진공 차단기 란 무엇입니까 : 작동 및 응용

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진공 차단기 기술은 1960 년에 처음 도입되었지만 여전히 개발중인 기술입니다. 시간이 지남에 따라 진공 차단기의 크기는이 엔지니어링 분야의 다양한 기술 개발로 인해 1960 년대 초 크기에서 줄어 들었습니다. 회로 차단기는 일반적으로 과부하로 인해 발생하는 단락으로 인한 부당한 전류를 방지하기 위해 전기 회로를 차단하는 장치입니다. 기본 기능은 오류가 감지 된 후 전류 흐름을 중단하는 것입니다. 이 기사에서는 진공 회로 차단기의 개요 및 작동에 대해 설명합니다. 회로 차단기에 대해 자세히 알아 보려면이 기사를 읽으십시오. 회로 차단기의 유형과 중요성 .

진공 차단기 란?

진공 회로 차단기는 진공 매체에서 아크 소멸이 발생하는 일종의 회로 차단기입니다. 전류 전달 접점의 스위치를 켜고 닫는 작업과 상호 관련된 아크 차단은 진공 차단기라고하는 차단기의 진공 챔버에서 발생합니다.




진공 차단기

진공 차단기

회로 차단기에서 아크 담금질 매체로 사용되는 진공은 우수한 아크 담금질 특성으로 인해 진공이 높은 절연 강도를 제공하기 때문에 진공 회로 차단기로 알려져 있습니다. 이것은 더 높은 전압을 위해 진공 기술이 개발되었지만 상업적으로 실현 가능하지 않기 때문에 대부분의 표준 전압 애플리케이션에 적합합니다.



전류 전달 접점 및 관련 아크 차단의 작동은 진공 차단기로 알려진 차단기의 진공 챔버 내에서 발생합니다. 이 인터럽터는 대칭 적으로 배치 된 세라믹 절연체의 중앙에 강철 아크 챔버를 포함합니다. 진공 차단기 내의 진공 압력 유지는 10–6 bar에서 수행 할 수 있습니다. 진공 회로 차단기 성능은 주로 Cu / Cr과 같은 전류 전달 접점에 사용되는 재료에 따라 달라집니다.

작동 원리

그만큼 진공 회로 차단기 작동 원리 즉, 회로 차단기 접점이 진공 내에서 열리면 접점의 금속 증기 이온화를 통해 접점간에 아크가 생성 될 수 있습니다. 그러나 아크 전체에 전자, 이온 및 금속 증기가 생성되어 CB 접점 외부에서 빠르게 응축되므로 아크를 쉽게 소멸 할 수 있으므로 절연 내력을 빠르게 회복 할 수 있습니다.

진공의 가장 중요한 특징은 진공 내에서 아크가 생성되면 진공의 절연 내력이 빠르게 향상되므로 빠르게 소멸 될 수 있다는 것입니다.


연락처 자료

VCB의 접점 재료는 다음 특성을 따라야합니다.

  • 고밀도
  • 접촉 저항은 작아야합니다.
  • 과열없이 일반적인 부하 전류를 통과시키기 위해 전기 전도도가 높습니다.
  • 열전도율은 아크를 통해 생성되는 큰 열을 빠르게 분산시키기 위해 높습니다.
  • 아크를 조기에 파괴하려면 열 이온 기능이 높아야합니다.
  • 용접 경향이 낮아야합니다.
  • 현재 절단 수준 감소
  • 높은 아크 저항 능력
  • 아크 침식을 줄이려면 끓는점이 높아야합니다.
  • 더 긴 서비스 수명을 보장하려면 가스 함량이 아래에 있어야합니다.
  • 낮은 증기압은 챔버 내에서 분할 할 수없는 금속 증기의 양을 줄이기에 충분해야합니다.

진공 차단기의 구조

진공 회로 차단기는 중앙 대칭으로 배열 된 세라믹 절연체에 강철 아크 챔버로 구성됩니다. 진공 차단기 내부의 압력은 10 ^ -4 torr 이하로 유지됩니다.

전류 전달 접점에 사용되는 재료는 진공 회로 차단기의 성능에 중요한 역할을합니다. 구리 비스무트 또는 구리 크롬과 같은 합금은 VCB 접점을 만드는 데 이상적인 재료입니다.

진공 차단기 구조

진공 차단기 구조

위 그림에서 진공 회로 차단기는 고정 접점, 이동 접점 및 진공 차단기로 구성됩니다. 움직이는 접점은 스테인리스 스틸 벨로우즈로 제어 메커니즘에 연결됩니다. 아크 차폐는 절연 하우징에서지지되어 이러한 차폐를 덮고 절연 엔클로저에 응결되는 것을 방지합니다. 유리 용기 또는 세라믹 용기가 외부 절연체로 사용되는 진공 챔버의 영구 밀봉으로 인해 누출 가능성이 제거됩니다.

진공 차단기의 작동

진공 차단기의 단면도는 아래 그림과 같이 일부 비정상적인 조건으로 인해 접점이 분리되고 접점 사이에 아크가 발생하고 금속 이온의 이온화로 인해 아크가 생성되며 재료에 크게 의존하는 경우입니다. 연락처

진공 차단기의 아크 차단은 다른 유형과 다릅니다. 회로 차단기 . 접점이 분리되면 접점 공간에 채워진 증기가 방출됩니다. 접촉 물질에서 방출 된 양이온으로 구성됩니다. 증기 밀도는 아크의 전류에 따라 달라집니다. 전류가 감소하면 증기 방출 속도가 감소하고 전류가 0이 된 후 증기 밀도가 감소하면 매체는 유전 강도를 회복합니다.

차단되는 전류가 진공 상태에서 매우 작을 때 아크에는 여러 개의 병렬 경로가 있습니다. 총 전류는 서로를 밀어 내고 접촉면에 퍼지는 많은 평행 호로 나뉩니다. 이를 쉽게 차단할 수있는 확산 된 호라고합니다.

높은 전류 값에서 아크는 작은 영역에 집중됩니다. 접촉면의 급속한 기화를 일으 킵니다. 아크가 확산 된 상태로 남아 있으면 아크가 중단 될 수 있습니다. 접촉면에서 빠르게 제거하면 호가 다시칩니다.

진공 차단기의 아크 소멸은 접점의 재질과 모양, 금속 증기를 고려하는 기술에 크게 영향을받습니다. 호의 경로는 어느 한 지점의 온도가 높지 않도록 계속 움직입니다.

마지막 아크 차단 후 진공 차단기 특유의 절연 내력이 빠르게 축적됩니다. 리스트 릭없는 성능을 제공하므로 커패시터 스위칭에 적합합니다. 자연 전류가 0이되기 전에 작은 전류가 차단되어 접점 재질에 따라 레벨이 달라지는 절단이 발생할 수 있습니다.

현재 도마

그만큼 진공 회로 차단기의 전류 절단 아크 기둥의 불안정성으로 인해 공기뿐만 아니라 오일 회로 차단기 내에서 주로 발생합니다. 진공 회로 차단기에서 전류 초핑은 주로 증기 압력과 접촉 물질의 전자 방출 특성에 따라 달라집니다. 따라서 쵸핑 수준은 열전도율의 영향을받으며 열전도율이 낮을 때 쵸핑 수준이 낮아집니다.

전류가 극히 낮은 값에 접근 할 수 있도록 충분한 금속 증기를 제공하는 접촉 재료를 선택하여 절단이 발생하는 현재 수준을 줄일 수 있지만, 이는 유전 전력에 나쁜 영향을 미치기 때문에 자주 수행되지 않습니다.

진공 차단기의 특성

진공 회로 차단기의 절연 매체는 다른 유형의 회로 차단기에 비해 아크 소멸이 높습니다. 진공 차단기의 압력은 약 10-4 급류이며 차단기 내에 분자가 거의 없습니다. 이 회로 차단기는 주로 다음과 같은 두 가지 특별한 특성을 가지고 있습니다.

회로 차단기에 사용되는 다른 절연 매체와 비교할 때이 회로 차단기는 우수한 유전 매체입니다. SF6 및 공기를 제외한 다른 매체에 비해 고압에서 사용되기 때문에 우수합니다.

진공 내에서 접점을 이동하여 아크가 개별적으로 열리면 주 전류 0에서 차단이 발생합니다. 이 아크가 차단되면 다른 종류의 차단기에 비해 절연 내력이 최대 천 배까지 증가합니다.

이러한 특성은 회로 차단기를 더 능숙하게 만들고 무게를 줄이고 비용을 줄입니다. 이 회로 차단기의 수명은 다른 회로 차단기에 비해 높으며 유지 관리가 필요하지 않습니다.

진공 회로 차단기 부품은 진공 차단기, 단자, 유연한 연결,지지 절연체, 작동 막대, 타이 바, 공통 작동 시프트, 작동 옥수수, 잠금 캠, 스프링 만들기, 스프링 차단, 로딩 스프링 및 메인 링크입니다.

있습니다 다양한 유형의 진공 회로 차단기 아래에서 설명하는 제조업체에 따라 사용할 수 있습니다.

미쓰비시 진공 회로 차단기

이 회로 차단기는 Mitsubishi Electric에서 제조합니다. 그들은 높은 안전성, 신뢰성 및 환경 보호를 제공합니다. Mitsubishi VCB에는 다음과 같은 기능이 있습니다.

  • 다양한 제품 라인업
  • 6 가지 특정 위험 물질에 대한 요구 사항이 없습니다.
  • 재료 이름은 주요 플라스틱 부품 위에 표시됩니다.
  • 구조는 프레임을 장착하기 위해 접을 수 있습니다.
  • 간편한 유지 보수

지멘스 진공 회로 차단기

Siemens 진공 회로 차단기는 SION 3AE5로, 단락 전류 및 스위칭 부하에서 버스 바 섹션 또는 연결 네트워크에 이르는 산업용 네트워크 및 중압 배전과 같은 모든 일반적인 스위칭 애플리케이션에 사용됩니다. 최소 깊이 및 너비 치수를 포함하는 견고한 구조는 다른 패널의 필요성을 줄이는 데 도움이됩니다.

따라서 이러한 회로 차단기는 플러그인 버전 및 고정 장착 용 옵션 접지 스위치를 통해 얻을 수 있습니다. 이 회로 차단기의 주요 기능은 다음과 같습니다.

  • 공기 절연 고압 스위치 기어 내에 설치가 매우 간단합니다.
  • 신뢰성이 높다
  • 컴팩트 한 디자인
  • 원격 제어 장치를 통한 원격 전환
  • 계획 비용이 낮음
  • 수명이 길다
  • 유지 보수가 쉽습니다.

진공 회로 차단기 테스트

일반적으로 회로 차단기 테스트는 주로 개별 스위칭 메커니즘의 성능과 전체 트리핑 시스템의 타이밍을 테스트하는 데 사용됩니다. 진공 차단기가 다른 방식으로 현장에서 사용되도록 설계되면 접촉 저항, 높은 내전압 및 누설 률 테스트와 같은 기능을 인증하기 위해 주로 세 가지 종류의 테스트가 사용됩니다.

진공 접촉기 유닛과 진공 회로 차단기의 차이점

진공 회로 차단기는 접지 오류, 단락, 과전압 / 저전압과 같은 오류를 통해 트립됩니다. 접촉기는 일반적으로 고장 전류를 피하기 위해 제공되는 퓨즈를 통해 직렬로 수행됩니다. 진공 접촉기 장치와 진공 회로 차단기의 주요 차이점은 특성에 따라 아래에 나열되어 있습니다.

진공 차단기 진공 접촉기 유닛
스위칭 용량은 전류를 낮은 값에서

완전한 시스템 단락 전류

전류를 매우 낮은 값에서

퓨즈가없는 진공 접촉기의 정전 용량. 퓨즈는 진공 접촉기의 차단 기능에 비해 더 높은 전류에서 작동합니다.

퓨즈의 기능을 방해

기계적 내구성이 높습니다.내구성은 최대 630A의 1,000,000 프로세스와 같은 기계의 경우 매우 높습니다.
정격 연속 전류에서 10k – 50k 동작 범위의 진공처럼 전기적 특성이 높기 때문에 내구성이 높습니다. 진공의 경우 전체 단락 정격에서 30 ~ 100 회 작동합니다.매우 높은 스위칭 연속 전류 범위는 최대 630A에 대해 450,000 ~ 1,000,000 동작 범위입니다. 스위칭 단락 전류, 단락에서 내구성 데이터가 설정되지 않았습니다.

퓨즈 교체가 필요한 전류 차단

이는 내구성이 매우 높은 응용 분야에는 적용되지 않습니다.극도로 빈번한 스위칭 작업에 사용됩니다.
전기적으로 작동합니다.전기로 만 작동합니다.
CB는 시스템 전압 손실시 닫힌 상태로 유지되기 때문에 기계적으로 래치됩니다.일반적으로 진공 접촉기는 한 번 잠금 해제됩니다.

시스템 전압이 손실되면 진공 접촉기가 시스템 전압이 다시 돌아 오면 잠 깁니다.

보호 계전기를 사용합니다.과부하 보호를위한 보호 계전기와 단락 보호를위한 퓨즈를 사용합니다.
에너지를 통과하는 단락은 낮습니다에너지를 통과하는 단락은 낮습니다
원격 작동이 적합합니다.원격 작동이 적합합니다.
제어 전원은 CB, 보호 계전기 및 공간 히터의 작동에 사용됩니다.제어 전원은 접촉기, 보호 계전기 및 공간 히터의 작동에 사용됩니다.
더 넓은 면적을 사용합니다.더 적은 면적을 사용합니다.
비용이 높습니다비용은 적당하다
유지 보수는 중간입니다.유지 보수가 적습니다.

VCB의 장점

진공은 최고의 절연 강도를 제공합니다. 따라서 다른 매체보다 매우 우수한 아크 담금질 특성을 가지고 있습니다.

  • 진공 차단기는 수명이 깁니다.
  • OCB (Oil Circuit Breaker) 또는 ABCB (Air Blast Circuit Breaker)와 달리 VCB의 폭발을 방지합니다. 이는 작업자의 안전을 향상시킵니다.
  • 화재 위험 없음
  • 진공 CB는 작동이 빠르므로 오류 제거에 이상적입니다. VCB는 반복 작동에 적합합니다.
  • 진공 회로 차단기는 거의 유지 보수가 필요하지 않습니다.
  • 대기로의 가스 배출이없고 무소음 작동.

VCB의 단점

  • VCB의 주요 단점은 38kV를 초과하는 전압에서 비 경제적이라는 것입니다.
  • 차단기의 비용은 더 높은 전압에서 과도하게됩니다. 이는 고전압 (38kV 이상)에서 두 개 이상의 회로 차단기가 직렬로 연결되어야하기 때문입니다.
  • 더욱이 VCBs 생산은 소량 생산하면 비 경제적입니다.

진공 차단기의 응용

진공 회로 차단기는 오늘날 고압 스위치 기어를위한 가장 안정적인 전류 차단 기술로 인정 받고 있습니다. 다른 회로 차단기 기술에 비해 최소한의 유지 보수가 필요합니다.

이 기술은 주로 중전 압 애플리케이션에 적합합니다. 고전압 진공 기술이 개발되었지만 상업적으로 실현 가능하지 않습니다. 진공 회로 차단기는 금속 피복 스위치 기어와 자기 내장 회로 차단기에 사용됩니다.

따라서 이것은 진공 회로 차단기 (VCB) 작동 및 응용 프로그램. 이 개념을 더 잘 이해 하셨기를 바랍니다. 또한이 개념에 대한 의문이 있거나 전기 및 전자 프로젝트 아이디어 , 아래 댓글 섹션에 댓글을 달아 의견을 보내주세요. 여기에 질문이 있습니다. VCB의 작동 원리는 무엇입니까 ?