Die Leistungsfähigkeit der Vakuumlichtbogenlöschkammer bestimmt die Leistungsfähigkeit des Schützes, und umgekehrt beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des Schützes die Leistungsfähigkeit der Vakuumlichtbogenlöschkammer. Ob ein Vakuumschütze die Anforderungen erfüllt, hängt im Wesentlichen davon ab, ob seine mechanischen Eigenschaften den Anforderungen der zugehörigen Vakuumlichtbogenlöschkammer entsprechen.
Zunächst betrachten wir den Kontaktdruck. Wenn die Vakuumlichtbogenlöschkammer ohne äußere Krafteinwirkung arbeitet, schließen die dynamischen Kontakte unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks mit den statischen Kontakten. Diese Kraft wird als Schließkraft bezeichnet. Ihre Größe hängt von der Querschnittsfläche der Balgöffnung ab. Im Allgemeinen kann die Schließkraft allein keinen einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen den dynamischen und statischen Kontakten der Vakuumlichtbogenlöschkammer gewährleisten, weshalb ein zusätzlicher äußerer Druck wirkt. Die Größe dieses Drucks hängt von drei Faktoren ab: a. dem Nennstrom der Lichtbogenkammer; b. dem Kontaktmaterial der Lichtbogenkammer; c. der elektrischen Abstoßung zwischen den dynamischen und statischen Kontakten im geschlossenen Zustand der Lichtbogenkammer. Anhand dieser Faktoren wird der geeignete Anpressdruck gewählt. Die Schließkraft und der zusätzliche äußere Druck ergeben zusammen den Kontaktdruck des Kontaktkopfes, auch als Enddruck bezeichnet.
2. Die Rolle des Klemmdrucks am Schütz. Ein angemessener Klemmdruck gewährleistet den erforderlichen Kontaktwiderstand zwischen den dynamischen und statischen Kontakten der Lichtbogenlöschkammer. Der Kontaktwiderstand kann mit einem Widerstandsmesssystem ermittelt werden. Ein angemessener Klemmdruck erfüllt die Anforderungen an die dynamische Wärmestabilität der Vakuum-Lichtbogenlöschkammer, überwindet die Abstoßung zwischen den Kontakten im Hochstromzustand und gewährleistet ein vollständiges und beschädigungsfreies Schließen, d. h. ein Festklemmen der Kontakte wird verhindert. Ein angemessener Klemmdruck reduziert die beim Schließen des Kontakts auftretende Stoßkraft, die durch die elastische potenzielle Energie absorbiert wird. Ein angemessener Klemmdruck begünstigt die Schaltcharakteristik. Bei Erfüllung der Anforderungen an den Klemmdruck ist die Kontaktfederkompression hoch, wodurch die elastische potenzielle Energie ebenfalls hoch ist. Dies erhöht die Anfangsgeschwindigkeit des Schalttors, verkürzt die Brenndauer des Lichtbogens und verbessert die Schaltleistung.
Drittens, Definition und Funktion des Überhubs. Jeder Vakuumschalter schließt im Überhubmodus. Im geschlossenen Zustand können sich die dynamischen Kontakte nach dem Kontaktieren mit den statischen Kontakten nicht weiter bewegen, jedoch ist ein gewisser Anpressdruck zwischen den dynamischen Kontakten erforderlich. Dieser Anpressdruck wird durch die Kontaktfeder erzeugt. Bei einem Zusammenstoß der dynamischen und statischen Kontakte wirkt die Kraft auf die Kontaktfeder weiter. Der dabei zurückgelegte Weg entspricht dem Kompressionshub der Kontaktfeder, dem Überhub. Neben der Erhöhung der Anfangsgeschwindigkeit des Schalters erfüllt der Überhub zwei wichtige Funktionen: a. Die Kraft der Kontaktfeder wird auf den Anpressdruck zwischen den Kontakten übertragen, um den Betrieb zu gewährleisten. b. Nach längerem Betrieb des Schalters können die Kontakte verschleißen und ihre Gesamtdicke verringern. Ein angemessener Überhub gewährleistet einen bestimmten Anpressdruck, der den ordnungsgemäßen Betrieb der Vakuumkontakte sicherstellt. Tatsächlich bewirkt die Kontaktfeder die Kompression des Schalters im Schließzustand, d. h. das Moment des Schließens. Durch Erreichen des Vordrucks wird das Schließenprellen reduziert. Nach Abschluss des Überhubs entspricht der Anpressdruck den Auslegungsanforderungen.
Veröffentlichungsdatum: 25. April 2022
