Z nenehnim razvojem elektroenergetskih sistemov se povečuje tudi uporaba vakuumskih odklopnikov, kar je neločljivo povezano z njihovimi prednostmi.Vendar pa vedno obstajajo nekatere pomanjkljivosti. Na primer, problem prenapetosti vakuumskih odklopnikov je do neke mere vplival na hitrost njihovega razvoja. Zato moramo najti načine za ublažitev ali preprečitev prenapetosti v vakuumskih odklopnikih. Spodaj vakuumski odklopnik Huadian|Proizvajalec vakuumskega odklopnika VS1 bo pojasnil vrste prenapetosti in zaščitne ukrepe, povezane z vakuumskimi odklopniki.
I. Glavne prenapetostne vrste vakuumskih odklopnikov
Obratovalne prenapetosti vakuumskih odklopnikov se večinoma pojavljajo med postopkom odpiranja (odklopa), pogoste pa so naslednje tri vrste:
1. Trenutna-prenapetost rezanja
Mehanizem: Vakuumski odklopniki imajo izjemno močne{0}}zmožnosti gašenja obloka. Pri prekinitvi majhnega izmeničnega toka (kot je začetni tok neobremenjenega transformatorja ali motorja) se lahko tok prisilno prekine (tj. -prekinitev toka) pred njegovim naravnim ničelnim-točkom. V tem času se bo magnetna energija, shranjena v induktivni obremenitvi (kot so navitja motorja), pretvorila v energijo električnega polja, pri čemer se bo napolnila ekvivalentna kapacitivnost obremenitve, kar bo povzročilo izjemno visoke prenapetosti.
Značilnosti: amplituda prenapetosti je povezana z velikostjo trenutne-vrednosti rezanja in induktivnostjo bremena. Večja kot je trenutna-vrednost rezanja, večja je prenapetost. To je najpogostejša vrsta prenapetosti v vakuumskih odklopnikih.
2. Prenapetost večkratnega ponovnega vžiga (-visokofrekvenčna prenapetost večkratnega vžiga)
Mehanizem: Po sprožitvi odklopnika je razdalja med kontakti zelo majhna. Če je obnovitvena napetost (obnovitvena napetost močnostne frekvence) med kontaktoma višja od izolacijske trdnosti kontaktnega medija med prekinitvijo, se vrzel ponovno zlomi (ponovni-vžig). Zaradi izjemno hitre obnovitve vakuumskega medija se lahko ta proces zgodi večkrat v mikrosekundah (viso-ponovni-vžig). Vsak ponovni-vžig spremlja ugasnitev visoko{7}}frekvenčnega toka in ponovni vnos energije, ki neprekinjeno črpa energijo v obremenitev s kumulativnim učinkom, zaradi česar se prenapetost postopoma povečuje.
Značilnosti: Ta vrsta prenapetosti ima veliko strmino in veliko amplitudo, kar predstavlja veliko grožnjo med-izolaciji med zavoji in vzdolžni izolaciji motorjev. Večinoma se pojavi pri prekinitvi visoko{2}}napetostnih motorjev ali neobremenjenih transformatorjev.
3. Prenapetost prekinitve kapacitivnega bremena
Mehanizem: Pri prekinitvi kondenzatorske baterije se zaradi ponovnega-obloka ustvarijo prenapetosti z visoko-amplitudo in visoko{1}}frekvenčnostjo. Če se odklopnik po prekinitvi ponovno-vžge, je to enako, kot da bi se ena skupina že napolnjenih kondenzatorjev izpraznila v drugo skupino kondenzatorjev skozi oblok, pri čemer nastanejo visoko-frekvenčna nihanja, kar povzroči močno povečanje napetosti.
Značilnosti: Ta situacija lahko povzroči izjemno visoke prenapetosti (običajno 2-3-kratne ali celo višje od napetosti proti ozemljitvi), kar resno ogroža varnost samih kondenzatorjev in odklopnikov.
II. Ukrepi za zaščito pred prenapetostjo za vakuumske odklopnike
Za zgoraj-omenjene vrste prenapetosti je zaščita običajno dosežena s kombinacijo "blokiranja" (zmanjšanje trenutne-vrednosti rezanja) in "odvajanja" (zagotavljanje poti praznjenja ali absorpcija energije). Skupni zaščitni ukrepi vključujejo naslednje:
1. Namestitev uporovnega-kondenzatorskega absorberja (RC absorpcijska naprava)
Princip: Sestavljen je iz upora (R) in kondenzatorja (C), ki sta zaporedno in vzporedno povezana na bremenski strani.
Kondenzator (C): Zmanjša udarno impedanco obremenitve, upočasni dvig prenapetosti in tako zmanjša visoko-frekvenčno komponento prenapetosti ponovnega vžiga.
Upor (R): razprši energijo, duši nihanje in preprečuje resonanco med kondenzatorjem in induktivnostjo bremena.
Veljavni scenariji: Uporablja se predvsem za zaščito motorjev in transformatorjev, še posebej učinkovit pri zatiranju večkratnih prenapetosti ponovnega vžiga in tokovnih-prenapetosti rezanja.
Prednosti: Stabilen zaščitni učinek, ki omejuje amplitudo in strmino prenapetosti.
Slabosti: Večja velikost, višji stroški in poraba energije zaradi dolgotrajnega segrevanja upora-.
2. Namestitev odvodnikov prenapetosti iz cinkovega oksida (MOA)
Princip: uporaba odličnih nelinearnih volt{0}}amperskih karakteristik varistorjev cinkovega oksida. Pri normalni obratovalni napetosti je odvodnik v stanju visoke-upornosti (mikroamper-tok uhajanja); ko pride do prenapetosti in preseže delovni prag, hitro prevede, oddaja prenapetostno energijo na tla, s čimer zaklene napetost znotraj območja, ki ga lahko prenese izolacija opreme.
Vrsta diferenciacije:
Prenapetostni odvodniki navadnega distribucijskega tipa: Uporabljajo se predvsem za omejevanje prenapetosti strele.
Namenski prenapetostni odvodniki tipa rotacijskih strojev: posebej zasnovani za zaščito motorjev, ki imajo nižjo preostalo napetost in se bolje ujemajo s stopnjo izolacije motorja.
Veljavni scenariji: Uporablja se predvsem za omejevanje tokovnih-rezilnih prenapetosti. Upoštevati je treba, da imajo navadni prenapetostni odvodniki nizko hitrost odziva na prenapetosti večkratnega ponovnega vžiga na strmih sprednjih robovih valov, zato je zaščitni učinek lahko omejen; običajno jih je treba uporabiti v povezavi z RC (odpornimi tokovnimi odvodniki).
3. Namestite induktor-kondenzator (L-C) filter
Načelo: Induktor (L) je zaporedno povezan s kondenzatorjem (C) vzporedno na bremenski strani. Induktor blokira visoko{1}}frekvenčni tok, kondenzator pa zmanjša hitrost spremembe napetosti (du/dt). Kombinacija učinkovito filtrira visoko-komponente nihanja in bistveno upočasni proces kopičenja prenapetosti.
Veljavni scenariji: lokacije z izjemno visokimi zahtevami za zaščito pred prenapetostjo (npr. posebni motorji, kritična oprema).
4. Izberite vakuumski odklopnik z nizko -vrednostjo rezanja
Načelo: obravnavanje prenapetosti pri njenem izvoru. Trenutna-rezilna vrednost vakuumskega odklopnika je tesno povezana z materialom kontakta. Uporaba kontaktnih materialov z nizko-tokovno-rezalno-vrednostjo (npr. material CuCr (baker-krom) s posebno obdelavo) lahko zmanjša tokovno-rezalno vrednost na zelo nizko raven (npr. 0,5 A - 2A), s čimer se občutno zmanjša amplituda prenapetosti na njenem izvoru.
Ocena: To je najbolj idealen zaščitni ukrep, vendar ga je zaradi obdelave materiala in stroškovnih omejitev včasih treba uporabiti v povezavi z drugimi zaščitnimi napravami.
5. Namestite vzporedni upor ali kondenzator
Načelo: Povežite upor ali kondenzator vzporedno preko kontaktov odklopnika.
Vzporedni upor: Zmanjša stopnjo dviga obnovitvene napetosti med ponovnim vžigom, kar zmanjša verjetnost ponovnega vžiga.
Vzporedni kondenzator: zmanjša strmino obnovitvene napetosti med kontakti.
Vrednotenje: ta metoda je običajno integrirana v notranjo zasnovo odklopnika; namestitev na terenu je redka.
Povzetek in priporočila za izbor
V praktičnih inženirskih aplikacijah se ena mera pogosto ne uporablja ločeno. Namesto tega se glede na vrednost in pomen varovanega objekta uporabi kombinacija zaščitnih ukrepov:
Za navadne transformatorje/linije: Običajno so izbrani vakuumski odklopniki z nizko-tokovno-rezilno-vrednostjo, z-prenapetostnimi odvodniki iz cinkovega oksida za splošno uporabo, nameščenimi na strani zbiralke za rezervno zaščito.
Za visoko{0}}napetostne motorje: motorji imajo nižje ravni izolacije in so občutljivi na strme prenapetosti. Priporočljiva je kombinirana zaščitna shema z RC absorberji (za zatiranje prenapetosti ob ponovnem vžigu in zmanjšanje strmine) in namenskih odvodnikov prenapetosti za rotirajoče električne stroje (za omejevanje prenapetosti tipa -energetike).
Za kondenzatorske baterije: Priporočljivo je namestiti prenapetostne odvodnike iz cinkovega oksida brez rež (namenjene zaščiti kondenzatorja) na strani odklopnika, po možnosti blizu kondenzatorjev. Včasih so potrebni tudi serijski reaktorji za zatiranje zagonskih tokov in prenapetosti.
Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd., ustanovljeno leta 2007, je že petnajst let globoko vključeno v področje opreme za krmiljenje stikal za distribucijo električne energije. Nismo samo sodelovali pri raziskavah in razvoju glavnega domačega vakuumskega odklopnika s trajnimi magneti VS1/VEGM, ampak tudi vlagamo skoraj 7 %-8 % našega letnega prihodka v raziskave in razvoj, izključno za premagovanje industrijskih težav in zaščito varnega delovanja elektroenergetskih sistemov. Naša glavna serija VEGM ima trdno{10}}zatesnjeno zasnovo drogov. Z uporabo tehnologije APG so vakuumski prekinjevalec ter zgornji in spodnji izhodni terminali popolnoma vdelani v visoko zmogljivo epoksi smolo. To ne le popolnoma reši problem erozije izolacije zaradi prahu in vlage, ampak tudi poveča odpornost odklopnika na mehanske udarce. Odklopniki Shaanxi Huadian lahko stabilno delujejo v ekstremnem mrazu na visoki nadmorski višini ali v prašnem okolju industrijskih obratov. Kontaktirajte nas:pannie@hdswitchgear.com.
