה, שנפלט לאחר מכן מהזרבובית ומכבה את הקשת.

תכונות:

יתרונות: מבנה פשוט מאוד, עלות נמוכה.

חסרונות: יכולת שבירה מוגבלת; כל פעולה צורכת את החומר-שיוצר גז; משמש בדרך כלל ביישומים שבהם דרישות כושר השבירה אינן גבוהות.

6. כיבוי קשת חריץ וכיבוי קשת רשת (בשימוש במפסקי מתח נמוך, מגע)-

זהו יישום טיפוסי של עקרון "פילוח וקירור".

כיבוי קשת חריץ: הקשת החשמלית מוכנסת לתוך חריץ העשוי מחומר בידוד עמיד בטמפרטורה גבוהה (כגון חימר, נציץ). קירות החריצים מקררים את הקשת ומביאים אותה למגע עם המדיום המוצק, מה שמגביר דה-יוניזציה.

כיבוי קשת רשת: הקשת החשמלית מוכנסת למערכת של רשתות מתכת מקבילות. הקשת החשמלית מחולקת למספר קשתות קצרות המחוברות בסדרה, לכל אחת נפילות מתח משלה קתודה ואנודה (בערך 20-30V). אם סכום ירידת מתח הקתודה והאנודה של כל הקשתות הקצרות עולה על מתח אספקת החשמל, לא ניתן להחזיק את הקשת והיא תכבה. זה חל במיוחד על קשתות DC או קשתות AC במתח נמוך.

סיכום והשוואה

לסיכום, מפסקי ואקום משתמשים בשיטות שונות לכיבוי קשתות חשמליות, כל אחת עם היתרונות הייחודיים והתרחישים הישימים שלה. השימוש המשולב באדי מתכת, הפסקת ואקום ואוויר דחוס יכולים לכבות קשתות במהירות ובאמינות, ולהבטיח את הפעולה הבטוחה והיציבה של מערכות החשמל. החידוש והיישום המתמשכים של שיטות-כיבוי קשת אלו מספקים תמיכה מכרעת לפיתוח ולבטיחות של תעשיית החשמל.

תאי מפסק הוואקום של Shaanxi Huadian מציעים כיבוי מהיר של קשתות, ניקוי תקלות נקי ויעיל, חיים מכניים ארוכים, פעולה ללא תשלום-תחזוקה וחיסכון בעלויות. פרטי התקשרות:

אֶלֶקטרוֹנִי:pannie@hdswitchgear.com.

Whatsapp/Wechat:+8618789455087