С непрекъснатото развитие на енергийните системи се увеличава и приложението на вакуумните прекъсвачи, което е неотделимо от техните предимства.Винаги обаче има някои недостатъци. Например, проблемът с пренапрежението на вакуумните прекъсвачи е повлиял до известна степен на скоростта на тяхното развитие. Следователно трябва да намерим начини за смекчаване или предотвратяване на пренапрежение във вакуумните прекъсвачи. По-долу, вакуумен прекъсвач Huadian|Производителят на вакуумни прекъсвачи VS1 ще обясни видовете мерки за пренапрежение и защита, свързани с вакуумните прекъсвачи.
I. Основни видове пренапрежения на вакуумни прекъсвачи
Работните пренапрежения на вакуумните прекъсвачи възникват главно по време на процеса на отваряне (счупване) и следните три вида са често срещани:
1. Текущо-пренапрежение при рязане
Механизъм: Вакуумните прекъсвачи имат изключително силни възможности за гасене на дъга-. При прекъсване на малък променлив ток (като стартовия ток на ненатоварен трансформатор или двигател), токът може да бъде принудително прекъснат (т.е. прекъсване на тока) преди неговата естествена нулева-точка. По това време магнитната енергия, съхранена в индуктивния товар (като намотките на двигателя), ще се преобразува в енергия на електрическото поле, зареждайки еквивалентния капацитет на товара, като по този начин генерира изключително високи пренапрежения.
Характеристики: Амплитудата на пренапрежението е свързана с големината на текущата-стойност на срязване и индуктивността на товара. Колкото по-голяма е текущата-стойност на срязване, толкова по-високо е пренапрежението. Това е най-често срещаният тип пренапрежение във вакуумните прекъсвачи.
2. Многократно повторно-запалване на свръхнапрежение (високо-честотно многократно повторно-запалване на свръхнапрежение)
Механизъм: След задействане на прекъсвача разстоянието между контактите е много малко. Ако напрежението за възстановяване (напрежението за възстановяване на честотата на мощността) между контактите е по-високо от якостта на изолацията на контактната среда по време на прекъсване, празнината ще се разпадне отново (повторно-запалване). Поради изключително бързото възстановяване на вакуумната среда, този процес може да се случи многократно в рамките на микросекунди (високо-повторно-запалване). Всяко повторно -запалване е придружено от изчезване на високо-честотен ток и повторно инжектиране на енергия, непрекъснато изпомпване на енергия в товара чрез кумулативен ефект, което води до повишаване на пренапрежението стъпка по стъпка.
Характеристики: Този тип пренапрежение има голяма стръмност и голяма амплитуда, което представлява значителна заплаха за между{0}}изолацията на навивките и надлъжната изолация на двигателите. Това се случва главно при прекъсване на двигатели с високо{2}}напрежение или ненатоварени трансформатори.
3. Пренапрежение при прекъсване на капацитивен товар
Механизъм: При прекъсване на кондензаторна батерия се генерират пренапрежения с висока-амплитуда и висока{1}}честота поради повторно-запалване на дъгата. Ако прекъсвачът се запали повторно след прекъсване, това е еквивалентно на една група от вече заредени кондензатори, които се разреждат към друга група кондензатори през дъгата, образувайки високо-честотни трептения, водещи до рязко повишаване на напрежението.
Характеристики: Тази ситуация може да генерира изключително високи пренапрежения (обикновено 2-3 пъти или дори по-високи от напрежението спрямо земята), което сериозно застрашава безопасността на самите кондензатори и прекъсвачи.
II. Мерки за защита от пренапрежение за вакуумни прекъсвачи
За гореспоменатите-типове пренапрежения защитата обикновено се постига чрез комбинация от „блокиране“ (намаляване на текущата-стойност на срязване) и „източване“ (осигуряване на път на разреждане или поглъщане на енергия). Общите мерки за защита включват следното:
1. Инсталиране на резистор-кондензаторен абсорбатор (RC абсорбционно устройство)
Принцип: Състои се от резистор (R) и кондензатор (C), свързани последователно и паралелно от страната на товара.
Кондензатор (C): Намалява импеданса на натоварването, забавя повишаването на пренапрежението и по този начин намалява високо{0}}честотния компонент на пренапрежението при повторно запалване.
Резистор (R): Разсейва енергията, потиска трептенията и предотвратява резонанса между кондензатора и индуктивността на товара.
Приложими сценарии: Основно се използва за защита на двигатели и трансформатори, особено ефективен при потискане на пренапрежения при многократно повторно запалване и пренапрежения при прекъсване на ток-.
Предимства: Стабилен защитен ефект, ограничаващ както амплитудата, така и стръмността на пренапреженията.
Недостатъци: По-голям размер, по-висока цена и консумация на енергия поради дълго-нагряване на резистора.
2. Инсталиране на ограничители на пренапрежение с цинков оксид (MOA)
Принцип: Използване на отличните нелинейни волт{0}}амперни характеристики на варисторите с цинков оксид. При нормално работно напрежение разрядникът е в състояние на високо-съпротивление (ток на утечка на ниво на микроампер-); когато възникне пренапрежение и превиши работния праг, той бързо провежда, разреждайки енергията на пренапрежение към земята, като по този начин ограничава напрежението в диапазона, който изолацията на оборудването може да издържи.
Типова диференциация:
Обикновени разпределителни ограничители от пренапрежение: Използват се предимно за ограничаване на пренапреженията на мълния.
Специализирани ограничители от пренапрежение тип ротационна машина: Специално проектирани за защита на двигатели, характеризиращи се с по-ниско остатъчно напрежение и по-добро съответствие с нивото на изолация на двигателя.
Приложими сценарии: Основно се използва за ограничаване на пренапреженията при прекъсване на тока-. Трябва да се отбележи, че обикновените отводители на пренапрежение имат бавна скорост на реагиране при множество пренапрежения при повторно запалване при предни ръбове на стръмни вълни и защитният ефект може да бъде ограничен; те обикновено трябва да се използват заедно с RC (устойчиви токоотводители).
3. Инсталирайте индукторен-кондензатор (L-C) филтър
Принцип: Индуктор (L) е свързан последователно с кондензатор (C) паралелно от страната на товара. Индукторът блокира високо{1}}честотния ток, а кондензаторът намалява скоростта на промяна на напрежението (du/dt). Комбинацията ефективно филтрира високо{3}}компонентите на трептенията, като фундаментално забавя процеса на натрупване на пренапрежение.
Приложими сценарии: Места с изключително високи изисквания за защита от пренапрежение (напр. специални двигатели, критично оборудване).
4. Изберете вакуумен прекъсвач с ниска токова-стойност на срязване
Принцип: Справяне с пренапрежението при неговия източник. Текущата-стойност на срязване на вакуумен прекъсвач е тясно свързана с контактния материал. Използването на контактни материали с ниска -токова-стойност на срязване- (напр. CuCr (мед-хром) материал със специална обработка) може да намали текущата-стойност на срязване до много ниско ниво (напр. 0,5 A - 2A), като по този начин значително намалява амплитудата на пренапрежението при неговия източник.
Оценка: Това е най-идеалната защитна мярка, но поради обработката на материала и ограниченията на разходите понякога трябва да се използва заедно с други защитни устройства.
5. Инсталирайте паралелен резистор или кондензатор
Принцип: Свържете резистор или кондензатор паралелно през контактите на прекъсвача.
Паралелен резистор: Намалява скоростта на нарастване на напрежението за възстановяване по време на повторно запалване, намалявайки вероятността от повторно запалване.
Паралелен кондензатор: Намалява стръмността на възстановяването на напрежението между контактите.
Оценка: Този метод обикновено е интегриран във вътрешния дизайн на прекъсвача; монтажът на място е рядък.
Обобщение и препоръки за избор
В практическите инженерни приложения една мярка често не се използва изолирано. Вместо това се използва комбинация от мерки за защита въз основа на стойността и важността на защитения обект:
За обикновени трансформатори/линии: обикновено се избират вакуумни прекъсвачи с ниска-токова-срязваща-стойност, с-отводители от цинков оксид с общо предназначение, монтирани от страната на шината за резервна защита.
За-мотори с високо напрежение: Моторите имат по-ниски нива на изолация и са чувствителни към резки пренапрежения. Препоръчва се комбинирана защитна схема, използваща RC абсорбери (за потискане на пренапреженията при повторно запалване и намаляване на стръмността) и специални ограничители на пренапрежение за въртящи се електрически машини (за ограничаване на пренапреженията от тип -energetic).
За кондензаторни батерии: Препоръчва се да се инсталират безпросветни отводители от цинков оксид (предназначени за защита на кондензатора) от страната на прекъсвача, за предпочитане близо до кондензаторите. Понякога са необходими и последователни реактори за потискане на пусковите токове и пренапреженията.
Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd., създадена през 2007 г., е дълбоко ангажирана в областта на оборудването за управление на превключватели за разпределение на електроенергия от петнадесет години. Ние не само участвахме в научноизследователска и развойна дейност на масовия домашен вакуумен прекъсвач с постоянен магнит VS1/VEGM, но също така инвестираме близо 7%-8% от годишните си приходи в научноизследователска и развойна дейност, единствено за преодоляване на болките в индустрията и защита на безопасната работа на енергийните системи. Основната ни серия VEGM приема солиден{10}}дизайн със запечатан стълб. Използвайки технологията APG, вакуумният прекъсвач и горните и долните изходящи клеми са изцяло вградени във високоефективна епоксидна смола. Това не само напълно решава проблема с ерозията на изолацията от прах и влага, но също така повишава устойчивостта на прекъсвача на механичен удар. Независимо дали в екстремния студ на голяма надморска височина или в прашната среда на промишлени предприятия, прекъсвачите Shaanxi Huadian могат да работят стабилно. Моля свържете се с нас:pannie@hdswitchgear.com.
