獨(dú)有的斷路器分?jǐn)嗉夹g(shù)歷史
斷路器的重要職責(zé)之一是分?jǐn)唷ｋ娏鞣謹(jǐn)嗍菫榱丝煽康叵缰袛鄷r(shí)，觸頭之間產(chǎn)生的電弧，并停止電流流動(dòng)。必須消耗電弧能量，并在零電流點(diǎn)恢復(fù)觸點(diǎn)之間的絕緣。另一方面，低壓斷路器通過(guò)積極利用限流現(xiàn)象而使截止電流更容易，該限流現(xiàn)象通過(guò)增加在截止時(shí)產(chǎn)生的電弧的電壓來(lái)減小短路電流，使其成為可能。我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了下圖所示的獨(dú)特的斷路器技術(shù)，并且已將容量越來(lái)越大的斷路器與其他公司相比進(jìn)行了商業(yè)化。
在這里，我們將介紹一種獨(dú)特的限流技術(shù)和高壓中斷技術(shù)，該技術(shù)可增強(qiáng)零電流時(shí)觸點(diǎn)之間的絕緣恢復(fù)性能。
1、空中電弧控制技術(shù)VJC
VJC(蒸氣噴射控制)是一種通過(guò)用厚絕緣體覆蓋觸點(diǎn)周圍來(lái)控制電弧的技術(shù)。如下圖所示的絕緣體的使用，限制了電弧點(diǎn)的散布并且限制了來(lái)自電極的熱蒸氣射流輻射的方向。結(jié)果，不可避免地減小了電極之間的電弧的橫截面積，并且由絕緣材料產(chǎn)生的蒸氣也冷卻了電弧的外周部分的溫度，從而減小了電弧的橫截面積。確定電弧溫度分布的重要依據(jù)是基于輻射和壓力差的膨脹冷卻。因此，VJC電弧通過(guò)增加絕緣子在電弧空間中的壓力來(lái)增加電弧能量損失來(lái)增加電弧電壓，并通過(guò)絕緣子蒸氣的冷卻作用來(lái)促進(jìn)膨脹冷卻和輻射損失。
這項(xiàng)技術(shù)首先安裝在1985年發(fā)布的“Super SCRUM系列”中，此后，該技術(shù)概念被廣泛應(yīng)用并應(yīng)用于2010年發(fā)布的WS-V系列。
2、超限流電路技術(shù)
面對(duì)由于電力接收和分配系統(tǒng)而導(dǎo)致的短路容量不斷增加的情況，我們已將分?jǐn)嗳萘繛?00kA的超級(jí)限制斷路器商業(yè)化。如下圖所示，斷路器是革命性的產(chǎn)品，具有將超級(jí)電流限制單元連接到斷路器主體的全新思想。超電流限制單元具有叉形的兩點(diǎn)切割結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)利用短路電流的電磁力高速打開(kāi)動(dòng)子，瞬間產(chǎn)生高電弧電壓，它具有切割電弧配置。此外，還結(jié)合使用了VJC技術(shù)，可以將估計(jì)的短路電流限制為1/10。
3、大電流限制技術(shù)ISTAC
短路時(shí)的電流限制效果越早，從小電流開(kāi)始的電流限制就越多，因此可以減小通過(guò)電流值。為此，重要的是在短路的初始階段更快地打開(kāi)可移動(dòng)元件，以延長(zhǎng)電弧持續(xù)時(shí)間。ISTAC(脈沖槽式加速器)技術(shù)是動(dòng)子/電弧高速驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與VJC技術(shù)的融合，旨在實(shí)現(xiàn)這種效果。
ISTAC技術(shù)利用電流路徑中的磁場(chǎng)來(lái)快速打開(kāi)動(dòng)子并延長(zhǎng)電弧。由于構(gòu)成定子的所有電流路徑(傳導(dǎo)方向)都在打開(kāi)的初始階段沿動(dòng)子和電弧的驅(qū)動(dòng)方向排列，因此可以提高打開(kāi)速度。下圖示出了ISTAC的結(jié)構(gòu)。此外，由于絕緣材料圍繞定子側(cè)觸點(diǎn)周圍的切除部分，所以產(chǎn)生的壓力增加了動(dòng)子的打開(kāi)速度，并且還減小了電弧截面積，從而電弧電壓急劇增加。
ISTAC技術(shù)安裝在1995年發(fā)布的“ Progressive Super Series”中，并根據(jù)上述基本原理不斷提高其性能，并已應(yīng)用于我們的大多數(shù)高分?jǐn)嗄芰Ξa(chǎn)品。
4、具有高壓分?jǐn)嗉夹g(shù)的PA-Auto Puffer
該技術(shù)著重于在電流限制之后產(chǎn)生的零電流點(diǎn)處改善電極之間的絕緣恢復(fù)。下圖示出了應(yīng)用了PA自動(dòng)吹氣器(聚合物消融型自動(dòng)吹氣器)結(jié)構(gòu)的消弧室結(jié)構(gòu)。通過(guò)斷開(kāi)觸點(diǎn)產(chǎn)生的電弧產(chǎn)生的熱量，在消弧室內(nèi)的絕緣子中產(chǎn)生聚合物分解氣體。暫時(shí)存儲(chǔ)該氣體，然后將其吹成弧形以冷卻觸點(diǎn)之間的空間，直到當(dāng)前的零點(diǎn)為止，并確保不存在導(dǎo)電氣體，從而切斷該氣體。
該技術(shù)有效地切斷了兩極之間的恢復(fù)電壓迅速升高的高壓電路，并于2001年作為可在全球范圍使用的“世界超級(jí)系列”商業(yè)化。
5、高壓直流截止技術(shù)ARC SWEEPER
除了上述將電流限制為短路電流并提高切割技術(shù)的努力之外，除了最近光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣泛普及之外，還需要改進(jìn)可切斷直流(DC)的直流斷路器以及開(kāi)關(guān)斷路器技術(shù)。
通常，在直流中斷中，磁體會(huì)針對(duì)小于額定電流的小電流電弧產(chǎn)生洛倫茲力，并且電弧會(huì)擴(kuò)展以增加電弧電壓。下圖示出了電弧擴(kuò)展系統(tǒng)的概念圖，該系統(tǒng)克服了這個(gè)問(wèn)題并且實(shí)現(xiàn)了前所未有的電弧擴(kuò)展。在該方法中，將長(zhǎng)的磁體(吸桿)放置在消弧空間中，其一端在觸點(diǎn)之間延伸，磁體設(shè)置在另一端，并且吸桿和磁體被樹(shù)脂絕緣蓋覆蓋。涂層和配置。由于這種結(jié)構(gòu)，從吸桿泄漏的磁場(chǎng)使在觸頭之間產(chǎn)生的電弧相互鏈接，并且如圖所示，電弧延伸到沿絕緣蓋的側(cè)部空間布置磁體的背面。電弧被壓縮，最終與絕緣蓋碰撞。結(jié)果，電弧迅速冷卻并失去導(dǎo)電性并熄滅。另外，即使通電方向不同，也可以將電弧延伸到吸引桿的相反側(cè)。
這項(xiàng)技術(shù)安裝在2013年發(fā)布的DC400V開(kāi)關(guān)的電流中斷部分，預(yù)計(jì)將來(lái)會(huì)響應(yīng)更高的電壓。
結(jié)論
描述了日本低壓斷路器產(chǎn)品和技術(shù)的歷史和過(guò)渡。 由于職責(zé)多樣，已開(kāi)發(fā)出各種系列的低壓斷路器并將其商業(yè)化。近年來(lái)，由于考慮到全球變暖和安全性，使用諸如太陽(yáng)光的自然能源的發(fā)電方法已經(jīng)增加，并且DC斷路器和開(kāi)關(guān)的散布以及對(duì)更高電壓的需求已經(jīng)被要求。此外，IEC等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)正在促進(jìn)有關(guān)新能源保護(hù)和控制的立法，并且可能會(huì)出現(xiàn)新的功能要求。在日本，我們可以預(yù)見(jiàn)對(duì)東京奧運(yùn)會(huì)的新需求，并希望這將是發(fā)現(xiàn)新客戶需求的機(jī)會(huì)。將來(lái)，我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)更安全，更易于使用的多功能低壓斷路器和開(kāi)關(guān)設(shè)備，并改善斷路器技術(shù)。
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