真空遮断器の構造・原理・特徴

真空遮断器の構造・原理・特徴

真空遮断器の構造
真空遮断器の構造は、主に真空消弧室、操作機構、サポート、その他のコンポーネントの3つの部分で構成されています。

1. 真空遮断器
真空スイッチチューブとも呼ばれる真空遮断器は、真空遮断器のコアコンポーネントです。その主な機能は、パイプ内の真空の優れた絶縁性能により、中高電圧回路がアークを迅速に消弧し、電流を抑制して、事故や事故を回避できるようにすることです。真空バルブは、その外殻によりガラス製真空バルブとセラミック製真空バルブに分けられます。

真空消弧室は、主に気密絶縁シェル、導電回路、シールドシステム、接点、ベローズ、その他の部品で構成されています。

1)気密断熱システム
気密断熱システムは、ガラスまたはセラミック製の気密断熱シェル、可動エンド カバー プレート、固定エンド カバー プレート、およびステンレス鋼ベローズで構成されています。ガラス、セラミックス、金属の間の気密性を確保するためには、封をする際の厳密な操作工程に加えて、材料自体の透過性を可能な限り小さくし、内部の空気の放出を最小限に抑える必要があります。ステンレス製ベローズは、真空消弧室内の真空状態を外部の大気状態から隔離するだけでなく、可動接点と可動導電棒を指定された範囲内で動かして、真空スイッチの接続と切断操作を完了します。

2) 導電性システム
アーク消弧室の導電システムは、固定導電ロッド、固定ランニングアーク面、固定接点、可動接点、可動ランニングアーク面、および可動導電ロッドで構成されています。その中で、固定導電棒、固定走行アーク面、および固定接点は、まとめて固定電極と呼ばれます。可動接点、可動アーク面、可動導電棒をまとめて可動電極と呼びます。真空消弧室で組み立てられた真空遮断器、真空負荷開閉器、真空接触器を閉じると、可動導電棒の動きにより操作機構が2つの接点を閉じ、回路の接続を完了します。2 つの接点間の接触抵抗を可能な限り小さく安定に保ち、消弧室が動的安定電流に耐えるときに良好な機械的強度を確保するために、真空スイッチには動的導電体の一端にガイドスリーブが装備されています。ロッド、および一連の圧縮ばねを使用して、2 つの接点間の定格圧力を維持します。真空スイッチが電流を遮断すると、アーク消弧室の 2 つの接点が分離し、電流が自然にゼロを横切るときにアークが消えるまで、それらの間にアークが生成され、回路遮断が完了します。

3) シールドシステム
真空アーク消弧室のシールドシステムは、主にシールドシリンダー、シールドカバー、その他の部品で構成されています。シールドシステムの主な機能は次のとおりです。
(1) アーク放電時に接点から大量の金属蒸気や液滴が飛散し、絶縁シェルの内壁を汚染して、絶縁強度の低下やフラッシュオーバーを引き起こさないようにしてください。
(2) 真空バルブ内の電界分布を改善することは、真空バルブの絶縁シェルの小型化、特に高電圧の真空バルブの小型化に役立ちます。
(3) アークエネルギーの一部を吸収し、アーク生成物を凝縮する。特に真空遮断器が短絡電流を遮断すると、アークによって発生する熱エネルギーのほとんどがシールドシステムによって吸収され、接点間の絶縁回復強度の向上に役立ちます。シールドシステムによって吸収されるアーク生成物の量が多いほど、それが吸収するエネルギーが大きくなり、真空遮断器の遮断容量を増加させるのに良い役割を果たします。

4) 連絡体制
接点はアークの発生・消弧を行う部分であり、材料や構造に対する要求が比較的高い。
(1) コンタクト材質
接点材料には次の要件があります。
を。高遮断容量
材料自体の導電率が大きく、熱伝導率が小さく、熱容量が大きく、熱電子放出容量が小さいことが必要です。
b.高耐圧
絶縁破壊電圧が高いと、絶縁回復強度が高くなり、アークの消弧に役立ちます。
c.高い耐電食性
つまり、電気アークのアブレーションに耐えることができ、金属の蒸発が少なくなります。
d.融接に対する耐性。
e.ローカット電流値は 2.5A 以下である必要があります。
f.低ガス含有量
低空気含有量は、真空遮断器内で使用されるすべての材料の要件です。特に銅は、ガス含有量の少ない特殊なプロセスで処理された無酸素銅でなければなりません。また、はんだには銀と銅の合金が必要です。
g.回路遮断器の真空消弧室の接点材料は、主に銅クロム合金を採用しており、銅とクロムがそれぞれ 50% を占めています。上下接点の合わせ面には、それぞれ厚さ3mmの銅クロム合金板が溶接されています。残りはコンタクトベースと呼ばれ、無酸素銅で作ることができます。

(2) コンタクト構造
接点構造は消弧室の遮断能力に大きく影響します。構造の異なる接点を使用することで生じる消弧効果は異なります。一般的に使用されるコンタクトには、スパイラルトラフタイプの構造コンタクト、シュートとのカップ状構造コンタクト、および縦磁場とのカップ状構造コンタクトの3種類があり、そのうち縦磁場とのカップ状構造コンタクトが主なものです。

5) ベローズ
真空消弧室のベローズは、主に可動電極の動きを特定の範囲内に保ち、高真空を長時間維持する役割を果たし、真空消弧室の機械的寿命を長くするために使用されます。真空遮断器のベローズは、厚さ0.1～0.2mmのステンレス製の薄肉エレメントです。真空開閉器の開閉過程において、消弧室のベローズは伸縮し、ベローズの断面は変動応力を受けますので、ベローズの寿命は、繰り返される伸縮とサービスプレッシャー。ベローズの寿命は、使用条件の加熱温度に関係しています。真空消弧室が大短絡電流を遮断した後、導電棒の余熱がベローズに伝わり、ベローズの温度が上昇します。温度がある程度上昇すると、ベローズの疲労を引き起こし、ベローズの寿命に影響を与えます。