إن مقاطع الفراغ ، المعروف أيضًا باسم أنبوب مفتاح الفراغ أو فقاعة الفراغ ، هو المكون الأساسي لمفتاح الفراغ. تتمثل وظيفتها الأساسية في استخدام خصائص الإطفاء الممتازة وخصائص القوس للفراغ. يدرك عمليات إغلاق وفتح الدائرة من خلال زوج من الأقطاب الكهربائية (جهات الاتصال) والمكونات الأخرى المختومة في فراغ. بعد قطع الطاقة ، يمكن للجهاز إطفاء القوس بسرعة وقمع التيار بشكل فعال ، وبالتالي ضمان التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة.
يمكن تصنيف المقاطعات الفراغية وفقًا لمعايير مختلفة. وفقًا لمادة الصدفة ، يمكن تقسيمها إلى مقاطعات فراغ زجاجية ومقاطع فراغ للسيراميك. وفقًا لهذا الغرض ، يتم تقسيم المقاطعات الفراغية إلى مقاطعات فراغية لقواطع الدوائر ، ومفاتيح الحمل ، والمتواصلين ، وإعادة التجهيزات ، والمقاطعات ، وغيرها من الأغراض الخاصة.
الهيكل الأساسي لمقاطع الفراغ
تشمل المكونات الأساسية لمقاطع الفراغ نظام عزل محكم الإغلاق ، والذي يضمن أداء العزل للمعدات في حالة فراغ ؛ النظام الموصل ، المسؤول عن عمليات إغلاق وفتح الدائرة ؛ نظام التدريع ، والذي يستخدم لحماية جهات الاتصال من التداخل الخارجي ؛ ونظام الاتصال ، وهو مكون رئيسي للإرسال الحالي. تشكل هذه المكونات معًا الهيكل الأساسي لمقاطع الفراغ ، مما يضمن تشغيله الفعال والآمن.
يتكون نظام عزل محكم الإغلاق بشكل أساسي من قشرة عازلة مصنوعة من الزجاج أو السيراميك ، وغطاء نهائي متحرك ، وغطاء نهائي ثابت ، وأفكار من الفولاذ المقاوم للصدأ. من بينها ، القشرة العازلة هي المكون الأساسي للنظام ، الذي لا يلعب دورًا داعمًا فحسب ، بل هو أيضًا الضمان الرئيسي لمكافحة الجوية. يتمتع الخوار ، كدليل وختم مكون لحركة القطب المتحرك ، متطلبات حياة ميكانيكية عالية للغاية لضمان التشغيل المستقر لمقاطع الفراغ.
يتكون النظام الموصل لغرفة إطفاء القوس من مكونات متعددة مثل قضيب موصل ثابت ، وسطح قوس ثابت ، ولامع ثابت ، ولامع متحرك ، وسطح قوس متحرك ، وقضيب موصل متحرك. من بينها ، يشار إلى قضيب موصل ثابت ، وسطح القوس الثابت ، والاتصال الثابت مجتمعة باسم القطب الثابت ، في حين يشار إلى التلامس المتحرك ، وسطح القوس المتحرك ، وقضيب موصل متحرك جماعيًا باسم القطب المتحرك. يمكّن هذا التصميم آلية التشغيل من تحقيق إغلاق التلامس من خلال حركة قضيب موصل متحرك ، وبالتالي إكمال اتصال الدائرة.
من أجل التأكد من أن مقاومة التلامس بين جهات الاتصال لا تزال ضئيلة ومستقرة ، ولتعزيز القوة الميكانيكية للغرفة الإطفاء القوس عندما تتعرض لتيار ديناميكي ومستقر ، تم تجهيز مفتاح الفراغ بشكل خاص مع ثقب دليل في أحد الطرفين من قضيب موصل متحرك ، ويكمله مجموعة من نقابي الاندماج ، بحيث تكون الاتصالات المثيرة دائمًا. عندما يكسر مفتاح الفراغ التيار ، سيفصل جهات الاتصال الخاصة بغرفة إطفاء القوس وتولد قوسًا حتى يطفئ القوس عندما يمر التيار بشكل طبيعي صفر ، وبالتالي إكمال كسر الدائرة.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم تكرير قضبان موصلة متحركة وثابتة من غرفة إطفاء القوس الفراغي بالنحاس الخالي من الأكسجين. كدائرة موصلة رئيسية ، فإنهم يتعهدون بالمهمة المهمة المتمثلة في إجراء التيار. عادة ما يتم تحسين الأكمام الدليل بمواد عازلة. تتمثل وظيفتها الأساسية في التأكد من أن قضيب موصل متحرك يمكن أن يؤدي إلى حركة خطية ناعمة على طول محور القوس الفراغي الذي يطفئ الغرفة أثناء عملية الفتح والإغلاق. في الوقت نفسه ، يمكن أن يمنع أيضًا بشكل فعال أن يتم تحويل تيار الدائرة الموصلة إلى الخوار ، وبالتالي تمديد عمر خدمة غرفة إطفاء القوس الفراغي.
يتكون نظام التدريع بشكل أساسي من أنبوب التدريع وغطاء التدريع والأجزاء الأخرى ذات الصلة. من بينها ، أنبوب التدريع هو المكون الأساسي للنظام ، ويمكن اختيار مواده من مجموعة متنوعة من المواد مثل النحاس الخالي من الأكسجين ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، أو سبيكة نقية نقية أو سبائك النحاس. تشمل الوظائف الرئيسية للنظام:
- قلل من تلوث الجدار الداخلي للقشرة العازلة عن طريق البخار المعدني والقطرات الناتجة عن الاتصالات أثناء عملية الانحناء ، وبالتالي منع تقليل قوة العزل لقشرة المقاطع الفراغية أو حدوث فلاش.
- قم بتحسين توزيع المجال الكهربائي داخل مقاطع الفراغ وتعزيز تصغير القشرة العازلة لمقاطع الفراغ ، وخاصة في تصغير المقاطعات الفراغية ذات مستويات الجهد العالي.
- تكثيف منتجات القوس. خاصةً عندما يكسر المقاطع الفراغ التيار القصيرة ، يمكن لنظام التدريع امتصاص معظم الطاقة الحرارية الناتجة عن القوس ، وبالتالي تعزيز قوة الاسترداد العازلة بين الاتصالات. كلما زاد عدد منتجات ARC التي يتكثفها أنبوب التدريع ، زادت الطاقة التي يمتصها ، وكلما زادت مواتيةها لتحسين قدرة كسر المقاطع الفراغية.
نظام الاتصال
كمكون أساسي لمفتاح الفراغ ، يكمن مفتاح أداء مقاطع الفراغ في نظام الاتصال. يلعب نظام الاتصال دورًا حيويًا في عملية فتح وإغلاق الدائرة.
● بنية الاتصال
عندما يكسر المقاطع الفراغ تيار الدائرة القصيرة ، يلعب هيكل التلامس دورًا حيويًا. إنه يحد بشكل فعال من تكوين بقع الأنود على سطح التلامس من خلال تكوين مجال مغناطيسي عرضي أو طولي ، وبالتالي تحسين القدرة كسر المقاطع. يولد بنية التلامس المجال المغناطيسي المطلوب عن طريق تغيير اتجاه التيار وباستخدام المواد المغناطيسية لجمع الخطوط المغناطيسية للقوة.
بنية التلامس لمقاطع الفراغ متنوعة ، بما في ذلك الاتصالات الأسطوانية ، والاتصالات المجال المغناطيسي المستعرضة مثل الأصدقاء الأرواح المغناطيسية المستعرضة ، والكأس المستعرضة مغناطيسيًا ومغناطيسيًا مغناطيسيًا مغناطيسيًا طويلًا ، ومغناطيسيًا مغناطيسيًا طويلًا طويلًا. بالإضافة إلى ذلك ، هناك جهات اتصال من النوع R ، والتي يتم دمج بنية التلامس واتصالها ، واتجاه المجال المغناطيسي يتناوب مع مغناطيسي طولي.
● مادة الاتصال
الاتصال هو الجزء الرئيسي من إجراء ARC وإطفاء القوس ، وبالتالي فإن متطلبات المواد صارمة للغاية. في الوقت الحاضر ، فإن مواد التلامس لمقاطع الفراغ لقواطع الدوائر هي في الأساس سبيكة النحاس البزارية وسبائك النحاس والكروم وسبائك النحاس تونغستن. من بينها ، يتم استخدام سبيكة النحاس والكروميوم على نطاق واسع بسبب أدائها الممتاز. يتم لحام ورقة سبائك النحاس والكروميوم بسمك 3 مم على سطح بعقب الجهات العلوية والسفلية. يمكن تصنيع الباقي من النحاس الخالي من الأكسجين.
● جهات الاتصال المجال المغناطيسي المستعرض والطولية ووظائفها
عندما يكسر التلامس المجال المغناطيسي المستعرض تيار الدائرة القصيرة في مقاطعة الفراغ ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي عمودي على محور القطب. هذا المجال المغناطيسي يجعل قوس الفراغ يتحرك بسرعة عالية على طول سطح التلامس ، وتجنب ذوبان خطير لسطح التلامس ، ويعيد بسرعة قوة العزل بعد أن يمر التيار صفر ، والذي يفضي إلى انقراض القوس.
يولد التلامس المجال المغناطيسي الطولي مجالًا مغناطيسيًا يتسق مع اتجاه محور القطب. يمكن أن يزيد هذا المجال المغناطيسي من قيمة التحويل الحالية من قوس الانتشار إلى قوس الانكماش. في ظل عمل حقل مغناطيسي طولي قوي بما فيه الكفاية ، يتم توزيع بقع القوس بالتساوي على سطح ملامسة القطب ، وتجنب الانصهار الخطير المحلي لسطح التلامس ، وفي الوقت نفسه مزايا جهد القوس المنخفض وطاقة القوس الصغيرة ، والتي هي مفيدة للغاية لاستعادة قوة العدل بعد القوس والتحسن في القطع.
في الوقت الحاضر ، في مجال المقاطعات الفراغية ، تعتمد المنتجات ذات السعة الكبيرة بشكل عام تصميم ملامسة المجال المغناطيسي الطولي. ويرجع ذلك أساسًا إلى الأداء الممتاز للاتصال بالمجال المغناطيسي الطولي ، بما في ذلك التآكل الكهربائي المنخفض ، ومتانة طويلة وسعة كسر قوية.