Ilma-ilmakatkaisija on matala- tai korkeajännitesuojalaite, joka käyttää ilmaa valokaaren sammutus- ja eristysaineena. Sen ydintehtävä on suojata laitteita ja ihmisiä nopean virtakatkon kautta. Toimintaperiaate voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen: normaali kytkentä, vian katkaisu ja valokaaren sammutus. Siinä yhdistyvät mekaaniset ja sähköiset mekanismit luotettavaa suojausta varten. Tässä lähempi katsaus:
I. Perusrakenne ja ydinkomponentit
Ilmakatkaisin koostuu seuraavista avainkomponenteista, jotka toimivat yhdessä suojaamaan:
Yhteysjärjestelmä
Liike- ja staattinen kosketin: ohjauspiiri suljettuna, kaari irrotettuna.
Kosketusmateriaali: Valmistettu korkeita lämpötiloja ja kaaria kestävistä seoksista, kuten hopeavolframista kulumisen ja hapettumisen vähentämiseksi.
Arc Fire
Kaariritilä: Valmistettu metallilevyistä, kaari on jaettu lyhyisiin osiin, mikä lisää lämmönpoistoaluetta.
Kaaren akseli: ohjaa kaari ristikon sisään, jotta se ei pääse karkaamaan.
Ajoneuvopalveluosasto (suojalaite)
Lämpölaukaisuyksikkö: Laukaisu, joka laukaisee ja tarjoaa ylikuormitussuojan bimetallinauhan lämpötaivuttamisen.
Sähkömagneettinen laukaisulaite: Virran magneettista vaikutusta käytetään luomaan vetovoima ja katkaisemaan nopeasti oikosulkuvirta{0}}.
Elektroninen laukaisulaite (valinnainen): Integroitu mikroprosessori takaa tarkan ylikuormitus-, oikosulkusuojauksen ja maasulkusuojauksen.
Toimintamekanismit
Energian varastointijousi: energian varastointilaukaisu nopean toiminnan varmistamiseksi.
Kytkentämekanismi: siirtää toimintavoiman koskettimiin, jotka ovat kiinni tai auki.
Holkki ja eristyskomponentit
Eristävä kotelo (valettuna kotelon katkaisijana): Eristää jännitteiset osat sähköiskun estämiseksi.
Kehysrakenne (kuten laatikkokatkaisija): Tukee suurikapasiteettisia komponentteja mekaanisen lujuuden lisäämiseksi.
ii. Kuinka se toimii: Suljetusta avoimeen.
1. Normaali sulkeminen
Suljettu kontakti: Käyttömekanismi vapauttaa energiaa energiaa varastoivan jousen kautta, ja liikkuva kosketin on läheisessä kosketuksessa staattiseen kosketukseen täydentäen piirin.
Virta: Virta kulkee kuormaan liitoksen ja virtakiskon kautta varmistamaan 2. Vian havaitseminen ja laukaisu.
Käynnistin laukaisee vikakatkaisijan, kun:
Ylikuormitus: Kun virta ylittää nimellistason, mutta ei saavuta oikosulku-tasoa, lämpötrion kaksi-metallinauhaa taipuu lämmön alla ja ajaa laukaisuvipua ja laukaisee katkaisijan.
Oikosulku: Kun virta kasvaa nopeasti (esim. useita kertoja nimellisvirtaan verrattuna), sähkömagneettinen laukaisukela tuottaa voimakkaan magneettikentän, joka vetää puoleensa ankkuria ja vetää suoraan käyttömekanismia, jolloin katkaisija laukeaa.
Alijännite/jännitehäviö: Kun jännite on pienempi kuin nimellisjännite, pienjännitelaukaisu laukeaa ja katkaisija avautuu automaattisesti.
3. Laukaisuprosessi ja valokaaren sammutus
Koskettimien erotus: Käyttömekanismi erottaa nopeasti liikkuvan koskettimen kiinteästä koskettimesta ja muodostaa niiden välille sähkökaaren.
Kaarenohjain: Kupu ohjaa kaaren kaaren sammutusristikkoihin, jotka jakavat pitkän kaaren lyhyemmiksi kaariksi.
Valokaari sammunut:
Kaaren pidentäminen: kaaren pituus kasvaa, lämmönpoistoalue kasvaa.
Jäähdytysvaikutus: Ilmakonvektio poistaa lämpöä ja laskee valokaaren lämpötilan palamisen ylläpitämiseen vaadittavan kriittisen arvon alapuolelle. Deionisaatio: ionien ja elektronien kaarirekombinaatio kaaressa eristysominaisuuksien palauttamiseksi.
4. Yhteyden katkaisu on valmis
Täysin erotetut koskettimet: valokaari sammuu kokonaan ja piiri on luotettavasti irrotettu.
Reset Preparation: nollaa käyttömekanismi manuaalisesti tai automaattisesti seuraavaa sammutusta varten.
III. Avaintekniikka: valokaaren sammutusmekanismien optimointi
Ilmankatkaisimen suorituskyky vaikuttaa suoraan sen katkaisijan suorituskykyyn. Moderni muotoilu parantaa valokaaren sammutustehoa:
Monivaiheiset kaarisammutusritilät
Ristikkojen määrän lisääminen johtaa hienompaan kaarisegmentointiin, mikä mahdollistaa nopeamman lämmön haihtumisen.
Optimoi ristikon väli, tasapainota sähkökentän jakautumista ja vähennä valokaaren uudelleensytytysriskiä.
Sovellukset Kaasuntuottomateriaalit-
Valokaarikuvun sisäseinä on päällystetty kaasua tuottavalla materiaalilla (kuten orgaanisella eristemateriaalilla). Valokaari hajoaa korkeassa lämpötilassa muodostaen kaasua, muodostaen korkeapaineisen ilmavirran, puhaltaen kaaren ulos, kiihdyttäen kaaria ulos.
Magneettikaari sammunut
Pysyvä magneettikenttä tai sähkömagneettinen kela sijoitetaan valokaarisammutuskammioon ja kaari vedetään magneettikentän avulla valokaaren sammutusporttiin, mikä parantaa valokaaren sammutusnopeutta. Nykyinen rajoittava tekniikka
Nopea kontakti- tai virta{0}}rajoitusvastuksia käytetään rajoittamaan oikosulkuvirta-huipun arvoa ja vähentämään valokaaren sammutuksen vaikeutta.
IV. JOHDANTO Tyypilliset sovellusskenaariot
Ilmakatkaisijoita käytetään laajalti seuraavissa tilanteissa. Valitse eri tyypit äänenvoimakkuuden ja toiminnallisuuden perusteella:
Pieni jännite (pienempi tai yhtä suuri kuin 1250A)
Valetut kotelon katkaisijat: käytetään teollisuusmoottorien ohjauksessa, kaupallisessa jakelussa, asuinvalaistuksessa ja muilla aloilla.
Pienoiskatkaisijat: Suojaa kotitalouksien virtapiirejä, kuten pistorasiat ja valaistuspiirejä.
Keski- ja korkeajännite (630A ja enemmän)
Frame-Mounted Circuit Breakers (ACB): tärkeimmät kytkimet suurille teollisuuslaitteille, voimalaitosten sähkökatkossuoja, datakeskusten virtalähdejärjestelmät.
Erityiset ympäristöt
Räjähdyssuojatut{0}}ilmakatkaisijat: käytetään kemiantehtaissa, hiilikaivoksissa ja muissa syttyvissä ja räjähdysalttiissa ympäristöissä.
DC-ilmakatkaisin: suojaa uusiutuvan energian tuotannon DC-puolta (esim. aurinkosähkö, tuulivoima).
V. Valinta ja huolto Avainkohdat
Valintaparametrit
Nimellisarvo: Sopiva piirijännite (esim. AC 400V, DC 1000V). Nimellisvirta: Suurin käyttövirta Suurempi tai yhtä suuri kuin piiri jäännösmäärällä.
Katkaisukapasiteetti: Odotettu oikosulkuvirta{0}}Suurempi tai yhtä suuri kuin 50 kA, 100 kA.
Laukaisuominaisuudet: Tyyppi B, C tai D valitaan kuormituksen tyypin mukaan (tyyppi B on tarkoitettu elektronisille laitteille ja tyyppi D moottorin käynnistykselle).
Huolto-suositukset
Määräaikaistarkastus: Tarkkaile koskettimien kulumista ja valokaaren sammutusristikon eheyttä, pölyn ja vieraiden esineiden poistoa.
Toiminnan testaus: Manuaaliset irrotus- ja automaattiset laukaisutestit suoritetaan vuosittain luotettavan toiminnan varmistamiseksi.
Ympäristönsuojelu: Vältä kosteutta ja syövyttäviä kaasuja, estä eristyksen suorituskyvyn heikkeneminen. VI. JOHDANTO Ilmavirtakatkaisijat vs. muut katkaisijat
Vertailumitat: Ilmakatkaisin (ACB) Tyhjiökatkaisin (VCB) SF6 Katkaisija
Valokaarisammutusaine: ilma, tyhjiö, SF6-kaasu
Murskauskapasiteetti: keskipitkä (keskipaineinen - matalapaine) korkea (keskipaineinen - korkea paine) erittäin korkea (keskipaineinen ja ultra{0}}korkea paine)
Ylläpitokustannukset: Korkeat alhaiset (ei kaasuvuotojen riskiä) (säännölliset tyhjiötason tarkistukset vaaditaan) (Korkeat (SF6-vuodon havaitseminen vaaditaan)
Ympäristövaikutukset: Ei-saastuttava Ei-saastuttava SF6 on voimakas kasvihuonekaasu
Käyttökohteet: Teollisuuden, kaupallisten ja asuintalojen pienjännite{0}}jakeluverkot; keskijännitejärjestelmät voimalaitoksia ja sähköasemia varten; korkeajännitteisiä siirtolinjoja-
