Επαφές αξονικού μαγνητικού πεδίου: Γιατί οι διακόπτες υψηλής τάσης-προτιμούν αυτήν τη δομή

Η στιγμή αασφαλειοδιακόπτης υψηλής-τάσηςανοίγει, ένα τόξο που αποτελείται από μεταλλικούς ατμούς-που φθάνει σε θερμοκρασίες άνω των δέκα χιλιάδων βαθμών-μεταξύ των επαφών σχηματίζεται. Εάν αυτό το τόξο πάει ανεξέλεγκτο, μπορεί να κάψει βαθιές κοιλότητες στις επιφάνειες επαφής ή ακόμα και να τις κλείσει με συγκόλληση. Η ισχύς των επαφών αξονικού μαγνητικού πεδίου (AMF) έγκειται στην ικανότητά τους να αναγκάζουν το τόξο να διασκορπιστεί ομοιόμορφα αντί να συγκεντρώνεται σε ένα σημείο.

Thermal protection and magnetic protection: How do the dual insurance functions in a circuit breaker?

Κάνοντας το τόξο να "απλωθεί" αντί για "συστάδα"

Ένα αξονικό μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται κατά μήκος του άξονα των επαφών. Τα φορτισμένα σωματίδια μέσα στο τόξο κινούνται σε ελικοειδείς διαδρομές, κατανέμοντας την ενέργεια ομοιόμορφα σε ολόκληρη την επιφάνεια επαφής. Αντί να παραμένει αγκυρωμένη σε ένα μόνο σημείο, η ρίζα του τόξου κινείται γρήγορα στην επιφάνεια επαφής. Αντίθετα, οι επαφές του εγκάρσιου μαγνητικού πεδίου (TMF) βασίζονται στη δύναμη Lorentz για την κίνηση του τόξου σε κυκλική κίνηση. ενώ αυτό δημιουργεί σημαντική κίνηση, το τόξο παραμένει σχετικά συγκεντρωμένο, καθιστώντας δύσκολο τον μετριασμό του κινδύνου εμφάνισης κηλίδων ανόδου. Οι επαφές AMF ακολουθούν διαφορετική προσέγγιση: αντί να δίνουν προτεραιότητα στην ταχύτητα τόξου, διασφαλίζουν ότι το τόξο παραμένει απλωμένο, ελαχιστοποιώντας έτσι την κατάλυση.

Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο πιο πλεονεκτικό γίνεται το AMF

Οι διακόπτες κενού υψηλής-τάσης απαιτούν μεγάλα κενά επαφής και πρέπει να αντέχουν σε υψηλές τάσεις ανάκτησης. Τα μεγάλα κενά συχνά αποδυναμώνουν τον έλεγχο του μαγνητικού πεδίου πάνω στο τόξο. Οι επαφές AMF έχουν ένα εγγενές πλεονέκτημα εδώ: ο αριθμός των περιστροφών του πηνίου μπορεί να αυξηθεί και οι γωνίες σχισμής των επαφών σε σχήμα-κύπελλου μπορούν να ρυθμιστούν για να αντισταθμίσουν την εξασθένηση του μαγνητικού πεδίου-προσαρμογές που είναι δομικά δύσκολο να επιτευχθούν με τις επαφές TMF. Ωστόσο, οι επαφές AMF δεν είναι χωρίς μειονεκτήματα. η αγώγιμη διαδρομή είναι μεγαλύτερη, με αποτέλεσμα υψηλότερη αντίσταση κλεισίματος και δυνητικά επηρεάζοντας την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος-. Η μηχανική λύση είναι σχεδίαση διπλού-κυκλώματος: ρεύμα ρέει μέσω της κύριας αγώγιμης ράβδου κατά το κλείσιμο και μεταβαίνει στο πηνίο AMF μόνο τη στιγμή του ανοίγματος για να σβήσει το τόξο-διαχωρίζοντας αποτελεσματικά τις δύο λειτουργίες.

Ενώ οι επαφές AMF δεν είναι χωρίς περιορισμούς, στο πλαίσιο της διακοπής υψηλής{{0}τάσης, η ισορροπία που επιτυγχάνουν μεταξύ της ακρίβειας ελέγχου τόξου και της μακροζωίας επαφής τις καθιστά πιο συμφέρουσα επιλογή από τις επαφές TMF.