Вимикач – це електричний перемикач, призначений для захисту електричного кола. Основною особливістю вакуумного вимикача є здатність відключати струми короткого замикання.
Вимоги до вимикачів середніх і високих напруг сформульовані в міжнародних стандартах IEC 60694 і IEC 62271-100.
Вимикачі середньої напруги, як і інші електромеханічні комутаційні апарати, різняться залежно від середовища, в якому їхні контакти розмикаються і замикаються. Існують, зокрема, вакуумні, масляні, газові та повітряні вимикачі, водночас перші три види застосовують у мережах змінного струму, а повітряні вимикачі, які раніше застосовували в мережах змінного і постійного струму, нині застосовують тільки в мережах постійного струму.
Застосування того чи іншого дугогасильного середовища визначається електрофізичними властивостями, а також технологічними та експлуатаційними факторами. Криві, представлені на рис. 1а, дають змогу порівняти електричну міцність різних середовищ, з яких найгіршим є повітря. Елегаз (гексафторид сірки) за тиску, близького до атмосферного (1 бар ≈ 1 кГс/см2), має приблизно в 2,5 раза більшу електричну міцність. Ще кращим діелектриком є трансформаторне масло, яке застосовується також у вимикачах.
Однак трансформаторне масло та елегаз за електричною міцністю значно поступаються вакууму, з яким успішно конкурує елегаз високого тиску (5 бар і більше).
Вакуум є найефективнішим середовищем з погляду мінімуму енергії, що виділяється в дузі під час її гасіння (рис. 1б). Таким чином, вакуумні комутаційні модулі або вакуумні камери (vacuum interrupter) мають найменші розміри. Вакуумні вимикачі виявляються найбільш невибагливими в експлуатації.
Вакуумні вимикачі як тип комутаційних апаратів з’явилися на ринку електротехнічної продукції наприкінці 1970-х років. Завдяки подоланню недоліків комутації у вакуумі, виявлених на стадії початкових досліджень, як-от явище обрізання струму та пов’язані з ним перенапруги, повторне запалювання дуги після проходження струму через нуль, приварювання контактів під час проходження струмів короткого замикання, завдяки створенню підхожих матеріалів для контактів та технічних рішень за конструкцією вакуумних переривників виробництво вакуумних вимикачів почало швидко зростати. На сьогодні в сегменті вимикачів середньої напруги вакуумні вимикачі займають приблизно 80% ринку, і цей показник має тенденцію до зростання.
Основою вакуумного вимикача є вакуумна камера, яка успішно відключає струми короткого замикання до 50 кА і забезпечує гасіння електричної дуги з першого ж проходу струму через нуль (рис. 2).
Вакуумні вимикачі випускають як із пружинно-моторними, так і з електромагнітними приводами.
Застосування вакуумних вимикачів охоплює широкий спектр сфер: від промислових підприємств до міської інфраструктури, де їх використовують для захисту та управління електричними мережами. Вони забезпечують високу надійність і безпеку експлуатації, мінімізуючи ризики аварій і полегшуючи процес обслуговування мереж.
Вакуумні вимикачі від компанії АВМ Ампер застосовують у своїй конструкції пружинно-моторний привід, з двоступеневим розведенням контактів.
1 – нерухомий контакт, 2 – вакуумна камера, 3 – ізоляційний полюс вимикача, 4 – спусковий механізм приводу, 5 – рухомий контакт, 6 – натискна пружина, 7 – головний привід вимикача, 8 – тяговий ізолятор, 9 – приводний важіль.
Головна перевага приводу ВБ4 – висока механічна стійкість і особлива діаграма розведення силових контактів. Під час вимкнення вимикача, контакти розводяться не миттєво, що дає змогу уникнути високого рівня перенапруг.
Також приводом передбачено механізм розриву контактів вакуумної камери, що приварилися.
