In einem Vakuum-Unterbrecher ist die effektive Steuerung des Hochstromlichtbogens entscheidend für die Leistung der Schaltanlage. Das Magnetfelddesign zwischen den Kontakten bietet zwei Hauptpfade: Längsmagnetfeld (AMF) und Quermagnetfeld (TMF). Dabei geht es nicht um Überlegenheit oder Unterlegenheit, sondern um eine rationale Entscheidung basierend auf dem Anwendungsszenario.
Längsmagnetisches Feld (AMF) – Ermöglicht die „Diffusion“ des Lichtbogens
Wenn die Richtung des Magnetfelds parallel zur Stromrichtung verläuft, neigt das Lichtbogenplasma dazu, sich unter dem Einfluss der Lorentzkraft gleichmäßig zu verteilen, wodurch eine lokale Kontraktion vermieden wird. Durch diesen „diffusen“ Lichtbogen wird die Energiedichte auf der Kontaktfläche erheblich reduziert, wodurch die Ablation reduziert und das Hochstrom-Ausschaltvermögen erheblich verbessert wird. Daher dominieren AMF-Kontakte bei hoher Spannung (z. B. über 72,5 kV) und hoher Kapazität (40 kA und mehr).Vakuum-Leistungsschalter. Viele gängige internationale Hochspannungsprodukte verwenden diese Technologie, um eine zuverlässige Unterbrechung zu gewährleisten.
Transversalmagnetfeld (TMF) – Den Lichtbogen „rotieren“ lassen
Wenn die Richtung des Magnetfelds senkrecht zur Stromrichtung verläuft, wird der Lichtbogen durch die magnetische Blaskraft angetrieben und rotiert mit hoher Geschwindigkeit entlang der Kontaktplattenoberfläche. Diese dynamische Bewegung verteilt die Lichtbogenwärme über eine größere Fläche und verhindert so eine Überhitzung am Fixpunkt. TMF hat eine einfache Struktur, eine geringe Kontakthöhe und einen geringen Schaltkreiswiderstand, was sich positiv auf die Miniaturisierung der Lichtbogenlöschkammer und die Reduzierung der Herstellungskosten auswirkt. TMF-Designs sind in Schaltanlagen mit mittlerer Spannung (12–24 kV) und mittlerem Kurzschlussstrom (31,5 kA und darunter) üblich und eignen sich besonders für platzbeschränkte oder häufig betriebene Anwendungen.
Wie wählt man aus?
Die Entscheidung hängt hauptsächlich von der Nennspannung, dem Ausschaltstrom und den Anforderungen an die Betriebslebensdauer ab. AMF mit hoher-Spannung und hoher-Kapazität wird bevorzugt, um den Bruchspielraum sicherzustellen; Zur Optimierung von Größe und Kosten wird ein wirtschaftliches TMF mit mittlerer- und niedriger-Spannung bevorzugt. In den letzten Jahren hat sich die zusammengesetzte Magnetfeldtechnologie (die AMF und TMF kombiniert) zu einem Forschungsschwerpunkt entwickelt, bei dem versucht wird, die Vorteile beider zu kombinieren. Unabhängig vom gewählten Ansatz besteht das ultimative Ziel darin, die sicherste und wirtschaftlichste Lichtbogenkontrollstrategie für bestimmte Betriebsbedingungen bereitzustellen. -Die Antwort auf diese „Wahlfrage“ findet sich immer in den Anwendungsanforderungen.
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