Jaké jsou způsoby vypínání a zapínání a přechodové procesy vakuového vypínače?

"Vypnutí a zapnutí" jističe není jednoduše "otevřeno" a "zavřeno". V závislosti na stavu obvodu během provozu je možné jej rozdělit do následujících hlavních metod:

1. Zavření (uzavřený provoz)

Jedná se o proces změny jističe z vypnutého stavu do sepnutého stavu.

A. Proces: Ovládací mechanismus (jako je pružinový mechanismus nebo mechanismus s permanentními magnety) pohání pohyblivý kontakt vakuového zhášedla tak, aby se pohyboval směrem ke stacionárnímu kontaktu extrémně vysokou rychlostí.

B. Klíčový bod: V okamžiku, kdy se kontakty chystají navázat kontakt, může kvůli extrémně vysoké intenzitě elektrického pole dojít k před-přerušení. To znamená, že předtím, než se kontakty fyzicky dotknou, je mezera narušena elektrickým polem a nejprve je veden proud. To způsobí mírnou erozi kontaktů. Úspěšné sepnutí vyžaduje, aby jistič vydržel obrovský zkratový-proud, který může nastat v okamžiku sepnutí (tj. zapínací kapacita).

2. Rozbití (operace otevření)

Toto je nejzákladnější a nejsložitější funkce, která se týká odpojení obvodu pod zátěžovým proudem nebo poruchovým proudem.

Proces:

A. Oddělení kontaktu: Pod řídicím systémem se pohyblivý kontakt začíná oddělovat od pevného kontaktu.

B. Zhášení oblouku: Oblouk vakua je udržován odpařováním kovových par z elektrod. Když střídavý proud přirozeně překročí nulu, oblouk dočasně zhasne. V tomto okamžiku vysoký izolační výkon vakua způsobuje, že kovové páry v obloukové mezeře difundují a kondenzují extrémně vysokou rychlostí a obnovují je na kovové částice, které ulpívají na štítu a kontaktním povrchu. Mezera oblouku se rychle vrátí do stavu vysokého vakua, čímž odolá zotavovacímu napětí a nakonec úspěšně přeruší obvod.

3. Ne-Přepínání zátěže

To se týká přepínání „bez{0}}zátěžového vedení“ nebo „bez{1}}zátěžového transformátoru“, kde neprotéká žádný proud. Přestože je proud velmi malý nebo dokonce nulový, elektromagnetická energie se ukládá do vedení nebo vinutí transformátoru. Během přepínání může snadno dojít-k přerušení proudu, což vede k provoznímu přepětí.

A. Přerušení proudu-: Kvůli nestabilitě vakuového oblouku, než proud přirozeně překročí nulu, když je hodnota proudu velmi malá (obvykle několik ampér až desítky ampér), vakuový oblouk může náhle zhasnout a násilně „přerušit“ proud na nulu. Podle principu, že proud induktoru se nemůže náhle změnit (U=L * di/dt), to způsobí extrémně vysoká indukovaná přepětí v induktoru (jako je vinutí transformátoru).

4. Kapacitní přepínání proudu

To se týká spínacích kondenzátorových baterií (jako jsou zařízení pro kompenzaci jalového výkonu) nebo nezatížených dlouhých kabelových vedení. Tyto zátěže jsou kapacitní.

A. Riziko: Přerušení kapacitního proudu je poměrně snadné, protože fáze kapacitního proudu vede k napětí o 90 stupňů. Když proud překročí nulu, napájecí napětí dosáhne své špičkové hodnoty. Poté, co jistič zhasne oblouk, nelze náboj na kondenzátoru uvolnit a toto stejnosměrné napětí (špičkové napětí) se zachová.

B. Vážná porucha: Toto je hlavní riziko. Pokud je izolační síla mezi kontakty jističe nedostatečná, po polovině cyklu napájecí frekvence, když napájecí napětí dosáhne svého obráceného vrcholu, může rozdíl napětí na kontaktech dosáhnout dvojnásobku špičkové hodnoty napětí fáze systému, což může způsobit opětovné rozbití kontaktů, tj. opětovné -zrušení. Opětovný-průraz způsobuje vysoko-frekvenční oscilace v napětí kondenzátoru, které generují extrémně vysoká re{8}}přerušovací napětí, která vážně ohrožují izolaci kondenzátoru a systému. Díky své extrémně silné{10}}schopnosti zhášení oblouku mají vakuové vypínače v moderních konstrukcích velmi nízkou pravděpodobnost opětovného rozbití{11}}.

Přechodné procesy označují drastické změny napětí a proudu v obvodu během okamžiku otevření a uzavření, přechod z jednoho stabilního stavu do druhého. Přestože jsou tyto procesy krátké, mohou generovat extrémně vysoká přepětí a nadproudy, které ohrožují izolaci zařízení. Mezi hlavní přechodné procesy při provozu vakuového vypínače patří:

1. Přechodný proces při přerušení zkratového-proudu

Základní fyzikální jev: Přechodné obnovovací napětí (TRV)

Popis: Napětí, které se objeví na kontaktech poté, co proud překročí nulu a oblouk zhasne, se nazývá zotavovací napětí. Toto napětí se nestabilizuje okamžitě na napájecí napětí napájecí frekvence, ale spíše se postupně obnovuje na napětí napájecí frekvence z nuly ve formě vysokofrekvenčního kmitání. Toto vysoko-frekvenční oscilující napětí se nazývá TRV.

Příčina: Indukčnost a rozptylová kapacita v obvodu tvoří oscilační smyčku. Po přerušení proudu se akumulovaná energie systému vymění mezi induktorem a kondenzátorem a generuje tlumené oscilace.

Důležitost: Rychlost náběhu (du/dt) a špičková hodnota TRV jsou náročným testem-zhášecí schopnosti jističe. Pokud rychlost nárůstu TRV překročí rychlost obnovení dielektrické pevnosti (izolační pevnost) přerušení, oblouk se znovu zapálí, což povede k selhání přerušení. Vakuové jističe díky extrémně rychlému zotavení dielektrika vydrží velmi strmé TRV.

2. Přechodový proces při přerušení malého indukčního proudu (jako je nezatížený transformátor)

Základní fyzikální jev: Vypnutí proudu-a přepětí

Proces: Dochází k odpojení proudu-: Vakuový jistič násilně zhasne oblouk dříve, než proud přirozeně překročí nulu (při velmi malé hodnotě proudu), čímž přeruší proud i₀.

Akumulace energie: V tomto okamžiku nemůže být magnetická energie 1/2 * L * i₀² uložená ve vinutí transformátoru (velká indukčnost L) uvolněna přes obvod.

Generování přepětí: Tato magnetická energie se přenáší na rozptylovou kapacitu C k zemi samotného vinutí transformátoru a přeměňuje se na elektrickou energii 1/2 * C * U².

Vakuové vypínače se staly dominantní technologií v oblasti středního-napětí právě díky svému vynikajícímu výkonu v těchto přechodných procesech (rychlá obnova dielektrika a silná vypínací schopnost).

Vnitřní permanentní magnetický vakuový vypínač VSM-12vyrábí Shaanxi West Power Tongzhong Electrical Co., Ltd. se používá pro jmenovité napětí 12kV, AC 50/60Hz vnitřní rozváděče, využívající monostabilní permanentní magnetický pohon, rámové-rozvržení jednoho kusu, vhodné pro všechny druhy průmyslových a důlních podniků, zařízení pro rozvodnou síť, trolejbus a KYN28A-12 s odpovídající polohou rozváděče lze použít i jako podporující použití rozváděče blokování, používané v XGN2 a dalších pevných skříních.

Shaanxi West Power Tongzhong Electrical Co., Ltd.

Kontakt: paní Grace Liu (ředitelka obchodního oddělení)

E-mail:xdtz04@westpowerelectric.com

Mobil: +86 18091765882(WhatsApp/Wechat/facebook)

Webové stránky: https://www.xdtzelectrical.com