מבנה, עיקרון ומאפיינים של מפסק ואקום

מבנה, עיקרון ומאפיינים של מפסק ואקום

מבנה מפסק ואקום
המבנה של מפסק ואקום מורכב בעיקר משלושה חלקים: תא כיבוי קשת ואקום, מנגנון הפעלה, תמיכה ורכיבים אחרים.

1. מפסק ואקום
מפסק ואקום, הידוע גם בשם צינור מתג ואקום, הוא מרכיב הליבה של מפסק ואקום.תפקידו העיקרי הוא לאפשר למעגל המתח הבינוני והגבוה לכבות במהירות את הקשת ולדכא את הזרם לאחר ניתוק אספקת החשמל באמצעות ביצועי הבידוד המצוינים של הוואקום בצינור, כדי למנוע תאונות ותאונות.מפסקי ואקום מחולקים למפסקי ואקום מזכוכית ומפסקי ואקום קרמיים לפי המעטפת שלהם.

תא כיבוי קשת ואקום מורכב בעיקר ממעטפת בידוד אטומה לאוויר, מעגל מוליך, מערכת מיגון, מגע, מפוח וחלקים אחרים.

1) מערכת בידוד אטומה לאוויר
מערכת הבידוד האטומה מורכבת ממעטפת בידוד אטומה מזכוכית או קרמיקה, לוחית כיסוי קצה נעה, לוחית כיסוי קצה קבועה ומפוח נירוסטה.על מנת להבטיח אטימות טובה לאוויר בין זכוכית, קרמיקה ומתכת, בנוסף לתהליך פעולה קפדני במהלך האיטום, נדרשת חדירות החומר עצמו להיות קטנה ככל האפשר ושחרור האוויר הפנימי מוגבל למינימום.מפוח נירוסטה יכול לא רק לבודד את מצב הוואקום בתוך תא הכיבוי של קשת הוואקום מהמצב האטמוספרי החיצוני, אלא גם לגרום למגע הנע ולמוט המוליך הנע לנוע בטווח שצוין כדי להשלים את פעולת החיבור והניתוק של מתג הוואקום.

2) מערכת מוליכה
מערכת ההולכה של תא כיבוי הקשת מורכבת מהמוט המוליך הקבוע, משטח הקשת המתנהל הקבוע, המגע הקבוע, המגע הנע, משטח הקשת הנע והמוט המוליך הנע.ביניהם, המוט המוליך הקבוע, משטח הקשת הקבוע והמגע הקבוע מכונים ביחד אלקטרודה קבועה;מגע נע, משטח קשת נע ומוט מוליך נע מכונים ביחד אלקטרודה נעה.כאשר מפסק הוואקום, מתג עומס הוואקום ומגע הוואקום המורכבים על ידי תא כיבוי קשת הוואקום סגורים, מנגנון ההפעלה סוגר את שני המגעים באמצעות תנועת המוט המוליך הנע, ומשלים את חיבור המעגל.על מנת לשמור על התנגדות המגע בין שני המגעים קטנה ככל האפשר ויציבה, ובעל חוזק מכני טוב כאשר תא כיבוי הקשת נושא את הזרם היציב הדינמי, מתג הוואקום מצויד בשרוול מנחה בקצה אחד של המוליך הדינמי. מוט, ומערכת קפיצי דחיסה משמשים לשמירה על לחץ מדורג בין שני המגעים.כאשר מתג הוואקום שובר את הזרם, שני המגעים של תא כיבוי הקשת נפרדים ומייצרים קשת ביניהם עד שהקשת כבה כאשר הזרם חוצה באופן טבעי את האפס, ושבירת המעגל הושלמה.

3) מערכת מיגון
מערכת המיגון של תא כיבוי קשת ואקום מורכבת בעיקר מצילינדר מיגון, מכסה מיגון וחלקים אחרים.הפונקציות העיקריות של מערכת המיגון הן:
(1) מנע מהמגע ליצור כמות גדולה של אדי מתכת ומתיז טיפות נוזלים במהלך קשת, מזהם את הדופן הפנימית של מעטפת הבידוד, מה שגורם לירידה בחוזק הבידוד או להבהוב.
(2) שיפור חלוקת השדה החשמלי בתוך מפסק הוואקום תורם למזעור מעטפת הבידוד של מפסק הוואקום, במיוחד למזעור מפסק הוואקום במתח גבוה.
(3) ספוג חלק מאנרגיית הקשת ועיבוי מוצרי קשת.במיוחד כאשר מפסק הוואקום קוטע את זרם הקצר, רוב אנרגיית החום שנוצרת על ידי הקשת נספגת על ידי מערכת המיגון, דבר המסייע לשיפור חוזק ההתאוששות הדיאלקטרי בין המגעים.ככל שכמות מוצרי הקשת הנספגים על ידי מערכת המיגון גדולה יותר, כך האנרגיה שהיא סופגת גדולה יותר, מה שממלא תפקיד טוב בהגדלת כושר השבירה של מפסק הוואקום.

4) מערכת קשר
המגע הוא החלק בו נוצרת ומכבה הקשת, והדרישות לחומרים ולמבנים גבוהות יחסית.
(1) חומר ליצירת קשר
ישנן הדרישות הבאות לחומרי מגע:
א.יכולת שבירה גבוהה
זה דורש שהמוליכות של החומר עצמו תהיה גדולה, מקדם המוליכות התרמית קטן, הקיבולת התרמית גדולה ויכולת פליטת האלקטרונים התרמית נמוכה.
ב.מתח פירוק גבוה
מתח פירוק גבוה מוביל לחוזק התאוששות דיאלקטרי גבוה, המועיל לכיבוי קשת.
ג.עמידות בפני קורוזיה חשמלית גבוהה
כלומר, הוא יכול לעמוד באבלציה של קשת חשמלית ויש לו פחות אידוי מתכת.
ד.עמידות בפני ריתוך היתוך.
ה.ערך זרם הניתוק הנמוך נדרש להיות מתחת ל-2.5A.
ו.תכולת גז נמוכה
תכולת אוויר נמוכה היא הדרישה לכל החומרים המשמשים בתוך מפסק הוואקום.נחושת, בפרט, חייבת להיות נחושת נטולת חמצן המטופלת בתהליך מיוחד עם תכולת גז נמוכה.וסגסוגת הכסף והנחושת נדרשת להלחמה.
ז.חומר המגע של תא כיבוי קשת ואקום עבור מפסק מעגל מאמץ בעיקר סגסוגת כרום נחושת, כאשר נחושת וכרום מהווים 50% בהתאמה.יריעת סגסוגת כרום נחושת בעובי של 3 מ"מ מרותכת על משטחי ההזדווגות של המגעים העליונים והתחתונים בהתאמה.השאר נקרא בסיס מגע, שיכול להיות עשוי מנחושת נטולת חמצן.

(2) מבנה קשר
למבנה המגע יש השפעה רבה על יכולת השבירה של תא הכיבוי של הקשת.אפקט כיבוי הקשת שנוצר על ידי שימוש במגעים עם מבנים שונים שונה.ישנם שלושה סוגים של מגעים נפוצים: מגע מבנה מסוג שוקת ספירלה, מגע מבנה בצורת כוס עם מצנח ומגע מבנה בצורת כוס עם שדה מגנטי אורכי, אשר מגע המבנה בצורת כוס עם השדה המגנטי האורך הוא העיקרי.

5) מפוח
המפוח של תא כיבוי קשת הוואקום אחראי בעיקר על הבטחת תנועת האלקטרודה הנעה בטווח מסוים ושמירה על ואקום גבוה לאורך זמן, ומשמש כדי להבטיח שלתא כיבוי קשת הוואקום יש חיים מכניים גבוהים.המפוח של מפסק הוואקום הוא אלמנט בעל דופן דק העשוי מפלדת אל חלד בעובי של 0.1~0.2 מ"מ.במהלך תהליך הפתיחה והסגירה של מתג הוואקום, המפוח של תא כיבוי הקשת נתון להתרחבות והתכווצות, וחתך המפוח נתון ללחץ משתנה, ולכן יש לקבוע את חיי השירות של המפוח בהתאם. התרחבות והתכווצות חוזרות ונשנות ולחץ השירות.חיי השירות של המפוח קשורים לטמפרטורת החימום של תנאי העבודה.לאחר שתא הכיבוי של קשת הוואקום שובר את זרם הקצר הגדול, החום השיורי של המוט המוליך מועבר למפוח כדי להעלות את טמפרטורת המפוח.כאשר הטמפרטורה עולה במידה מסוימת, הדבר יגרום לעייפות המפוח וישפיע על חיי השירות של המפוח.