Apa itu Pemutus Sirkuit Vakum: Bekerja & Aplikasinya

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Teknologi penyela vakum pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960. Namun tetap saja, ini adalah teknologi yang berkembang. Seiring berjalannya waktu, ukuran penyela vakum telah berkurang dari ukuran awal tahun 1960-an karena perkembangan teknis yang berbeda di bidang teknik ini. Pemutus sirkuit adalah perangkat yang, mengganggu sirkuit listrik untuk mencegah arus yang tidak beralasan, yang disebabkan oleh korsleting, biasanya akibat kelebihan beban. Fungsionalitas dasarnya adalah untuk menghentikan aliran arus setelah kesalahan terdeteksi. Artikel ini membahas gambaran umum tentang pemutus sirkuit vakum dan cara kerjanya. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang pemutus sirkuit, baca artikel ini Jenis Pemutus Sirkuit dan Pentingnya .

Apa itu Pemutus Sirkuit Vakum?

Pemutus sirkuit vakum adalah sejenis pemutus sirkuit di mana pendinginan busur terjadi dalam media vakum. Operasi penyalaan dan penutupan kontak pembawa arus dan interupsi busur yang saling terkait terjadi di ruang vakum di pemutus yang disebut penyela vakum.




Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus Sirkuit Vakum

Vakum yang digunakan sebagai media pendinginan busur dalam pemutus sirkuit dikenal sebagai pemutus sirkuit vakum karena vakum memberikan kekuatan isolasi yang tinggi karena sifat pendinginan busur yang unggul. Ini sesuai untuk sebagian besar aplikasi voltase standar karena, untuk voltase yang lebih tinggi, teknologi vakum dikembangkan namun tidak layak secara komersial.



Pengoperasian kontak pembawa arus & interupsi busur terkait berlangsung dalam ruang vakum pemutus, yang dikenal sebagai penyela vakum. Interrupter ini mencakup ruang busur baja di tengah isolator keramik yang ditempatkan secara simetris. Pemeliharaan tekanan vakum dalam penyela vakum dapat dilakukan pada 10–6 bar. Kinerja pemutus sirkuit vakum terutama bergantung pada bahan yang digunakan untuk kontak pembawa arus seperti Cu / Cr.

Prinsip bekerja

Itu prinsip kerja pemutus sirkuit vakum Artinya, setelah kontak pemutus sirkuit dibuka dalam ruang hampa, maka busur dapat dihasilkan di antara kontak melalui ionisasi uap logam di kontak. Tapi, busur dapat dipadamkan dengan mudah karena elektron, ion & uap logam dihasilkan di seluruh busur dengan cepat mengembun di sisi luar kontak CB, sehingga kekuatan dielektrik dapat dengan cepat pulih.

Fitur terpenting dari ruang hampa adalah bahwa setelah busur dihasilkan dalam ruang hampa, maka busur dapat dipadamkan dengan cepat karena tingkat peningkatan yang cepat dalam kekuatan dielektrik ruang hampa.


Bahan Kontak

Bahan kontak VCB harus mengikuti properti berikut.

  • Kepadatan tinggi
  • Resistensi kontak harus lebih kecil
  • Konduktivitas listrik tinggi untuk melewatkan arus beban biasa tanpa panas berlebih.
  • Konduktivitas termal tinggi untuk menghilangkan dengan cepat panas besar yang dihasilkan selama busur api.
  • Fungsi termionik harus tinggi untuk memungkinkan kerusakan busur awal.
  • Kecenderungan untuk mengelas harus rendah
  • Tingkat pemotongan yang lebih rendah
  • Kemampuan tahan busur tinggi
  • Titik didih harus tinggi untuk mengurangi erosi busur.
  • Kandungan gas harus di bawah untuk memastikan masa pakai lebih lama
  • Tekanan uap rendah harus cukup untuk mengurangi jumlah uap logam yang tidak dapat dipisahkan di dalam ruangan.

Konstruksi Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus sirkuit vakum terdiri dari ruang busur baja di tengah isolator keramik yang tersusun secara simetris. Tekanan di dalam penyela vakum dipertahankan di bawah 10 ^ -4 torr.

Bahan yang digunakan untuk kontak pembawa arus memainkan peran penting dalam kinerja pemutus sirkuit vakum. Paduan seperti Tembaga-bismut atau tembaga-krom adalah bahan yang ideal untuk membuat kontak VCB.

Konstruksi Pemutus Sirkuit Vakum

Konstruksi Pemutus Sirkuit Vakum

Dari gambar yang ditunjukkan di atas, Pemutus sirkuit vakum terdiri dari kontak tetap, kontak bergerak, dan interrupter vakum. Kontak yang bergerak dihubungkan ke mekanisme kontrol dengan baja tahan karat di bawah. Pelindung busur didukung o rumah isolasi sedemikian rupa sehingga menutupi pelindung ini dan dicegah dari kondensasi pada penutup isolasi. Kemungkinan kebocoran dihilangkan karena penyegelan permanen ruang vakum untuk itu bejana kaca atau bejana keramik digunakan sebagai badan insulasi luar.

Cara Kerja Pemutus Sirkuit Vakum

Tampilan penampang pemutus sirkuit vakum ditunjukkan pada gambar di bawah ini ketika kontak dipisahkan karena beberapa kondisi abnormal, busur dipukul di antara kontak, busur dihasilkan karena ionisasi ion logam dan sangat bergantung pada material dari kontak.

Gangguan busur pada penghenti vakum berbeda dari jenis lainnya pemutus sirkuit . Pemisahan kontak menyebabkan keluarnya uap yang mengisi ruang kontak. Ini terdiri dari ion positif yang dibebaskan dari bahan kontak. Massa jenis uap tergantung pada arus di busur. Ketika arus berkurang, laju pelepasan uap berkurang, dan setelah arus nol, media mendapatkan kembali kekuatan dielektriknya jika massa jenis uap berkurang.

Ketika arus yang akan diputus sangat kecil dalam ruang hampa, busur memiliki beberapa jalur paralel. Arus total dibagi menjadi banyak busur paralel yang saling tolak dan menyebar ke permukaan kontak. Ini disebut busur tersebar yang dapat diinterupsi dengan mudah.

Pada nilai arus yang tinggi, busur terkonsentrasi di wilayah kecil. Ini menyebabkan penguapan cepat pada permukaan kontak. Gangguan busur dimungkinkan jika busur tetap dalam keadaan tersebar. Jika itu dengan cepat dihilangkan dari permukaan kontak, busur akan menyerang kembali.

Kepunahan busur pada pemutus vakum sangat dipengaruhi oleh bahan dan bentuk kontak serta teknik penghitungan uap logam. Lintasan busur tersebut terus bergerak sehingga temperatur di salah satu titik tidak akan tinggi.

Setelah gangguan busur terakhir, ada peningkatan cepat kekuatan dielektrik yang khas dari pemutus vakum. Mereka cocok untuk kapasitor switching karena akan memberikan kinerja yang bebas dari benturan ulang. Arus kecil terputus sebelum arus alami nol, yang dapat menyebabkan pemotongan yang levelnya tergantung pada bahan kontak.

Pemotongan Saat Ini

Itu pemotongan arus dalam pemutus sirkuit vakum terutama terjadi di dalam pemutus sirkuit oli serta di udara karena ketidakstabilan kolom busur. Dalam pemutus sirkuit vakum, pemotongan arus terutama bergantung pada tekanan uap serta sifat emisi elektron dalam bahan kontak. Jadi, tingkat pencacahan juga dipengaruhi oleh konduktivitas termal, ketika konduktivitas termal kurang, maka tingkat pencacahan akan lebih rendah.

Hal ini dimungkinkan untuk menurunkan tingkat saat ini di mana pencacahan terjadi dengan memilih bahan kontak untuk memberikan uap logam yang cukup untuk membiarkan arus mendekati nilai yang sangat rendah, namun hal ini tidak sering dilakukan karena hal ini mempengaruhi daya dielektrik dengan buruk.

Properti Pemutus Sirkuit Vakum

Media isolasi pemutus sirkuit vakum tinggi untuk kepunahan busur dibandingkan dengan jenis pemutus sirkuit lainnya. Tekanan dalam penyela vakum sekitar 10-4 torrent yang mencakup sangat sedikit molekul dalam penyela. Pemutus sirkuit ini sebagian besar memiliki dua sifat luar biasa seperti berikut ini.

Dibandingkan dengan media insulasi lain yang digunakan pada pemutus sirkuit, pemutus sirkuit ini adalah media dielektrik yang unggul. Ini lebih unggul dibandingkan dengan media lain selain SF6 & udara karena ini digunakan pada tekanan tinggi.

Setelah busur dibuka secara terpisah dengan menggerakkan kontak dalam ruang hampa, maka putus akan terjadi pada arus utama nol. Dengan interupsi busur ini, kekuatan dielektrik mereka akan meningkat hingga seribu kali lipat dibandingkan dengan jenis pemutus lainnya.

Properti ini akan membuat pemutus sirkuit lebih baik, bobot lebih ringan, dan biaya lebih murah. Masa pakai pemutus arus ini tinggi jika dibandingkan dengan pemutus arus lainnya & tidak memerlukan perawatan apa pun.

bagian pemutus sirkuit vakum adalah penyela vakum, terminal, koneksi fleksibel, isolator pendukung, batang operasi, batang pengikat, shift operasi umum, pengoperasian jagung, bubungan pengunci, pegas pembuat, pegas pemecah, pegas pemuatan, dan sambungan utama.

Ada berbagai jenis pemutus sirkuit vakum tersedia berdasarkan pabrikan yang dibahas di bawah ini.

Pemutus Sirkuit Vakum Mitsubishi

Pemutus sirkuit ini diproduksi oleh Mitsubishi Electric. Mereka memberikan keamanan tinggi, keandalan & perlindungan lingkungan. Mitsubishi VCBs memiliki beberapa fitur berikut.

  • Rentang jajaran produk sangat luas
  • Tidak ada persyaratan untuk enam bahan berbahaya tertentu.
  • Nama material diilustrasikan di atas bagian plastik utama
  • Strukturnya dapat dilipat untuk memasang bingkai
  • Perawatan mudah

Pemutus Sirkuit Vakum Siemens

Pemutus sirkuit vakum Siemens adalah SION 3AE5 yang digunakan di semua aplikasi switching khas seperti di jaringan industri & distribusi daya tegangan menengah yang berkisar dari arus hubung singkat & beban switching ke bagian busbar atau jaringan penghubung. Struktur kokohnya termasuk dimensi kedalaman & lebar paling kecil akan membantu mengurangi kebutuhan panel yang berbeda.

Jadi, pemutus sirkuit ini dapat diperoleh melalui sakelar pentanahan opsional untuk versi plug-in & pemasangan tetap. Fitur utama pemutus sirkuit ini meliputi yang berikut ini.

  • Sangat mudah dipasang di dalam switchgear tegangan menengah berinsulasi udara
  • Keandalannya tinggi
  • Desainnya Kompak
  • Peralihan jarak jauh melalui unit kendali jarak jauh
  • Biaya perencanaan rendah
  • Kehidupan pelayanan itu panjang
  • Perawatannya mudah

Pengujian Pemutus Sirkuit Vakum

Umumnya, pengujian pemutus sirkuit terutama digunakan untuk menguji kinerja mekanisme sakelar terpisah serta pengaturan waktu sistem trip secara keseluruhan. Setelah interupsi vakum dirancang sebaliknya digunakan di dalam lapangan, maka ada tiga jenis tes yang digunakan untuk mengotentikasi fungsinya seperti resistansi kontak, ketahanan potensial tinggi & uji laju kebocoran.

Perbedaan antara Unit Kontaktor Vakum dan Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus sirkuit vakum mengalami kesalahan seperti gangguan pembumian, korsleting, tegangan berlebih / kurang. Kontaktor biasanya dilakukan secara seri melalui sekring yang menyediakan untuk menghindari arus gangguan. Perbedaan utama antara unit kontaktor vakum dan pemutus sirkuit vakum tercantum di bawah ini berdasarkan karakteristik yang berbeda.

Pemutus Sirkuit Vakum Unit Kontaktor Vakum
Kapasitas switching adalah, ia mengalihkan arus dari nilai rendah ke

arus hubung singkat sistem lengkap

Alihkan arus dari nilai yang sangat rendah ke

Mengganggu kapasitas kontaktor vakum tanpa sekering. Sekring bekerja untuk arus yang lebih tinggi dibandingkan dengan kemampuan interupsi kontaktor vakum saja, hingga

mengganggu kemampuan sekring

Daya tahan tinggi untuk mekanikDaya tahan sangat tinggi untuk proses mekanis seperti 1.000.000 hingga 630A
Daya tahan tinggi untuk listrik tinggi seperti ruang hampa yang berkisar dari 10k - 50k tindakan pada arus kontinu pengenal. Untuk vakum, 30 hingga 100 operasi pada rating hubung singkat penuh.Pengalihan arus kontinu yang sangat tinggi berkisar dari 450.000 hingga 1.000.000 tindakan hingga 630 A.Mengalihkan arus hubung singkat, data ketahanan tidak dibuat dalam hubung singkat

pemutusan arus yang membutuhkan penggantian sekring

Ini tidak berlaku untuk aplikasi dengan daya tahan yang sangat tinggi.Ini digunakan untuk pengoperasian switching yang sangat sering
Ini dioperasikan secara elektrikIni hanya mengoperasikan listrik
Secara mekanis terkunci karena CB tetap tertutup saat tegangan sistem hilang.Biasanya, kontaktor vakum terbuka satu kali

tegangan sistem hilang, kontaktor vakum akan mengunci setelah tegangan sistem kembali

Ini menggunakan relay pelindungIni menggunakan relai pelindung untuk proteksi kelebihan beban & sekering untuk proteksi arus pendek
Arus pendek yang dibiarkan melalui energi rendahArus pendek yang dibiarkan melalui energi rendah
Operasi jarak jauh cocokOperasi jarak jauh cocok
Daya kontrol digunakan untuk pengoperasian CB, relai pelindung, & pemanas ruanganDaya kontrol digunakan untuk pengoperasian kontaktor, relai pelindung & pemanas ruangan
Ini menggunakan area yang lebih luasIni menggunakan lebih sedikit area
Biayanya tinggiBiayanya moderat
Perawatannya sedangPerawatannya rendah.

Keuntungan dari VCB

Vakum menawarkan kekuatan isolasi maksimal. Jadi ini memiliki sifat pendinginan busur yang sangat unggul daripada media lainnya.

  • Pemutus sirkuit vakum memiliki umur yang panjang.
  • Tidak seperti Oil Circuit Breaker (OCB) atau Air Blast Circuit Breaker (ABCB), ledakan VCB dapat dihindari. Ini meningkatkan keselamatan personel operasi.
  • Tidak ada bahaya kebakaran
  • CB vakum cepat beroperasi sehingga ideal untuk pembersihan kesalahan. VCB cocok untuk operasi berulang.
  • Pemutus sirkuit vakum hampir bebas perawatan.
  • Tidak ada gas buang ke atmosfer dan pengoperasian tanpa suara.

Kekurangan VCB

  • Kerugian utama dari VCB adalah tidak ekonomis pada tegangan melebihi 38 kV.
  • Biaya pemutus menjadi berlebihan pada tegangan yang lebih tinggi. Ini disebabkan oleh fakta bahwa pada tegangan tinggi (di atas 38 kV) lebih dari dua nomor pemutus sirkuit harus dihubungkan secara seri.
  • Selain itu, produksi VCB tidak ekonomis jika diproduksi dalam jumlah kecil.

Aplikasi Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus sirkuit vakum saat ini dikenal sebagai teknologi interupsi arus yang paling andal untuk switchgear tegangan menengah. Ini membutuhkan perawatan minimum dibandingkan dengan teknologi pemutus sirkuit lainnya.

Teknologi ini terutama cocok untuk aplikasi tegangan menengah. Untuk teknologi vakum tegangan tinggi telah dikembangkan, tetapi tidak layak secara komersial. Pemutus sirkuit vakum digunakan pada Switchgear berlapis logam dan juga pada pemutus sirkuit bertempat porselen.

Jadi, ini semua tentang Vacuum Circuit Breaker (VCB) bekerja dan aplikasi. Kami berharap Anda lebih memahami konsep ini. Selanjutnya, keraguan tentang konsep ini atau untuk mengimplementasikannya ide proyek listrik dan elektronik , tolong beri tanggapan Anda dengan berkomentar di bagian komentar di bawah. Ini pertanyaan untukmu, Apa prinsip kerja VCB ?