در Vacuum Circuit Breaker، قطع جریان داخل یک Vacuum Interrupter انجام می‌شود. هنگام جدا شدن Contactها، قوس الکتریکی برای مدت کوتاهی در محیط خلأ تشکیل شده و در عبور طبیعی جریان AC از Current Zero خاموش می‌شود.

خلأ دارای قابلیت بازیابی سریع استقامت دی‌الکتریک است؛ بنابراین فاصله Contact مورد نیاز نسبت به بسیاری از تکنولوژی‌های دیگر کوچک است و انرژی قوس و فرسایش Contactها قابل کنترل می‌ماند.

ABB در VCBهای جدید خود از Embedded Pole استفاده می‌کند؛ Vacuum Interrupter و اتصالات آن در ماده عایقی جامد قرار می‌گیرند که علاوه بر تثبیت مکانیکی، آن را در برابر رطوبت، گردوغبار، ضربه و عوامل محیطی محافظت می‌کند.

اثر بر تعمیرات

یکی از مزایای اصلی Vacuum Interrupter این است که محفظه قطع عملاً Sealed بوده و مانند برخی تکنولوژی‌های قدیمی به سرویس دوره‌ای Medium خاموش‌کننده نیاز ندارد.

ABB درباره VD4 تصریح می‌کند که Vacuum Interrupterها در طول عمر کاری خود Maintenance بسیار کمی نیاز دارند و در مستندات VD4 عمر محفظه قطع، بسته به نوع، تا حدود 30,000 Switching Cycle ذکر شده است.

اما یک تفکیک مهم وجود دارد:

Vacuum Interrupter Maintenance ≠ Circuit Breaker Maintenance

کل Circuit Breaker شامل:

  • Operating Mechanism
  • Springs یا Magnetic Actuator
  • Bearings
  • Linkages
  • Auxiliary Contacts
  • Trip/Closing Coils
  • Withdrawable Truck
  • Primary Disconnect Contacts
  • Interlocks

نیز هست.

بنابراین حتی اگر Vacuum Bottle نیاز تعمیر کمی داشته باشد، مکانیزم کلید همچنان باید طبق دستورالعمل سازنده با توجه به تعداد عملیات و شرایط محیطی بازرسی شود.

برای نمونه ABB در Manual جدید VD4 برای برخی Ratingها Inspection مکانیزم را پس از تعداد مشخص عملیات توصیه کرده و Interval دقیق به Rating کلید وابسته است.

اثر بر قطع Fault

Vacuum Interruption دارای Dielectric Recovery سریع پس از Current Zero است و برای قطع جریان‌های اتصال کوتاه MV بسیار مناسب است.

اما عبارت «Vacuum Breaker تمام Faultها را به یک شکل قطع می‌کند» صحیح نیست. عملکرد واقعی به موارد زیر وابسته است:

  • Short-Circuit Current
  • DC Component
  • TRV
  • Rate of Rise of Recovery Voltage
  • نوع بار
  • Capacitive Current
  • Inductive Current
  • Generator-Fed Fault
  • Contact Separation Time

به همین دلیل برای Arc Furnace، Generator و Capacitor Switching، ABB نسخه‌های اختصاصی ارائه می‌کند.

آیا Vacuum Technology باعث عمر مکانیکی بیشتر می‌شود؟

تا حدی به کاهش فرسایش بخش قطع کمک می‌کند، اما Mechanical Endurance عمدتاً توسط Operating Mechanism تعیین می‌شود.

به همین دلیل دو VCB که هر دو Vacuum هستند می‌توانند عمر مکانیکی بسیار متفاوت داشته باشند؛ مثلاً VD4 عمومی و VD4-AF هر دو Vacuum هستند، ولی ABB برای VD4-AF مخصوص Arc Furnace تا 150,000 عملیات مکانیکی اعلام کرده است، زیرا مکانیزم و طراحی آن برای Duty بسیار پرتکرار بهینه شده است.