La tecnología de interruptores al vacío se introdujo por primera vez en el año 1960. Pero aún así, es una tecnología en desarrollo. A medida que pasa el tiempo, el tamaño del tubo de maniobra al vacío se ha reducido con respecto a su tamaño de principios de la década de 1960 debido a diferentes desarrollos técnicos en este campo de la ingeniería. Un disyuntor es un dispositivo que interrumpe un circuito eléctrico para evitar una corriente injustificada, causada por un cortocircuito, que generalmente resulta de una sobrecarga. Su funcionalidad básica es interrumpir el flujo de corriente después de que se detecta una falla. Este artículo describe una descripción general del interruptor de circuito de vacío y su funcionamiento. Para saber más sobre los interruptores automáticos, lea este artículo Tipos de disyuntores y su importancia .

¿Qué es un disyuntor de vacío?

Un disyuntor de vacío es un tipo de disyuntor en el que la extinción del arco tiene lugar en un medio de vacío. La operación de encendido y cierre de los contactos portadores de corriente y la interrupción del arco interrelacionado se lleva a cabo en una cámara de vacío en el interruptor que se llama interruptor de vacío.

Disyuntor de vacío

Un vacío que se utiliza como medio de extinción de arco en un interruptor de circuito se conoce como interruptor de circuito de vacío porque el vacío proporciona una alta resistencia aislante debido a propiedades superiores de extinción de arco. Esto es adecuado para la mayoría de las aplicaciones de voltaje estándar porque, para un voltaje más alto, la tecnología de vacío se desarrolló, pero no es comercialmente viable.

La operación de los contactos portadores de corriente y la interrupción del arco relacionada se lleva a cabo dentro de una cámara de vacío del interruptor, que se conoce como interruptor de vacío. Este interruptor incluye una cámara de arco de acero dentro del centro de aisladores cerámicos colocados simétricamente. El mantenimiento de la presión de vacío dentro de una botella de vacío se puede realizar a 10–6 bar. El rendimiento del disyuntor de vacío depende principalmente del material utilizado para los contactos portadores de corriente como Cu / Cr.

Principio de funcionamiento

los principio de funcionamiento del interruptor de vacío es decir, una vez que los contactos del disyuntor se abren dentro del vacío, se puede generar un arco entre los contactos a través de la ionización de los vapores metálicos en los contactos. Pero, el arco se puede apagar fácilmente ya que los electrones, iones y vapores metálicos se generan a lo largo del arco y se condensan rápidamente sobre el exterior de los contactos CB, por lo que la rigidez dieléctrica se puede recuperar rápidamente.

La característica más importante de un vacío es que una vez que se genera el arco dentro del vacío, se puede extinguir rápidamente debido a la rápida mejora en la tasa de rigidez dieléctrica del vacío.

Materiales de contacto

El material de contacto de los VCB debe tener las siguientes propiedades.

Alta densidad
La resistencia de contacto debe ser menor
La conductividad eléctrica es alta para pasar las corrientes de carga habituales sin sobrecalentarse.
La conductividad térmica es alta para disipar rápidamente el gran calor producido durante el arco.
La función termoiónica debe ser alta para permitir la destrucción temprana del arco.
La tendencia debe ser baja a soldar.
Nivel de picado menos actual
Gran capacidad de resistencia al arco
El punto de ebullición debe ser alto para disminuir la erosión del arco.
El contenido de gas debe ser inferior para garantizar una vida útil más larga.
La presión de vapor baja debe ser suficiente para disminuir la cantidad de vapor de metal indivisible dentro de la cámara.

Construcción de disyuntor de vacío

El disyuntor de vacío comprende una cámara de arco de acero en los aisladores cerámicos dispuestos simétricamente en el centro. La presión dentro del interruptor de vacío se mantiene por debajo de 10 ^ -4 torr.

El material utilizado para los contactos portadores de corriente juega un papel importante en el rendimiento del interruptor de vacío. Las aleaciones como el cobre-bismuto o el cobre-cromo son el material ideal para hacer contactos VCB.

Construcción del disyuntor de vacío

De la figura que se muestra arriba, el interruptor de circuito de vacío consta de un contacto fijo, un contacto móvil y un interruptor de vacío. El contacto móvil está conectado al mecanismo de control mediante un fuelle de acero inoxidable. Las pantallas de arco se apoyan en la carcasa aislante de manera que cubran estas pantallas y se evite que se condense en la carcasa aislante. La posibilidad de una fuga se elimina debido al sellado permanente de la cámara de vacío, por lo que se utiliza un recipiente de vidrio o un recipiente de cerámica como cuerpo aislante exterior.

Funcionamiento del disyuntor de vacío

La vista en sección de un interruptor automático de vacío se muestra en la figura siguiente cuando los contactos se separan debido a algunas condiciones anormales, se produce un arco entre los contactos, el arco se produce debido a la ionización de iones metálicos y depende mucho del material. de contactos.

La interrupción del arco en los interruptores de vacío es diferente de otros tipos de rompedores de circuito . La separación de contactos provoca la liberación de vapor que se llena en el espacio de contacto. Consiste en iones positivos liberados del material de contacto. La densidad del vapor depende de la corriente en el arco. Cuando la corriente disminuye, la velocidad de liberación de vapor disminuye y, después de la corriente cero, el medio recupera su rigidez dieléctrica si se reduce la densidad del vapor.

Cuando la corriente a interrumpir es muy pequeña en el vacío, el arco tiene varios caminos paralelos. La corriente total se divide en muchos arcos paralelos que se repelen y se extienden sobre la superficie de contacto. Esto se denomina arco difuso que se puede interrumpir fácilmente.

A valores altos de corriente, el arco se concentra en una región pequeña. Provoca una rápida vaporización de la superficie de contacto. La interrupción del arco es posible si el arco permanece en un estado difuso. Si se quita rápidamente de la superficie de contacto, el arco se reiniciará.

La extinción del arco en los interruptores de vacío está muy influenciada por el material y la forma de los contactos y la técnica de considerar el vapor de metal. La trayectoria del arco se mantiene en movimiento para que la temperatura en cualquier punto no sea alta.

Después de la interrupción final del arco, hay un rápido aumento de la rigidez dieléctrica que es peculiar del interruptor de vacío. Son adecuados para la conmutación de condensadores, ya que proporcionarán un rendimiento sin golpes. La pequeña corriente se interrumpe antes de la corriente natural cero, lo que puede provocar un corte cuyo nivel depende del material de contacto.

Picado actual

los corte de corriente en el disyuntor de vacío Ocurre principalmente dentro de los disyuntores de aceite y en el aire debido a la inestabilidad de la columna de arco. En los interruptores automáticos de vacío, el corte de corriente depende principalmente de la presión del vapor, así como de las propiedades de emisión de electrones en el material de contacto. Entonces, el nivel de picado también está influenciado por la conductividad térmica, cuando la conductividad térmica es menor, entonces el nivel de picado estará por debajo.

Es posible disminuir el nivel actual en el que se produce el corte seleccionando un material de contacto que proporcione suficiente vapor de metal para permitir que la corriente se acerque a un valor extremadamente bajo; sin embargo, esto no se hace a menudo porque afecta gravemente a la potencia dieléctrica.

Propiedades de los interruptores automáticos al vacío

El medio aislante del interruptor automático de vacío es alto para la extinción del arco en comparación con otros tipos de interruptores automáticos. La presión en el interruptor de vacío es de alrededor de 10-4 torrent que incluye muy pocas moléculas dentro del interruptor. Este disyuntor tiene principalmente dos propiedades extraordinarias como las siguientes.

En comparación con otros medios aislantes empleados en los disyuntores, este disyuntor es un medio dieléctrico superior. Es superior en comparación con otros medios además del SF6 y el aire porque se utilizan a alta presión.

Una vez que se abre un arco por separado moviendo los contactos dentro del vacío, se producirá una ruptura en el cero de la corriente principal. Por la interrupción de este arco, su rigidez dieléctrica aumentará hasta mil veces en comparación con otros tipos de interruptores.

Estas propiedades harán que los interruptores automáticos sean más eficientes, tengan menos peso y menos costo. La vida útil de estos interruptores automáticos es alta en comparación con otros interruptores automáticos y no necesitan ningún mantenimiento.

“diferencia entre motor dc y servomotor ”

Las piezas del interruptor de vacío son interruptor de vacío, terminales, conexiones flexibles, aisladores de soporte, varilla de operación, barra de unión, turno de operación común, maíz de operación, leva de bloqueo, resorte de fabricación, resorte de ruptura, resorte de carga y enlace principal.

Existen diferentes tipos de disyuntores de vacío están disponibles según los fabricantes que se describen a continuación.

Disyuntor de vacío Mitsubishi

Estos disyuntores son fabricados por Mitsubishi Electric. Proporcionan alta seguridad, confiabilidad y protección del medio ambiente. Los Mitsubishi VCB tienen las siguientes características.

La gama de productos es amplia
No hay requisitos para los seis materiales peligrosos en particular.
El nombre del material se ilustra sobre las principales piezas de plástico.
La estructura es plegable para montar el marco.
Facil mantenimiento

Disyuntor de vacío Siemens

Los interruptores automáticos al vacío de Siemens son SION 3AE5 y se utilizan en todas las aplicaciones de conmutación típicas, como en redes industriales y distribución de energía de media tensión, que van desde corrientes de cortocircuito y carga de conmutación hasta secciones de barras colectoras o redes de conexión. Su estructura sólida, que incluye las dimensiones mínimas de profundidad y ancho, ayudará a disminuir la necesidad de diferentes paneles.

Por lo tanto, estos disyuntores se pueden obtener a través de un interruptor de puesta a tierra opcional para versiones enchufables y montaje fijo. Las principales características de este disyuntor incluyen las siguientes.

Muy sencillo de instalar dentro de una aparamenta de media tensión aislada en aire
La confiabilidad es alta
El diseño es compacto
Conmutación remota a través de la unidad de control remoto
Los costos de planificación son bajos
La vida de servicio es larga
El mantenimiento es sencillo

Prueba de disyuntor de vacío

Por lo general, la prueba de interruptores automáticos se utiliza principalmente para probar tanto el rendimiento de los mecanismos de conmutación separados como la sincronización general del sistema de disparo. Una vez que los tubos de maniobra al vacío se diseñan para utilizarlos de otro modo en el campo, se utilizan principalmente tres tipos de pruebas para autenticar su función, como la resistencia de contacto, la resistencia de alto potencial y la prueba de tasa de fuga.

Diferencia entre unidad de contactor de vacío y disyuntor de vacío

Un disyuntor de vacío se dispara a través de un error como una falla a tierra, un cortocircuito, un voltaje excesivo o insuficiente. Un contactor generalmente se realiza en serie a través de un fusible que proporciona evitar la corriente de falla. Las principales diferencias entre la unidad de contactor de vacío y el interruptor de circuito de vacío se enumeran a continuación en función de diferentes características.

Disyuntor de vacío	Unidad de contactor de vacío
La capacidad de conmutación es, conmuta las corrientes de valores bajos a corriente de cortocircuito del sistema completo	Cambie las corrientes de valores muy bajos a Capacidad disruptiva del contactor al vacío sin fusibles. Los fusibles funcionan para corrientes más altas en comparación con la capacidad de interrupción del contactor de vacío solamente, hasta el interrumpir la capacidad del fusible
La resistencia es alta para la mecánica.	La resistencia es extremadamente alta para procesos mecánicos como 1,000,000 para hasta 630A
La resistencia es alta para la electricidad es alta como un vacío que varía de 10k a 50k acciones a corriente continua nominal. Para vacío, es de 30 a 100 operaciones a plena capacidad de cortocircuito.	La corriente continua de conmutación extremadamente alta varía de 450.000 a 1.000.000 acciones para hasta 630 A. Corriente de cortocircuito de conmutación, datos de resistencia no establecidos en cortocircuito ruptura de corriente que necesita sustitución de fusibles
Estos no son aplicables para aplicaciones de resistencia extremadamente alta.	Estos se utilizan para las operaciones de conmutación extremadamente frecuente
Se opera eléctricamente	Opera solo eléctrico
Está enclavado mecánicamente porque CB permanece cerrado en caso de pérdida de voltaje del sistema.	Normalmente, el contactor de vacío se desbloquea una vez se pierde el voltaje del sistema, el contactor de vacío se bloqueará una vez que vuelva el voltaje del sistema
Utiliza relés de protección	Utiliza relés de protección para protección contra sobrecargas y fusibles para protección contra cortocircuitos.
Cortocircuito que deja pasar la energía es baja	Cortocircuito que deja pasar la energía es baja
La operación remota es adecuada	La operación remota es adecuada
La potencia de control se utiliza para el funcionamiento de interruptores automáticos, relés de protección y calefactores.	La potencia de control se utiliza para la operación de contactores, relés de protección y calefactores.
Utiliza un área más grande	Utiliza menos área
Su costo es alto	Su costo es moderado
Su mantenimiento es medio	Su mantenimiento es bajo.

Ventajas de VCB

El vacío ofrece la máxima resistencia aislante. Por lo tanto, tiene propiedades de extinción de arco extremadamente superiores que cualquier otro medio.

El disyuntor de vacío tiene una larga vida.
A diferencia del disyuntor de aceite (OCB) o del disyuntor de chorro de aire (ABCB), se evita la explosión de VCB. Esto mejora la seguridad del personal operativo.
Sin peligro de incendio
El interruptor automático de vacío funciona rápidamente, por lo que es ideal para eliminar fallas. VCB es adecuado para operaciones repetidas.
Los interruptores automáticos de vacío prácticamente no requieren mantenimiento.
Sin escape de gas a la atmósfera y funcionamiento silencioso.

Desventajas de VCB

La principal desventaja de VCB es que es antieconómico a voltajes superiores a 38 kV.
El costo del interruptor se vuelve excesivo a voltajes más altos. Esto se debe al hecho de que a altos voltajes (por encima de 38 kV) es necesario conectar más de dos números de disyuntores en serie.
Además, la producción de VCB no es rentable si se produce en pequeñas cantidades.

Aplicaciones del disyuntor de vacío

El interruptor automático al vacío se reconoce hoy como la tecnología de interrupción de corriente más confiable para aparamenta de media tensión. Requiere un mantenimiento mínimo en comparación con otras tecnologías de interruptores automáticos.

La tecnología es adecuada principalmente para aplicaciones de media tensión. Para un voltaje más alto, se ha desarrollado tecnología de vacío, pero no es comercialmente viable. Los interruptores automáticos de vacío se utilizan en equipos de distribución revestidos de metal y también en interruptores automáticos con carcasa de porcelana.

Por lo tanto, se trata de Funcionamiento del disyuntor de vacío (VCB) y aplicaciones. Esperamos que comprenda mejor este concepto. Además, cualquier duda sobre este concepto o para implementar cualquier ideas de proyectos eléctricos y electrónicos , envíe sus comentarios comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Cuál es el principio de funcionamiento de VCB? ?