I familien av elektrisk-høyspentutstyr,effektbryterespiller en avgjørende rolle - når strømsystemet svikter, må de kutte av feilstrømmen innen titalls millisekunder for å forhindre at utstyr brenner ut og ulykker eskalerer. Blant ulike typer effektbrytere har vakuumbrytere dukket opp de siste årene og gradvis erstattet oljebrytere og svovelheksafluoridbrytere, og har blitt det mest mainstream og mye brukte kontroll- og beskyttelsesutstyret i mellomspenningsdistribusjonssystemer. Enten det er høyspenningskoblinger i urbane transformatorstasjoner, distribusjonsrom i industri- og gruvebedrifter, eller boosterstasjoner i vindkraftverk og trekkkraftforsyningssystemer i høyhastighetsjernbaner, er vakuumbrytere nesten allestedsnærværende. Så, hva slags utstyr er en vakuumbryter? Hvordan oppnår den den unike funksjonen "vakuumbueslukking"? Hvilke uerstattelige fordeler har den sammenlignet med andre typer effektbrytere? Hvordan kan utenrikshandelspersonell nøyaktig introdusere verdien av vakuumbrytere når de promoterer transformatorstøtteutstyr til utenlandske kunder?
Selve navnet på en vakuumbryter avslører kjernefunksjonen - ordet "vakuum", som refererer til det høye vakuumet til både lysbueslukkingsmediet og isolasjonsmediet i kontaktgapet til denne strømbryteren. I motsetning til oljestrømbrytere som er avhengige av transformatorolje for lysbueslukking og svovelheksafluorid-kretsbrytere som er avhengige av komprimert gass for lysbueblåsing, forsegler vakuumbrytere et par bevegelige og stasjonære kontakter i et lysbueslukkekammer med høy vakuum, og utnytter den utmerkede isolasjons-middelstyrken til vakuumet. Når strømbryteren mottar en frakoblingskommando og betjeningsmekanismen driver den bevegelige kontakten til å løsne fra den stasjonære kontakten, vil det genereres en lysbue i separasjonsøyeblikket på grunn av spenningen mellom kontaktene. Men i et vakuummiljø kreves det svært få ladede partikler for å danne en bue, og metalldampen som fordampes fra kontaktflaten ved høye temperaturer vil raskt diffundere og kondensere på skjermingsdekselet. Når lysbuestrømmen naturlig krysser null, overskrider antallet ladede partikler i kontaktgapet som forsvinner på grunn av diffusjon antallet generert, og lysbuen kan ikke opprettholdes og slukkes øyeblikkelig. Hele lysbuetiden overstiger vanligvis ikke ti millisekunder, mye kortere enn andre typer effektbrytere. Denne sofistikerte lysbueslukkingsmekanismen er det tekniske grunnlaget for vakuumbrytere.
Strukturelt består en komplett vakuumbryter hovedsakelig av tre deler: vakuumbueslukkekammer, betjeningsmekanisme og brakett og andre hjelpekomponenter. Vakuumbueslukkekammeret er kjernen i en strømbryter, som er en forseglet beholder som består av en isolerende sylinder, to metallendestykker og et korrugert rør, som opprettholder en høy grad av vakuum inne (vanligvis over 10⁻⁴ Pa). Bueslukkekammeret er utstyrt med statiske kontakter og bevegelige kontakter, og de bevegelige kontaktene er koblet til den eksterne driftsmekanismen gjennom korrugerte rør for å sikre at vakuumforseglingen til lysbueslukkekammeret ikke blir skadet under bevegelsen av kontaktene. Kontaktmaterialet er vanligvis laget av kobberkromlegering, som har høy motstand mot buerosjon og tåler titusenvis av åpnings- og lukkeoperasjoner uten vesentlig forringelse. Betjeningsmekanismen er strømkilden for å drive kontaktene til å utføre åpnings- og lukkehandlinger. Det er to vanlige typer: fjærmekanisme og elektromagnetisk mekanisme. Førstnevnte frigjør energi gjennom energilagringsfjærer for å oppnå rask handling og er egnet for innendørs bryterutstyr; Sistnevnte er direkte drevet av elektromagnetisk kraft og har en enklere struktur. I tillegg er vakuumbrytere utstyrt med isolasjonsstøtter, transmisjonskoblinger og hjelpebrytere for å sikre pålitelig drift av utstyret.
Blant ulike typer effektbrytere skiller vakuumbrytere seg ut på grunn av deres distinkte teknologiske fordeler. Sammenlignet med tradisjonelle oljebrytere, eliminerer vakuumbrytere fullstendig transformatoroljemedier, og eliminerer fundamentalt risikoen for oljelekkasje, brann og eksplosjon, og reduserer vedlikeholdsarbeidet betydelig. Sammenlignet med de mye brukte svovelheksafluoridbryterne i høyspenningsfeltet de siste årene, har vakuumbrytere overveldende fordeler innen miljøvern - svovelheksafluoridgass er en globalt anerkjent sterk drivhusgass, med et globalt oppvarmingspotensial på omtrent 23000 ganger karbondioksid. Når den er lekket, vil den forårsake alvorlig skade på det atmosfæriske miljøet; Vakuummediet inne i vakuumbueslukkekammeret har ingen negativ innvirkning på miljøet og krever ikke komplekse tetnings- og gassdeteksjonssystemer, noe som gjør drift og vedlikehold enklere. I tillegg har vakuumbrytere egenskapene til liten kontaktåpningsavstand, rask handlingshastighet og lang mekanisk levetid. Den mekaniske driftstiden for typiske produkter kan nå mer enn 10 000 ganger, noe som er egnet for applikasjoner som metallurgi og gruvedrift som krever hyppig startstopp av motorer. Samtidig er volumet av vakuumbrytere bare halvparten eller enda mindre enn oljebrytere med samme parametere, noe som gjør det enkelt å installere i bryterutstyr med begrenset plass, noe som skaper forhold for miniatyrisering og integrering av utstyr.
Basert på disse ytelsesfordelene, har vakuumbrytere blitt mye brukt innen mellomspenningsdistribusjon. I urbane distribusjonsnettverk kan vakuumbrytere sees i nesten alle 10kV og 35kV høyspenningsbryter- og ringhovedskap. De fungerer som kontroll- og beskyttelsesenheter for hovedledningsbrytere eller distribusjonstransformatorer, og påtar seg oppgavene med kobling av laststrøm og fjerning av kortslutningsfeil. I industri- og gruvebedrifter er vakuumbrytere mye brukt i høyspentmotorstyring, selveide kraftstasjonsdistribusjonssystemer og strømforsyningslinjer for lysbueovner for hyppige operasjoner. Deres utmerkede mekaniske levetid og vedlikeholdsfrie egenskaper reduserer sannsynligheten for produksjonslinjeavstengning betydelig på grunn av elektriske feil. Innenfor ny energi er vakuumbrytere mye brukt i kombinasjonsboksene og høyspenningssidebryterne på solcellekraftverk og vindparker, spesielt egnet for utendørs nye energiscenarier som krever hyppig åpning og lukking og har ekstremt høye miljøkrav. I trekkraftforsyningssystemene til jernbaner og undergrunnsbaner spiller vakuumbrytere også en avgjørende rolle for å sikre sikker drift av jernbanetransportkjøretøyer. I tillegg er distribusjonsrommene i høye-bygg, store kjøpesentre og sykehus, samt strømforsynings- og distribusjonssystemene i havner, havner, petrokjemikalier og andre områder, alle avhengige av den sterke støtten fra vakuumbrytere.
I utvalgssammenlikningen må utenrikshandelspersonell hjelpe kundene med å avklare et spørsmål: hvordan velge mellom vakuumbrytere og svovelheksafluoridbrytere? Dette må vurderes grundig basert på spenningsnivå, bruksmiljø og prosjektkrav. Vakuumbrytere har åpenbare ytelsesfordeler og miljømessig verdi i mellomspenningsfeltet (10kV til 40,5kV), og de siste årene har teknologien deres fortsatt å bryte gjennom - brytestrømmen til noen høye-produkter kan nå 50kA, og spenningsnivået har også dekket 40,5kV, som kan møte behovene til de fleste mediumspenningsscenarioer. Men når spenningsnivået heves til 72,5 kV eller over eller kortslutningskapasiteten er spesielt stor, er bruddkapasiteten og isolasjonsytelsen til svovelheksafluorid-kretsbrytere fortsatt vanskelig å erstatte fullstendig, så de dominerer fortsatt i ultra{10}}høyspentoverføringssystemer. Men i de aller fleste mellomspenningsscenarier som industriell og kommersiell kraftdistribusjon, industriell strømforsyning og ny tilkobling til energinettet, har vakuumbrytere blitt den ubestridte foretrukne løsningen på grunn av deres omfattende fordeler med ingen forurensning, ingen vedlikehold, lang levetid og lite fotavtrykk.
Vedlikeholdsmessig er fordelene med vakuumbrytere også fremtredende, men det betyr ikke at de helt kan se bort fra vedlikehold. I motsetning til oljebrytere som krever hyppige oljeskift og vedlikehold, krever vakuumbrytere nesten ikke vedlikehold for hovedkretsen, men regelmessige inspeksjoner er fortsatt viktig. Det anbefales å gjennomføre en strømbruddsinspeksjon en gang i året, som hovedsakelig inkluderer: å utføre en bruddfrekvensmotstandsspenningstest på vakuumbueslukkekammeret for å verifisere om vakuumgraden er kvalifisert; Utfør strømfrekvensmotstandsspenningstest på isolasjonskomponenter; Test de mekaniske karakteristiske parameterne til strømbryteren, for eksempel åpningsavstand, kontaktslag, åpnings- og lukkehastighet, etc; Kontroller og stram boltene og mutrene ved hver tilkobling for å forhindre at de løsner forårsaket av vibrasjoner; Tilsett smørefett til de roterende ledddelene; For kretser med høy strøm bør også DC-motstanden testes for å sikre god kontakt. Etter å ha bestått inspeksjonen, utfør 8 til 10 påfølgende tomgangsoperasjoner- for å bekrefte at alt er normalt før du gjenopptar driften. Det skal bemerkes at hvis det oppdages utslipp på utsiden av vakuumboblen under driftsinspeksjon, betyr det vanligvis at vakuumgraden ikke lenger er kvalifisert og bør erstattes umiddelbart med strømbrudd. I følge statistikk er omtrent 90% av feilene i driften av vakuumbrytere forårsaket av driftsmekanismer og mekaniske feil, snarere enn problemer med selve vakuumbueslukkekammeret. Derfor bør vedlikehold og inspeksjon av betjeningsmekanismen gis spesiell oppmerksomhet.
Når det gjelder teknologiske utviklingstrender, utvikler vakuumbrytere seg raskt mot intelligens, miniatyrisering og grønn miljøvern. Siden konseptet "primær og sekundær integrasjon" ble foreslått av State Grid Corporation of China i 2012, har integrasjonsnivået til vakuumbrytere og intelligente kontrollterminaler blitt kontinuerlig forbedret. For tiden er det et stort antall dypt integrerte produkter på markedet, som i høy grad integrerer kretsbrytere, skillebrytere, spennings-/strømsensorer, FTU-materterminaler og reservestrømforsyninger, som oppnår omfattende integrasjon av beskyttelses-, måle-, kontroll- og kommunikasjonsfunksjoner, og forbedrer nivået på distribusjonsautomatisering betydelig. Samtidig, som svar på miljømanglene til tradisjonelle svovelheksafluoridbrytere, blir nye miljøvennlige effektbrytere som bruker vakuumbueslukking kombinert med miljøvennlige isolasjonsgasser (som tørr luft, nitrogen osv.) raskt fremmet og brukt. Den ZW68 naturgassisolerte primære og sekundære fusjonskolonne vakuumbryteren uavhengig utviklet av China Electric Power Research Institute bruker tørr luft som hjelpeisolasjonsmedium, og eliminerer svovelheksafluoridgass fullstendig. Det har blitt mye brukt i nesten 7000 enheter i mer enn 19 provinser over hele landet, og har blitt et standardprodukt for bygging av nye kraftsystemer. Disse teknologiske endringene indikerer at vakuumbrytere ikke bare inntar en urokkelig posisjon innen mellomspenningsdistribusjon, men vil også spille en viktigere rolle i fremtidens smarte og grønne nett.
Når kunder spør om vakuumbrytere fullstendig kan erstatte tradisjonelle oljebrytere, kan utenrikshandelspersonell gi et relativt omfattende svar: innen mellomspenningsdistribusjon har vakuumbrytere blitt en de facto industristandardkonfigurasjon på grunn av deres omfattende fordeler med sikkerhet, miljøvern, vedlikeholdsfri, lang levetid og liten størrelse. Selv når de står overfor svovelheksafluorid-kretsbrytere, har de fortsatt betydelig konkurranseevne når det gjelder miljøvennlighet, vedlikeholdsvennlighet og totale livssykluskostnader. Fra urbant distribusjonsnettverk til industriell kraftforsyning, fra ny energinettforbindelse til jernbanetransport, beviser vakuumbrytere sin verdi med titusenvis av installert kapasitet hvert år. For bedrifter som produserer transformatorer, er bruk av høy-vakuumbrytere i støtte for transformatorstasjoner av koblingsutstyr og bokstype ikke bare en garanti for deres egen produktkvalitet, men også en viktig del av å formidle det profesjonelle engasjementet "sikkerhet, pålitelighet, grønn miljøvern og lang-stabilitet" til kundene. I dagens raskt skiftende kraftsystem støtter vakuumbrytere, kjent som "vakuum", halvparten av mellomspenningsdistribusjonsfeltet.
