こんにちは、皆さん！真空遮断器のサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスがどのように機能するかについてよく質問されます。そこで、このブログ投稿で真空サーキットブレーカーの動作メカニズムを詳しく説明するのは素晴らしいアイデアだと思いました。
少し背景から始めましょう。真空サーキットブレーカーは電気システムの重要なコンポーネントであり、過負荷や短絡から回路を保護するために使用されます。問題が発生した場合に電流の流れを遮断し、機器の損傷を防ぎ、電気ネットワークの安全を確保します。
真空遮断器の基礎
真空サーキットブレーカーの中心は真空です。ブレーカーは、真空遮断器内に固定接点と可動接点の 2 つの接点が封入されて構成されています。真空遮断器は、ほぼ完全な真空を作り出すために空気が除去された密閉チャンバーです。なぜ真空なのかと思いますか?それは、真空中では気体分子が非常に少ないためです。このガス分子の欠如は、接点が分離したときにアークが形成される媒体がほとんど、またはまったく存在しないことを意味します。
回路を閉じる
回路を閉じたい場合は、操作機構 (通常はバネ操作またはソレノイド操作の機構) が使用されます。可動接点は固定接点に向かって駆動されます。それらが結合すると電気接続が確立され、回路に電流が流れるようになります。それはスイッチをオンにするようなものですが、はるかに技術的なレベルです。
クロージングプロセスは正確である必要があります。良好な電気接続を確保するには、接点に適切な量の力がかかる必要があります。力が弱すぎると、接続抵抗が高くなり、過熱につながる可能性があります。逆に力が強すぎると接点が破損する恐れがあります。
回路を開く
さて、さらに興味深いのは、回路を開くときです。電気システムで短絡や過負荷などの障害が検出されると、トリップ信号が真空遮断器に送信されます。
次に、操作機構がバネで動作します (バネ操作機構の場合は文字通り)。可動接点を固定接点から引き離します。接点が分離し始めると、回路を流れる電流はその経路を維持しようとします。これにより、分離接点間にアークが形成されます。
ただし、遮断器内は真空環境であるため、アークを維持するのは困難です。真空中に存在する少数のガス分子はアークによってすぐに除去され、アークは非常に急速に消えます。この迅速なアーク消滅は、真空遮断器の重要な利点の 1 つです。
真空中でのアーク消滅
真空遮断器のアークは、他のタイプの遮断器のアークとは異なります。で気中遮断器 (ACB)、アークは空気で冷却することで消えます。真空遮断器では、アークが燃え続ける媒体がないため、アークは消えます。
アークが形成されると、アーク内の高エネルギー電子とイオンが接触面と相互作用し始めます。接触材料の一部が蒸発し、金属蒸気が生成されます。しかし、真空環境では、この金属蒸気はすぐに凝縮して接触面に戻ります。電流がゼロを通過すると、アークを維持するための自由電子やイオンが真空中に存在しないため、アークは再点火できなくなります。
真空遮断器の種類
真空遮断器には用途に応じてさまざまなタイプがあります。一般的なタイプの 1 つは、屋外用真空遮断器。これらは、極端な温度、湿度、ほこりなどの過酷な屋外環境に耐えるように設計されています。これらは、変電所や送電線沿いなどの配電システムでよく使用されます。
もう 1 つのタイプは屋内真空遮断器で、工業プラントや商業ビルなど、より管理された環境で使用されます。これらは通常、よりコンパクトで、電気開閉装置に収まるように設計されています。
真空遮断器のメリット
真空サーキットブレーカーには、他のタイプのサーキットブレーカーに比べていくつかの利点があります。まず、先ほども述べましたが、非常に高いアーク消弧能力を持っています。これは、大電流の障害を非常に迅速に遮断し、電気システムをより効果的に保護できることを意味します。
第二に、耐用年数が長いことです。空気やその他のガスと接触しないため、接点の磨耗が少なくなります。これにより、頻繁なメンテナンスや交換の必要性が軽減されます。
第三に、環境に優しいことです。強力な温室効果ガスである SF6 ガスを使用する他のタイプのサーキットブレーカーとは異なり、真空サーキットブレーカーは有害物質を使用しません。
真空遮断器のメンテナンス
真空遮断器は耐用年数が長いとはいえ、それでもある程度のメンテナンスは必要です。接点や操作機構、真空バルブの状態を定期的に点検する必要があります。
接点に磨耗や損傷の兆候がないか確認する必要があります。接点が一定の限界を超えて摩耗した場合、交換が必要になる場合があります。スムーズな操作を確保するために、操作機構にも定期的に潤滑油を塗布し、調整する必要があります。
遮断器内の真空レベルは非常に重要です。真空レベルの低下は、ブレーカーのアーク消弧能力に影響を与える可能性があります。真空レベルの測定には専用の装置が使用されており、真空レベルが低いことが判明した場合は、遮断器の交換が必要になる場合があります。
当社の真空サーキットブレーカーを選ぶ理由
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真空サーキットブレーカーのニーズについてはお問い合わせください
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したがって、電気的故障によって業務が中断されないように注意してください。当社の高品質真空サーキットブレーカーに投資して、電気システムの安全性と信頼性を確保してください。
参考文献
- JL ブラックバーン、DM ドミン (2007)。保護リレー: 原理と応用。 CRCプレス。
- カリフォルニア州グロス（2007）。発電、送電、配電。ワイリー - IEEE プレス。