Une ampoule à vide se compose généralement d'un contact fixe et d'un contact mobile, d'un soufflet flexible qui permet le mouvement du contact mobile et de boucliers anti-arc enfermés dans un boîtier hermétique en verre, en céramique ou en métal maintenu sous un vide poussé. Le contact mobile est relié au circuit externe via une tresse flexible et est actionné par un mécanisme lorsque l'appareil doit s'ouvrir ou se fermer. En raison de la pression atmosphérique qui tend à fermer les contacts, le mécanisme de commande doit exercer une force suffisante pour maintenir les contacts ouverts face à cette pression.
Les principales propriétés des matériaux de contact incluent
- Capacité de rupture élevée : excellente conductivité électrique, faible conductivité thermique, capacité thermique élevée et faible émission d'électrons chauds.
- Haute tension de claquage et résistance à l'érosion électrique.
- Résistance au Soudage.
- Valeur de courant de coupure basse.
- Faible teneur en gaz, notamment dans le cuivre.
Conception de contact
Les contacts sont souvent façonnés avec des fentes, des crêtes ou des rainures pour améliorer leur capacité à couper des courants élevés. Ces caractéristiques géométriques génèrent des forces magnétiques sur la colonne d'arc, provoquant un déplacement rapide du point de contact d'arc sur la surface du contact. Ce mouvement rapide réduit l'usure des contacts due à l'érosion par arc, qui peut faire fondre le matériau de contact au point de contact.
Mécanisme de fonctionnement externe
Un mécanisme de commande externe entraîne le contact mobile, permettant l'ouverture et la fermeture du circuit connecté. L'ampoule à vide comprend un manchon de guidage pour contrôler le mouvement du contact mobile et protéger le soufflet d'étanchéité de la torsion, ce qui pourrait réduire considérablement sa durée de vie.
Fabrication et tests
Seuls quelques fabricants dans le monde produisent le matériau de contact pour les ampoules à vide. Les matières premières de base, le cuivre et le chrome, sont combinées par un procédé de fusion à l'arc pour former le matériau de contact. Les pièces brutes résultantes sont ensuite transformées en disques de contact à champ magnétique radial (RMF) ou à champ magnétique axial (AMF), les disques AMF à fentes subissant un ébavurage final.
Afin de garantir une grande endurance dans les applications pratiques, les soufflets sont soumis à des tests d'endurance réguliers tous les trois mois. Ces tests sont effectués dans des cabines de test entièrement automatisées avec des distances de déplacement adaptées au type spécifique de soufflet. Les soufflets sont conçus pour durer plus de 30 000 cycles de fonctionnement CO (fermeture-ouverture), démontrant leur robustesse et leur fiabilité.
Paramètres techniques
| PRINCIPALES DONNÉES TECHNIQUES | ||
| Données | Unité | Valeur |
| Tension nominale | kV | 25.8 |
| Courant nominal | A | 630 |
| Fréquence nominale | Hz | 50/60 |
| Tension de tenue nominale de courte durée (1 min) | kV | 60 |
| Tension nominale de tenue aux impulsions de foudre | kV | 150 |
| Courant de coupure nominal en court-circuit | kA | 32.5 |
| Courant de coupure nominal en court-circuit Temps de coupure | Fois | 30 |
| Courant de tenue de crête nominal | kA | 32.5 |
| Courant de fermeture nominal | kA | 32.5 |
| Courant de tenue nominal de courte durée | kA | 12.5 |
| Durée nominale du court-circuit | s | 3 |
| Endurance mécanique | Fois | 10000 |
| Contacter la force de fermeture | N | 50±25 |
| Force requise pour maintenir les contacts ouverts à pleine course | N | 140±40 |
| Résistance du circuit à la force de contact nominale la plus basse | μΩ | Inférieur ou égal à 35 |
| Limite d'érosion des contacts | mm | 3 |
| Pression de gaz interne | Pennsylvanie | Inférieur ou égal à 1,33x10-3 |
| Masse de pièces mobiles | kilos | ＜0.4 |
| Durée de stockage | Années | 20 |
| Données pour VCB matchable | ||
| Contacter l'AVC | mm | 12±1 |
| Vitesse d'ouverture moyenne | m/s | 1.2±0.1 |
| Vitesse de fermeture moyenne | m/s | 1.0±0.1 |
| Force de contact nominale | N | 1200±100 |
| Pression initiale | N | 850±100 |
| Contact Clôture Rebond Durée | MS | Inférieur ou égal à 2 |
| Non-simultanéité d'ouverture et de fermeture des contacts | MS | Inférieur ou égal à 1 |
| Amplitude de rebond d’ouverture de contact | mm | Inférieur ou égal à 2 |
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