Análise abrangente de disjuntores a vácuo: princípio de funcionamento, características e guia de aplicação

Os disjuntores a vácuo são um tipo de dispositivo de chaveamento usado em sistemas de energia. Eles podem cortar rapidamente a corrente quando um circuito falha, protegendo efetivamente a segurança dos circuitos e dos equipamentos relacionados. Este artigo analisará profundamente o princípio de funcionamento, as características de projeto e as principais áreas de aplicação dos disjuntores a vácuo, ajudando-o a entender completamente a importância e as habilidades de seleção dos disjuntores a vácuo nos sistemas de energia.

O que é um disjuntor a vácuo?

É um dispositivo de comutação de alta eficiência que tem ampla aplicação em sistemas de energia. Ele pode cortar rapidamente a corrente quando ocorre uma falha no circuito para proteger o circuito e o equipamento relevante contra danos. A principal característica desse dispositivo é o uso do vácuo como isolamento e meio de extinção de arco; por isso, ele também é chamado de disjuntor de extinção de arco a vácuo.

Princípio de funcionamento do disjuntor a vácuo

O principal princípio de funcionamento de um VCB é interromper a energia do arco entre os contatos. O arco ocorre quando o contato móvel e o contato estacionário se separam em um ambiente de vácuo. Devido à rápida condensação de íons e vapor de metal, o arco será extinto em um tempo muito curto. Isso aumenta a força dielétrica a tal ponto que o disjuntor poderá cortar a corrente rapidamente para operações seguras do sistema de energia.

Características do disjuntor a vácuo

Melhor desempenho de isolamento: O meio isolante é o vácuo, e o desempenho de extinção de arco do vácuo é equivalente ao do ar e do disjuntor de SF6.

Design compacto e peso leve: Em comparação com os disjuntores convencionais, os disjuntores a vácuo têm um design compacto e uma instalação flexível e fácil.

Eficiente e econômico: não é necessária nenhuma manutenção cara e eles são muito duradouros, permitindo várias interrupções de capacidade total.

Tempo de arco: Em geral, é cerca de meio ciclo (10 ms), independentemente do tamanho da corrente.

Nível de ruído: Ruído muito baixo durante a operação; portanto, é adequado até mesmo para ambientes sensíveis a ruídos.

Longa vida mecânica: o desgaste do contato é pequeno e pode suportar operações de alta frequência.

Principais componentes do disjuntor a vácuo

Extintor de arco a vácuo: o componente principal é usado para isolamento e extinção de arco.

Contatos móveis e contatos fixos: principais peças de conexão elétrica, geralmente feitas de materiais altamente condutores e resistentes ao desgaste.

Mecanismo de operação: para controlar a abertura/fechamento do disjuntor, incluindo um dispositivo de armazenamento de energia por mola que pode ser controlado manual ou remotamente.

Suporte isolante: Fornece suporte mecânico e isolamento elétrico.

Conectores condutores: Garantem a conexão confiável do circuito.

Carcaça: Protege as peças internas do ambiente.

Aplicação do disjuntor a vácuo

Atualmente, os disjuntores a vácuo são aplicados a cada sistema de energia de 11kV a 33kV em subestações, distribuição de energia industrial e rede elétrica urbana. Suas vantagens são as seguintes:

Menos manutenção: Como os contatos estão em uma condição de vácuo, não é necessária nenhuma manutenção regular.

Longa vida útil: até milhares de vezes de operações de corrente nominal com alta confiabilidade.

Proteção ambiental: sem emissão de gás, proteção ambiental verde.

Alta compatibilidade: aplicável para romper a rede elétrica de alta tensão e a carga do capacitor.

Habilidades de seleção

Ao escolher um disjuntor a vácuo, deve-se considerar o seguinte:

Corrente nominal: de acordo com a corrente de carga real, escolha uma especificação adequada, como 630A, 1250A, etc.

Corrente nominal de interrupção: o valor de pico da corrente de curto-circuito deve ser suportado por um disjuntor.

Ambiente de instalação: De acordo com as diferentes aplicações internas ou externas, como "N" para instalação interna e "W" para instalação externa, o modelo correto deve ser selecionado.

Tipo de painel de distribuição: De acordo com os requisitos do painel de distribuição fixo ou removível.

Por exemplo, quando a corrente máxima de curto-circuito é de 26kA, pode ser selecionado um disjuntor com corrente de interrupção nominal de 31,5kA.

Mecanismo de operação do disjuntor a vácuo de alta tensão

O mecanismo operacional do disjuntor a vácuo de alta tensão faz com que os contatos móveis e os contatos estáticos se separem por meio da energia armazenada na mola. Em um ambiente de alto vácuo, o arco se extingue rapidamente porque não há gás suficiente para manter o arco. Por meio desse projeto, o disjuntor pode trabalhar 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 da aparência dos contatos.

Garantir flexibilidade e confiabilidade no mecanismo operacional.

Tendências futuras:

O disjuntor a vácuo tem uma função vital no gerenciamento eficaz de energia para o desenvolvimento sustentável durante o período em que a rede inteligente e as fontes de energia renováveis se tornarão mais populares. O projeto também será inteligente para atender às necessidades de energia alteradas.

Conclusão

O disjuntor a vácuo se tornou um dispositivo importante no sistema de energia moderno devido à sua alta eficiência, segurança e baixa manutenção. Ele garante não apenas um excelente desempenho na estabilidade de um sistema de energia, mas também estabelece uma base muito sólida para o uso de equipamentos de energia inteligentes e ecologicamente corretos.