Structure, principe et caractéristiques du disjoncteur à vide

Structure, principe et caractéristiques du disjoncteur à vide

Structure du disjoncteur à vide
La structure du disjoncteur à vide est principalement composée de trois parties : chambre d'extinction d'arc sous vide, mécanisme de commande, support et autres composants.

1. Interrupteur à vide
L'interrupteur à vide, également connu sous le nom de tube de commutation à vide, est le composant principal du disjoncteur à vide.Sa fonction principale est de permettre au circuit moyenne et haute tension d'éteindre rapidement l'arc et de supprimer le courant après avoir coupé l'alimentation grâce à l'excellente performance d'isolation du vide dans le tuyau, afin d'éviter les accidents et les accidents.Les interrupteurs à vide sont divisés en interrupteurs à vide en verre et en interrupteurs à vide en céramique en fonction de leurs coques.

La chambre d'extinction à arc sous vide est principalement composée d'une coque isolante étanche à l'air, d'un circuit conducteur, d'un système de blindage, d'un contact, d'un soufflet et d'autres pièces.

1) Système d'isolation étanche à l'air
Le système d'isolation étanche à l'air se compose d'une coque isolante étanche à l'air en verre ou en céramique, d'une plaque de couverture d'extrémité mobile, d'une plaque de couverture d'extrémité fixe et d'un soufflet en acier inoxydable.Afin d'assurer une bonne étanchéité à l'air entre le verre, la céramique et le métal, en plus d'un processus de fonctionnement strict lors du scellement, la perméabilité du matériau lui-même doit être aussi faible que possible et la libération d'air interne est limitée au minimum.Les soufflets en acier inoxydable peuvent non seulement isoler l'état de vide à l'intérieur de la chambre d'extinction d'arc sous vide de l'état atmosphérique externe, mais également faire bouger le contact mobile et la tige conductrice mobile dans la plage spécifiée pour terminer l'opération de connexion et de déconnexion du vacuostat.

2) Système conducteur
Le système conducteur de la chambre d'extinction d'arc se compose de la tige conductrice fixe, de la surface d'arc fixe, du contact fixe, du contact mobile, de la surface d'arc mobile et de la tige conductrice mobile.Parmi eux, la tige conductrice fixe, la surface d'arc fixe et le contact fixe sont collectivement appelés l'électrode fixe ;Le contact mobile, la surface d'arc mobile et la tige conductrice mobile sont collectivement appelés électrode mobile.Lorsque le disjoncteur à vide, l'interrupteur de charge à vide et le contacteur à vide assemblés par la chambre d'extinction d'arc à vide sont fermés, le mécanisme de commande ferme les deux contacts par le mouvement de la tige conductrice mobile, complétant la connexion du circuit.Afin de maintenir la résistance de contact entre les deux contacts aussi petite que possible et stable, et d'avoir une bonne résistance mécanique lorsque la chambre d'extinction d'arc supporte le courant dynamique stable, l'interrupteur à vide est équipé d'un manchon de guidage à une extrémité du conducteur dynamique tige, et un ensemble de ressorts de compression sont utilisés pour maintenir une pression nominale entre les deux contacts.Lorsque l'interrupteur à vide interrompt le courant, les deux contacts de la chambre d'extinction d'arc se séparent et génèrent un arc entre eux jusqu'à ce que l'arc s'éteigne lorsque le courant passe naturellement par zéro et que la coupure du circuit est terminée.

3) Système de blindage
Le système de blindage de la chambre d'extinction à arc sous vide est principalement composé d'un cylindre de blindage, d'un couvercle de blindage et d'autres pièces.Les principales fonctions du système de blindage sont :
(1) Empêcher le contact de générer une grande quantité de vapeurs métalliques et d'éclaboussures de gouttelettes de liquide pendant l'arc, polluant la paroi interne de la coque isolante, provoquant une baisse ou un contournement de la résistance de l'isolation.
(2) L'amélioration de la répartition du champ électrique à l'intérieur de l'ampoule à vide est propice à la miniaturisation de l'enveloppe d'isolation de l'ampoule à vide, en particulier pour la miniaturisation de l'ampoule à vide à haute tension.
(3) Absorber une partie de l'énergie de l'arc et condenser les produits de l'arc.En particulier lorsque l'ampoule à vide interrompt le courant de court-circuit, la majeure partie de l'énergie thermique générée par l'arc est absorbée par le système de blindage, ce qui est propice à l'amélioration de la tenue diélectrique de recouvrement entre les contacts.Plus la quantité de produits d'arc absorbée par le système de blindage est importante, plus l'énergie qu'il absorbe est importante, ce qui joue un bon rôle dans l'augmentation du pouvoir de coupure de l'ampoule à vide.

4) Système de contact
Le contact est la partie où l'arc est généré et éteint, et les exigences pour les matériaux et les structures sont relativement élevées.
(1) Matériau des contacts
Il existe les exigences suivantes pour les matériaux de contact :
un.Haut pouvoir de coupure
Cela nécessite que la conductivité du matériau lui-même soit grande, que le coefficient de conductivité thermique soit petit, que la capacité thermique soit grande et que la capacité d'émission d'électrons thermiques soit faible.
b.Tension de claquage élevée
Une tension de claquage élevée conduit à une force de récupération diélectrique élevée, ce qui est bénéfique pour l'extinction de l'arc.
c.Haute résistance à la corrosion électrique
C'est-à-dire qu'il peut résister à l'ablation de l'arc électrique et a moins d'évaporation de métal.
ré.Résistance au soudage par fusion.
e.La valeur du courant de coupure bas doit être inférieure à 2,5 A.
F.Faible teneur en gaz
Une faible teneur en air est l'exigence pour tous les matériaux utilisés à l'intérieur de l'ampoule à vide.Le cuivre, en particulier, doit être du cuivre sans oxygène traité par un procédé spécial à faible teneur en gaz.Et l'alliage d'argent et de cuivre est nécessaire pour la soudure.
g.Le matériau de contact de la chambre d'extinction à arc sous vide pour disjoncteur adopte principalement un alliage cuivre-chrome, le cuivre et le chrome représentant respectivement 50 %.Une feuille d'alliage cuivre-chrome d'une épaisseur de 3 mm est soudée respectivement sur les surfaces de contact des contacts supérieur et inférieur.Le reste est appelé base de contact, qui peut être en cuivre sans oxygène.

(2) Structure des contacts
La structure de contact a une grande influence sur le pouvoir de coupure de la chambre d'extinction d'arc.L'effet d'extinction d'arc produit en utilisant des contacts avec des structures différentes est différent.Il existe trois types de contacts couramment utilisés : contact de structure de type creux en spirale, contact de structure en forme de coupelle avec goulotte et contact de structure en forme de coupelle avec champ magnétique longitudinal, dont le contact de structure en forme de coupelle avec champ magnétique longitudinal est le principal.

5) soufflet
Le soufflet de la chambre d'extinction à arc sous vide est principalement chargé d'assurer le mouvement de l'électrode mobile dans une certaine plage et de maintenir un vide poussé pendant une longue période, et est utilisé pour garantir que la chambre d'extinction à arc sous vide a une durée de vie mécanique élevée.Le soufflet de l'ampoule à vide est un élément à paroi mince en acier inoxydable d'une épaisseur de 0,1 à 0,2 mm.Pendant le processus d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur à vide, le soufflet de la chambre d'extinction d'arc est sujet à l'expansion et à la contraction, et la section du soufflet est soumise à des contraintes variables, de sorte que la durée de vie du soufflet doit être déterminée en fonction de la dilatation et contraction répétées et la pression de service.La durée de vie du soufflet est liée à la température de chauffage des conditions de travail.Une fois que la chambre d'extinction de l'arc sous vide a rompu le grand courant de court-circuit, la chaleur résiduelle de la tige conductrice est transférée au soufflet pour augmenter la température du soufflet.Lorsque la température augmente dans une certaine mesure, cela provoque la fatigue du soufflet et affecte la durée de vie du soufflet.