A nagyfeszültségű vákuum-megszakító alapismeretei
2023-02-22
A különböző mechanikai jellemzők hatása a termék teljesítményére A termék mechanikai jellemzőinek minősége fontos összefüggésben van a termék különböző elektromos tulajdonságaival, és befolyásolja a termék működésének megbízhatóságát. A teljesítmény mérésére avákuum megszakító, magának a vákuumszigetelő kamrának a teljesítménye fontos, de a mechanikai jellemzők is meghatározó szerepet játszanak. Az egyes mechanikai jellemzők paraméterei és a termék teljesítménye közötti összefüggést a következőképpen írjuk le:
1. Nyitási távolság Az érintkezők nyitási távolsága főként a vákuummegszakító névleges feszültségétől és ellenállási feszültségétől függ. Általában, ha a névleges feszültség alacsony, az érintkezők nyitási távolságát kisebbre választják. Ha azonban a nyitási távolság túl kicsi, az befolyásolja a megszakítóképességet és az ellenállási feszültségszintet. Ha túl nagy a nyitási távolság, bár az ellenállási feszültség szintje növelhető, az csökkenti a vákuum-megszakító fújtatóinak élettartamát. A tervezés során a nyitási távolságot a lehető legkisebbre kell megválasztani, feltéve, hogy megfelel az üzemelési feszültségigénynek. A 10kV-os vákuum-megszakító nyitási távolsága általában 8-12 mm, a 35kV-os vákuum-megszakítóé pedig 30-40 mm.
2. Ha nincs külső erő az érintkezési nyomásra, a mozgó érintkező légköri nyomás hatására záróerőt hoz létre a belső üregben, hogy a statikus érintkezővel zárja, amit önzáró erőnek nevezünk. a méret a cső átmérőjének nyílásától függ. Ha az ívoltó kamra működőképes, az erő túl kicsi ahhoz, hogy jó elektromos érintkezést biztosítson a mozgó és statikus érintkezők között, ezért külső nyomást kell alkalmazni. Az alkalmazott nyomás és az önzáró erő összegét az érintkező érintkezési nyomásának nevezzük. Ennek az érintkezési nyomásnak a következő hatásai vannak:
(1) Biztosítsa a jó érintkezést a dinamikus és a statikus érintkezők között, és az érintkezési ellenállást csökkentse a megadott értéknél.
(2) Teljesítse a dinamikus stabilitási követelményeket névleges zárlati állapotban. Az érintkezési nyomásnak nagyobbnak kell lennie, mint az érintkezők közötti taszítóerő névleges zárlati állapotban, hogy biztosítva legyen a teljes zárás és ebben az állapotban a sérülések elkerülése.
(3) Elnyomja a záró visszapattanást. Az érintkező ütközésekor pufferolható, és az ütközés kinetikus energiája a rugó potenciális energiájává alakul, és az érintkező pattanása visszafogott.
(4) Biztosítson gyorsító erőt a nyitáshoz. Ha az érintkezési nyomás magas, a mozgó érintkező nagyobb nyitóerőt kap, amely könnyen eltörik, és megolvasztja a forrasztási kötéseket, növeli a nyitás kezdeti gyorsulását, csökkenti az íves időt és javítja a szakítóképességet. Az érintkező érintkezési nyomása nagyon fontos paraméter, és alkalmasabb arra, hogy a termék kezdeti tervezése során számos ellenőrzés és tesztelés után válasszák ki. Ha az érintkezési nyomás túl kicsi, nem tudja teljesíteni a fenti szempontok követelményeit; de ha az érintkezési nyomás túl nagy, akkor egyrészt növelni kell a zárási műveleti munkát, másrészt az ívoltó kamra és az egész gép mechanikai szilárdsági követelményeit is javítani kell. Nem gazdaságos.
3. Érintkezési löket (vagy kompressziós löket)
Jelenleg a vákuum-megszakító kivétel nélkül a tompa típusú érintkezési módszert alkalmazza. Miután a mozgó érintkező az állóérintkezőhöz ütközött, nem tud tovább haladni, és az érintkezőnyomást minden pólusérintkező nyomórugó (néha zárórugónak nevezik) biztosítja. Az úgynevezett kontaktlöket a kapcsolóérintkező érintkezője és az érintkező nyomórugójának az érintkező végére továbbhaladó erővége közötti távolság, vagyis az érintkezőrugó nyomótávolsága, tehát az is. kompressziós löketnek nevezik.
Az érintkezőlöketnek két funkciója van, az egyik az érintkezőrugó megnyomása, hogy érintkezési nyomást biztosítson az illeszkedő érintkezőnek; a másik pedig annak biztosítása, hogy futás és köszörülés után is megmaradjon egy bizonyos érintkezési nyomás, hogy az megbízhatóan érintkezzen. Általában az érintkezési löket a nyitási távolság 20-30%-a, a 10kV-os vákuummegszakító pedig körülbelül 3-4 mm.
A tényleges szerkezetében avákuum megszakító, az érintkező zárórugó úgy van kialakítva, hogy nyitási helyzetben is jelentős előnyomással és előnyomással rendelkezzen. Ennek célja, hogy a mozgó érintkező jelentős szilárdságú legyen, hogy ellenálljon az elektromos erőnek, és ne zsugorodjon vissza, amikor a mozgó érintkező nem érintette a statikus érintkezőt a zárási folyamat során. Amikor az érintkező érinti a pillanatot, Az érintkezési nyomás hirtelen az előnyomás értékre emelkedik, hogy megakadályozza a zárópattanást, ami elég ahhoz, hogy ellenálljon az elektromos taszításnak és az érintkezés kezdetben jó állapotba kerüljön; az érintkezési löket előrehaladtával az érintkezők közötti érintkezési nyomás fokozatosan növekszik, és amikor az érintkezési löket véget ér, az érintkezési nyomás eléri a tervezési értéket. Az érintkezési löket nem tartalmazza a zárórugó előnyomási tartományát, amely valójában a zárórugó második nyomólökete.
4. Átlagos zárási sebesség Az átlagos zárási sebesség elsősorban az érintkezők elektromos erózióját befolyásolja. Ha a kapcsolási sebesség túl alacsony, a lebontás előtti idő hosszú lesz, az ív sokáig fennáll, az érintkező felület erősen elhasználódik, és még az érintkezők is összehegesztődnek és elakadnak, ami csökkenti az elektromos élettartamot az ívoltó kamrából. Túl nagy fordulatszám esetén azonban könnyen bekövetkezik a zárópattanás, és a működtető mechanizmus kimenő teljesítménye is megnő, ami nagy mechanikai hatást gyakorol az ívoltó kamrára és az egész gépre, valamint befolyásolja a megbízhatóságot és a mechanikai működést. a termék élettartama. Az átlagos zárási sebesség általában körülbelül 0,6 m/s.
5. Átlagos nyitási sebesség A megszakító nyitási sebessége általában a lehető leggyorsabb, hogy az első nyitási fázis megszakítsa a hibaáramot 2-3 ms-mal, mielőtt az áram megközelíti a 0-t; Ellenkező esetben az első nyitási fázis nem nyitható, és a következő fázisra lépve az eredeti első nyitási fázis az utolsó nyitási fázis lesz, az ívelési idő meghosszabbodik, a törés nehézsége nő, és még a törés is meghiúsul. Ha azonban a nyitási sebesség túl gyors, akkor a nyitás visszapattanása is nagy. Ha túl nagy a visszapattanás és túl erős a vibráció, könnyen előidézhető az újragyulladás, ezért a nyitási sebességnél ezt is figyelembe kell venni. A nyitási sebesség elsősorban a mozgó érintkezőrugó és a nyitórugó energiatárolásától függ záráskor. A nyitási sebesség növelése érdekében növelhető a nyitórugó energiatárolása, illetve növelhető a zárórugó összenyomása is. Ez elkerülhetetlenül növeli a működési mechanizmus kimeneti teljesítményét és az egész gép mechanikai szilárdságát, csökkentve a műszaki és gazdasági mutatókat. Évekig tartó tesztelés után úgy ítélték meg, hogy egy 10kV-os vákuummegszakító átlagos nyitási sebessége 0,95-1,2 m/s lehet.
6. Zárási visszapattanási idő A zárási visszapattanási idő az az idő, amely a megszakító zajos működése és az érintkező első megérintése, majd szétválása között eltelt idő, illetve az érintkezés és a stabil érintkezés elérése között eltelt.
Ezt a paramétert a külföldi szabványok nem írják elő egyértelműen. 1989 végén az Energiaügyi Minisztérium Villamosenergia Osztálya azt javasolta, hogy a vákuum-megszakítók zárási visszapattanási idejét 2 ms-nál rövidebbnek kell lennie. Miért kevesebb a záró visszapattanási idő 2 ms-nál? Ennek fő oka, hogy a zárás és a pattogás pillanata L.C nagyfrekvenciás oszcillációt okoz az áramellátó rendszerben vagy berendezésben, a rezgés által keltett túlfeszültség pedig az elektromos berendezések szigetelésének károsodását vagy akár károsodását is okozhatja. Ha a zárópattanás 2 ms-nál kisebb, akkor nem keletkezik nagy túlfeszültség, nem sérül a berendezés szigetelése, és záráskor nem lesz hegesztés a mozgó és statikus érintkezők között.
7. Zárási és nyitási aszinkron Ha túl nagy a zárás aszinkronitása, az könnyen a zárás visszapattanását okozza, mert a mechanizmus által kibocsátott mozgási impulzus csak az első zárási fázis érintkezését viseli. Ha a nyílás aszinkronitása túl nagy, akkor a nyitás utáni fáziscső ívelési ideje meghosszabbodik és a megszakítóképesség csökken.
A zárás és nyitás aszinkronitása általában egyszerre áll fenn, így a zárás aszinkronitása be van állítva, és a nyitás aszinkronitása garantált. A termék megköveteli, hogy a zárás és nyitás aszinkronja 2 ms-nál rövidebb legyen.
8. Zárás és nyitva tartás
A nyitási és zárási idő azt az időtartamot jelenti, amely a működtető tekercs kapcsa feszültség alá kerülésének pillanatától a hárompólusú érintkezők zárásának vagy szétválasztásának pillanatáig tart.
A záró és nyitó tekercseket rövid ideig tartó munkára tervezték. A záró tekercs bekapcsolási ideje kevesebb, mint 100 ms, a nyitó tekercsé pedig kevesebb, mint 60 ms. A nyitási és zárási időket általában akkor állítják be, amikor a megszakító elhagyja a gyárat, és nem kell újra mozgatni.
Ha a megszakítót az áramtermelő rendszerben használják, és az áramforrás közelében rövidre zárják, a hibaáram lassan csökken. Ha a nyitási idő nagyon rövid, a megszakító által megszakított hibaáram nagy DC komponenst tartalmazhat, és a megszakítási állapot még rosszabb. , ami nagyon káros a megszakító nyitására. Ezért célszerű az áramtermelő rendszerben használt vákuum megszakító nyitási idejét a lehető leghosszabbra tervezni.
9. Hurokellenállás
A hurokellenállás értéke egy olyan paraméter, amely azt jellemzi, hogy a vezető hurok csatlakozása jó-e, és a különböző típusú termékek meghatározott értékekkel rendelkeznek-e egy bizonyos tartományon belül. Ha a hurok ellenállása meghaladja a megadott értéket, akkor valószínű, hogy a vezető hurok egyik csatlakozása rosszul érintkezik. Nagy áramerősség esetén a helyi hőmérséklet-emelkedés a rossz érintkezőnél megnő, súlyos esetekben pedig ördögi kört is előidéz, oxidációt, égést okoz. Különösen a nagyáramú működéshez használt megszakítókra kell különös figyelmet fordítani. A hurokellenállás mérésére hídmódszert nem szabad használni, de a GB763-ban előírt egyenfeszültség-esési módszert kell alkalmazni.
10. Kapcsolatrendszer
Az elérhetőségeivákuum megszakítókgyakran alkalmaznak fenék típusú érintkezőket.
Mivel az általános vákuummegszakító mozgó és statikus érintkezői közötti távolság nyitott állapotban mindössze 16 mm, nehéz más alakú érintkezési felületeket készíteni, és a lapos érintkezési felületen a pillanatnyi ív károsodása is kicsi. . A vákuummegszakító egyik előnye a kis mérete, a mozgó és statikus érintkezőknek abszolút vákuumtérben kell működniük. Ha más dokkolási módszereket alkalmaznak, akkor magának a megszakítónak a térfogata megnő, és a megszakító kisebb lesz.
1. Nyitási távolság Az érintkezők nyitási távolsága főként a vákuummegszakító névleges feszültségétől és ellenállási feszültségétől függ. Általában, ha a névleges feszültség alacsony, az érintkezők nyitási távolságát kisebbre választják. Ha azonban a nyitási távolság túl kicsi, az befolyásolja a megszakítóképességet és az ellenállási feszültségszintet. Ha túl nagy a nyitási távolság, bár az ellenállási feszültség szintje növelhető, az csökkenti a vákuum-megszakító fújtatóinak élettartamát. A tervezés során a nyitási távolságot a lehető legkisebbre kell megválasztani, feltéve, hogy megfelel az üzemelési feszültségigénynek. A 10kV-os vákuum-megszakító nyitási távolsága általában 8-12 mm, a 35kV-os vákuum-megszakítóé pedig 30-40 mm.
2. Ha nincs külső erő az érintkezési nyomásra, a mozgó érintkező légköri nyomás hatására záróerőt hoz létre a belső üregben, hogy a statikus érintkezővel zárja, amit önzáró erőnek nevezünk. a méret a cső átmérőjének nyílásától függ. Ha az ívoltó kamra működőképes, az erő túl kicsi ahhoz, hogy jó elektromos érintkezést biztosítson a mozgó és statikus érintkezők között, ezért külső nyomást kell alkalmazni. Az alkalmazott nyomás és az önzáró erő összegét az érintkező érintkezési nyomásának nevezzük. Ennek az érintkezési nyomásnak a következő hatásai vannak:
(1) Biztosítsa a jó érintkezést a dinamikus és a statikus érintkezők között, és az érintkezési ellenállást csökkentse a megadott értéknél.
(2) Teljesítse a dinamikus stabilitási követelményeket névleges zárlati állapotban. Az érintkezési nyomásnak nagyobbnak kell lennie, mint az érintkezők közötti taszítóerő névleges zárlati állapotban, hogy biztosítva legyen a teljes zárás és ebben az állapotban a sérülések elkerülése.
(3) Elnyomja a záró visszapattanást. Az érintkező ütközésekor pufferolható, és az ütközés kinetikus energiája a rugó potenciális energiájává alakul, és az érintkező pattanása visszafogott.
(4) Biztosítson gyorsító erőt a nyitáshoz. Ha az érintkezési nyomás magas, a mozgó érintkező nagyobb nyitóerőt kap, amely könnyen eltörik, és megolvasztja a forrasztási kötéseket, növeli a nyitás kezdeti gyorsulását, csökkenti az íves időt és javítja a szakítóképességet. Az érintkező érintkezési nyomása nagyon fontos paraméter, és alkalmasabb arra, hogy a termék kezdeti tervezése során számos ellenőrzés és tesztelés után válasszák ki. Ha az érintkezési nyomás túl kicsi, nem tudja teljesíteni a fenti szempontok követelményeit; de ha az érintkezési nyomás túl nagy, akkor egyrészt növelni kell a zárási műveleti munkát, másrészt az ívoltó kamra és az egész gép mechanikai szilárdsági követelményeit is javítani kell. Nem gazdaságos.
3. Érintkezési löket (vagy kompressziós löket)
Jelenleg a vákuum-megszakító kivétel nélkül a tompa típusú érintkezési módszert alkalmazza. Miután a mozgó érintkező az állóérintkezőhöz ütközött, nem tud tovább haladni, és az érintkezőnyomást minden pólusérintkező nyomórugó (néha zárórugónak nevezik) biztosítja. Az úgynevezett kontaktlöket a kapcsolóérintkező érintkezője és az érintkező nyomórugójának az érintkező végére továbbhaladó erővége közötti távolság, vagyis az érintkezőrugó nyomótávolsága, tehát az is. kompressziós löketnek nevezik.
Az érintkezőlöketnek két funkciója van, az egyik az érintkezőrugó megnyomása, hogy érintkezési nyomást biztosítson az illeszkedő érintkezőnek; a másik pedig annak biztosítása, hogy futás és köszörülés után is megmaradjon egy bizonyos érintkezési nyomás, hogy az megbízhatóan érintkezzen. Általában az érintkezési löket a nyitási távolság 20-30%-a, a 10kV-os vákuummegszakító pedig körülbelül 3-4 mm.
A tényleges szerkezetében avákuum megszakító, az érintkező zárórugó úgy van kialakítva, hogy nyitási helyzetben is jelentős előnyomással és előnyomással rendelkezzen. Ennek célja, hogy a mozgó érintkező jelentős szilárdságú legyen, hogy ellenálljon az elektromos erőnek, és ne zsugorodjon vissza, amikor a mozgó érintkező nem érintette a statikus érintkezőt a zárási folyamat során. Amikor az érintkező érinti a pillanatot, Az érintkezési nyomás hirtelen az előnyomás értékre emelkedik, hogy megakadályozza a zárópattanást, ami elég ahhoz, hogy ellenálljon az elektromos taszításnak és az érintkezés kezdetben jó állapotba kerüljön; az érintkezési löket előrehaladtával az érintkezők közötti érintkezési nyomás fokozatosan növekszik, és amikor az érintkezési löket véget ér, az érintkezési nyomás eléri a tervezési értéket. Az érintkezési löket nem tartalmazza a zárórugó előnyomási tartományát, amely valójában a zárórugó második nyomólökete.
4. Átlagos zárási sebesség Az átlagos zárási sebesség elsősorban az érintkezők elektromos erózióját befolyásolja. Ha a kapcsolási sebesség túl alacsony, a lebontás előtti idő hosszú lesz, az ív sokáig fennáll, az érintkező felület erősen elhasználódik, és még az érintkezők is összehegesztődnek és elakadnak, ami csökkenti az elektromos élettartamot az ívoltó kamrából. Túl nagy fordulatszám esetén azonban könnyen bekövetkezik a zárópattanás, és a működtető mechanizmus kimenő teljesítménye is megnő, ami nagy mechanikai hatást gyakorol az ívoltó kamrára és az egész gépre, valamint befolyásolja a megbízhatóságot és a mechanikai működést. a termék élettartama. Az átlagos zárási sebesség általában körülbelül 0,6 m/s.
5. Átlagos nyitási sebesség A megszakító nyitási sebessége általában a lehető leggyorsabb, hogy az első nyitási fázis megszakítsa a hibaáramot 2-3 ms-mal, mielőtt az áram megközelíti a 0-t; Ellenkező esetben az első nyitási fázis nem nyitható, és a következő fázisra lépve az eredeti első nyitási fázis az utolsó nyitási fázis lesz, az ívelési idő meghosszabbodik, a törés nehézsége nő, és még a törés is meghiúsul. Ha azonban a nyitási sebesség túl gyors, akkor a nyitás visszapattanása is nagy. Ha túl nagy a visszapattanás és túl erős a vibráció, könnyen előidézhető az újragyulladás, ezért a nyitási sebességnél ezt is figyelembe kell venni. A nyitási sebesség elsősorban a mozgó érintkezőrugó és a nyitórugó energiatárolásától függ záráskor. A nyitási sebesség növelése érdekében növelhető a nyitórugó energiatárolása, illetve növelhető a zárórugó összenyomása is. Ez elkerülhetetlenül növeli a működési mechanizmus kimeneti teljesítményét és az egész gép mechanikai szilárdságát, csökkentve a műszaki és gazdasági mutatókat. Évekig tartó tesztelés után úgy ítélték meg, hogy egy 10kV-os vákuummegszakító átlagos nyitási sebessége 0,95-1,2 m/s lehet.
6. Zárási visszapattanási idő A zárási visszapattanási idő az az idő, amely a megszakító zajos működése és az érintkező első megérintése, majd szétválása között eltelt idő, illetve az érintkezés és a stabil érintkezés elérése között eltelt.
Ezt a paramétert a külföldi szabványok nem írják elő egyértelműen. 1989 végén az Energiaügyi Minisztérium Villamosenergia Osztálya azt javasolta, hogy a vákuum-megszakítók zárási visszapattanási idejét 2 ms-nál rövidebbnek kell lennie. Miért kevesebb a záró visszapattanási idő 2 ms-nál? Ennek fő oka, hogy a zárás és a pattogás pillanata L.C nagyfrekvenciás oszcillációt okoz az áramellátó rendszerben vagy berendezésben, a rezgés által keltett túlfeszültség pedig az elektromos berendezések szigetelésének károsodását vagy akár károsodását is okozhatja. Ha a zárópattanás 2 ms-nál kisebb, akkor nem keletkezik nagy túlfeszültség, nem sérül a berendezés szigetelése, és záráskor nem lesz hegesztés a mozgó és statikus érintkezők között.
7. Zárási és nyitási aszinkron Ha túl nagy a zárás aszinkronitása, az könnyen a zárás visszapattanását okozza, mert a mechanizmus által kibocsátott mozgási impulzus csak az első zárási fázis érintkezését viseli. Ha a nyílás aszinkronitása túl nagy, akkor a nyitás utáni fáziscső ívelési ideje meghosszabbodik és a megszakítóképesség csökken.
A zárás és nyitás aszinkronitása általában egyszerre áll fenn, így a zárás aszinkronitása be van állítva, és a nyitás aszinkronitása garantált. A termék megköveteli, hogy a zárás és nyitás aszinkronja 2 ms-nál rövidebb legyen.
8. Zárás és nyitva tartás
A nyitási és zárási idő azt az időtartamot jelenti, amely a működtető tekercs kapcsa feszültség alá kerülésének pillanatától a hárompólusú érintkezők zárásának vagy szétválasztásának pillanatáig tart.
A záró és nyitó tekercseket rövid ideig tartó munkára tervezték. A záró tekercs bekapcsolási ideje kevesebb, mint 100 ms, a nyitó tekercsé pedig kevesebb, mint 60 ms. A nyitási és zárási időket általában akkor állítják be, amikor a megszakító elhagyja a gyárat, és nem kell újra mozgatni.
Ha a megszakítót az áramtermelő rendszerben használják, és az áramforrás közelében rövidre zárják, a hibaáram lassan csökken. Ha a nyitási idő nagyon rövid, a megszakító által megszakított hibaáram nagy DC komponenst tartalmazhat, és a megszakítási állapot még rosszabb. , ami nagyon káros a megszakító nyitására. Ezért célszerű az áramtermelő rendszerben használt vákuum megszakító nyitási idejét a lehető leghosszabbra tervezni.
9. Hurokellenállás
A hurokellenállás értéke egy olyan paraméter, amely azt jellemzi, hogy a vezető hurok csatlakozása jó-e, és a különböző típusú termékek meghatározott értékekkel rendelkeznek-e egy bizonyos tartományon belül. Ha a hurok ellenállása meghaladja a megadott értéket, akkor valószínű, hogy a vezető hurok egyik csatlakozása rosszul érintkezik. Nagy áramerősség esetén a helyi hőmérséklet-emelkedés a rossz érintkezőnél megnő, súlyos esetekben pedig ördögi kört is előidéz, oxidációt, égést okoz. Különösen a nagyáramú működéshez használt megszakítókra kell különös figyelmet fordítani. A hurokellenállás mérésére hídmódszert nem szabad használni, de a GB763-ban előírt egyenfeszültség-esési módszert kell alkalmazni.
10. Kapcsolatrendszer
Az elérhetőségeivákuum megszakítókgyakran alkalmaznak fenék típusú érintkezőket.
Mivel az általános vákuummegszakító mozgó és statikus érintkezői közötti távolság nyitott állapotban mindössze 16 mm, nehéz más alakú érintkezési felületeket készíteni, és a lapos érintkezési felületen a pillanatnyi ív károsodása is kicsi. . A vákuummegszakító egyik előnye a kis mérete, a mozgó és statikus érintkezőknek abszolút vákuumtérben kell működniük. Ha más dokkolási módszereket alkalmaznak, akkor magának a megszakítónak a térfogata megnő, és a megszakító kisebb lesz.
A vákuum-megszakító egyik előnye a kis mérete, a mozgó és statikus érintkezőknek abszolút vákuumtérben kell működniük. Ha más dokkolási módokat készítenek belőle, akkor magának a megszakítónak a hangereje is megnő!
