Un contattore sottovuoto ad alta-tensione è un dispositivo di commutazione che utilizza un'ampolla sottovuoto per collegare e scollegare i circuiti, rendendolo particolarmente adatto per il funzionamento frequente in sistemi ad alta-tensione.È costituito principalmente da un'ampolla sotto vuoto e da un meccanismo operativo. L'ampolla in vuoto ha due scopi: estinzione affidabile degli archi quando si trasporta corrente operativa normale e quando si interrompe frequentemente la corrente operativa. Tuttavia, non può interrompere la corrente di sovraccarico o la corrente di cortocircuito-. Il meccanismo di manovra è costituito da una bobina di tenuta con nucleo in ferro e un'armatura. Quando la bobina è eccitata attira l'armatura chiudendo il contattore; quando la bobina è diseccitata-il contattore si apre. Le bobine di mantenimento sono generalmente disponibili sia nella versione DC che AC.
Come funziona?
Il suo principio di funzionamento comprende principalmente le seguenti parti:
Tecnologia di estinzione dell'arco-nucleo: il suo componente principale è il tubo dell'interruttore a vuoto (interruttore a vuoto). L'alto vuoto all'interno del tubo ha una resistenza isolante estremamente elevata. Quando i contatti si separano, l'arco generato si diffonde rapidamente alla parete del tubo e il vapore metallico si condensa rapidamente quando la corrente passa per lo zero, estinguendo così l'arco in pochi millisecondi e impedendone la riaccensione.
Azionamento del meccanismo operativo: azionato da un sistema elettromagnetico o da un meccanismo a magnete permanente. Quando la bobina è eccitata, l'armatura comanda la chiusura dei contatti; quando la bobina è diseccitata-la molla di apertura separa i contatti. I contattori ad alte-prestazioni utilizzano doppie bobine (di avviamento e di mantenimento) o meccanismi a magnete permanente per ridurre il consumo di energia e il rumore.
Struttura tipica: solitamente viene utilizzata una struttura verticale, che integra l'ampolla sottovuoto, i componenti isolanti e il meccanismo operativo in una singola unità, facilitando la manutenzione e l'assemblaggio in un set completo di apparecchiature del circuito F-C.
Dove viene utilizzato principalmente?
Grazie alla loro capacità di resistere a un funzionamento frequente, i contattori sottovuoto ad alta-tensione sono ampiamente utilizzati nei seguenti scenari:
Controllo di motori ad alta-tensione: particolarmente adatto per applicazioni che richiedono avviamenti e arresti frequenti, come vari motori nei settori metallurgico, minerario e petrolchimico.
Trasformatori e condensatori di commutazione: utilizzati per controllare la commutazione dei trasformatori dei forni elettrici e dei banchi di condensatori di compensazione della potenza reattiva.
Formare un circuito F-C: spesso combinato con un fusibile limitatore di corrente- ad alta tensione (ovvero un circuito F-C), in cui il contattore gestisce operazioni frequenti e il fusibile fornisce protezione da cortocircuito-, utilizzato in centrali elettriche, imprese industriali e altri luoghi simili.
Principali cause comuni di guasto
1. Mancato accumulo di energia: il mancato accumulo di energia è uno dei guasti più comuni nei contattori sotto vuoto, in particolare nei meccanismi di accumulo di energia azionati da cricchetto- e a nottolino-, dove la probabilità di guasto è relativamente alta. Il funzionamento del meccanismo di accumulo dell'energia dipende principalmente da tre componenti: il motore di accumulo dell'energia, il meccanismo di azionamento e l'elemento di posizionamento. Concentrarsi su questi tre componenti rende facile individuare la causa principale del guasto.
2. Nessuna azione di chiusura: la mancata chiusura corretta è principalmente correlata al fatto che l'elettromagnete di chiusura sia impegnato, se l'accumulo di energia sia completo e se l'elemento di posizionamento funzioni correttamente.
3. Incapacità di chiudere (chiusura senza innesto): un'azione di chiusura che non riesce a chiudere effettivamente il circuito è chiamata incapacità di chiudere il circuito senza innesto. Quando si analizza questo tipo di guasto, iniziare esaminando il meccanismo di mantenimento della chiusura (blocco), quindi analizzare se è correlato alla sezione di accumulo dell'energia.
4. Mancata apertura: è importante sottolineare che quando un contattore non funziona o presenta un'impossibilità di apertura, prima di analizzare e riparare il contattore stesso, è fondamentale determinare se la causa risiede nei componenti di controllo e secondari, come interruttori ausiliari o morsettiere, prima di procedere con l'analisi e la diagnosi del contattore.
Punti chiave di manutenzione: la manutenzione ordinaria dovrebbe concentrarsi sull'usura dei contatti (lo spessore di usura cumulativo consentito è in genere 3 mm). In alcuni luoghi-sensibili alle sovratensioni, potrebbe essere necessario installare un circuito RC (circuito R-C) o uno scaricatore di sovratensione all'ossido di metallo per la protezione da sovratensione.
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I contattori sottovuoto ad alta-tensione, con la loro lunga durata e l'elevata affidabilità, sono componenti indispensabili nei moderni sistemi di distribuzione e controllo dell'energia ad alta-tensione.
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