Pelajari cara kerja katup satu arah dan katup pelepas tekanan di dalam ruang pemadam busur pemutus tenaga tangki hidup SF6 tiupan sendiri, untuk pemutusan arus rentang penuh dan pengurangan energi operasi.
Ruang Lingkup Aplikasi: Pemutus sirkuit SF6 tangki hidup luar ruang yang mengadopsi prinsip pemadam busur ledakan mandiri (ekspansi termal ditambah kompresi tambahan), dilengkapi dengan mekanisme operasi pegas. Dokumen ini sesuai dengan konstruksi ruang pemadam busur jenis ini dan mematuhi definisi teknis untuk prinsip pemadam busur energi mandiri untuk pemutus sirkuit AC tegangan tinggi.
Pemutus sirkuit SF6 tangki hidup di bengkel
Untuk pemutus sirkuit jenis ini, gas SF6 berfungsi sebagai media isolasi dan pemadam busur. Ruang pemadam busur menerapkan prinsip pemadam busur ledakan mandiri (ekspansi termal energi mandiri + kompresi tambahan). Terenkapsulasi di dalam bushing porselen penyangga, ini adalah unit pemutus inti dari pemutus sirkuit.
Komponen utamanya meliputi bushing porselen, dasar kontak tetap, kontak utama tetap, kontak busur tetap, nosel, silinder, kontak busur bergerak, kontak perantara, dasar penyangga bawah, dan batang pengikat isolasi.
Terdapat dua ruang fungsional di dalam ruang pemadam busur, yang merupakan prasyarat untuk memahami operasi katup:
Kedua ruang dihubungkan melalui saluran katup. Setelah perintah pembukaan, pegas pembukaan menggerakkan rakitan bergerak kaku termasuk silinder, kontak busur bergerak, dan batang pengikat untuk bergerak ke bawah.
Pertama, kontak utama tetap terpisah dari kontak utama bergerak, dan arus operasi berpindah ke kontak busur yang masih tertutup. Setelah itu, kontak busur terpisah dan menghasilkan busur listrik. Aliran gas SF6 searah yang dihasilkan oleh perbedaan tekanan antara kedua ruang tersebut meledakkan dan memadamkan busur pada arus nol AC.
Katup periksa dan katup pelepas tekanan elastis mengontrol arah aliran gas antar ruang serta batas tekanan atas ruang kompresi gas. Mereka mewujudkan pemutusan yang andal di seluruh rentang arus penuh dan mengurangi permintaan energi operasi dari mekanisme operasi pegas.
Catatan Standar: Menurut IEC 62271-100, pemutus sirkuit harus lulus uji pemutusan rentang penuh, mencakup arus pemutus hubung singkat pengenal serta kondisi pensakelaran induktif kecil dan kapasitif kecil. Kedua katup tersebut adalah komponen kritis untuk menghilangkan zona mati pemutusan.
Lokasi Pemasangan: Dipasang pada saluran bawah ruang ekspansi termal di dalam silinder. Bertindak sebagai elemen kontrol nyala-mati antara ruang ekspansi termal dan ruang kompresi gas. Hanya mengizinkan aliran gas satu arah dan membuka serta menutup secara otomatis, digerakkan oleh tekanan diferensial di kedua sisinya, tanpa memerlukan aktuator eksternal.
Fungsi Inti: Secara otomatis mengalihkan sumber gas ledakan sesuai dengan besarnya arus pemutusan, mewujudkan ledakan mandiri ekspansi termal untuk pemutusan arus tinggi dan ledakan kompresi tambahan untuk pemutusan arus rendah, serta menjamin tekanan ledakan yang efektif di seluruh rentang arus penuh.
Selama pemutusan gangguan hubung singkat, energi busur sangat besar. Aliran gas SF6 bersuhu tinggi dari zona busur mengalir ke ruang ekspansi termal dan menjadi SF6 bertekanan tinggi bersuhu rendah setelah pertukaran panas. Ketika tekanan ruang ekspansi termal lebih tinggi daripada ruang kompresi gas, tekanan diferensial menekan katup periksa hingga tertutup rapat. Ini memblokir aliran balik gas ke ruang kompresi gas dan menyegel gas bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh energi busur di dalam ruang ekspansi termal.
Pada arus nol AC, SF6 bertekanan tinggi yang tersimpan di ruang ekspansi termal meledak menuju celah kontak dengan kecepatan tinggi. Mendinginkan dan menyapu plasma, dengan cepat memulihkan kekuatan dielektrik melintasi celah kontak terbuka dan menyelesaikan pemadaman busur. Ini adalah mode pemutusan ledakan mandiri ekspansi termal.
Pada kondisi arus rendah, energi busur terbatas dan kenaikan tekanan di dalam ruang ekspansi termal tidak mencukupi. Kompresi berkelanjutan selama pergerakan buka membuat tekanan di dalam ruang kompresi gas lebih tinggi daripada ruang ekspansi termal. Tekanan diferensial mendorong katup satu arah terbuka. SF6 terkompresi di dalam ruang kompresi gas mengalir menuju celah kontak melalui katup satu arah.
Pada saat arus nol, aliran udara SF6 bertekanan ini memadamkan busur, yang dikenal sebagai mode interupsi semburan kompresi tambahan.
Ringkasan Singkat: Katup satu arah berfungsi sebagai pemilih sumber gas yang digerakkan oleh tekanan diferensial antara dua ruang. Katup ini mengunci untuk mempertahankan tekanan semburan mandiri ruang ekspansi termal di bawah arus hubung singkat berat; katup ini terbuka untuk mengambil gas terkompresi dari ruang kompresi gas pada kondisi arus rendah. Katup ini menghilangkan zona mati interupsi arus rendah dari desain pemadam busur energi mandiri, dan memastikan kemampuan interupsi yang stabil mulai dari arus hubung singkat nominal hingga arus switching kecil.
Catatan Kepatuhan: Uji tipe yang ditentukan dalam IEC 62271-100 mencakup verifikasi interupsi pada beberapa amplitudo arus. Karakteristik tekanan buka-tutup katup ini harus mencakup semua tingkat arus uji untuk menghindari tekanan semburan yang tidak mencukupi dan kegagalan interupsi selama switching arus rendah.
Lokasi Instalasi: Dipasang di bagian bawah ruang kompresi gas di dalam silinder, bekerja secara kooperatif dengan katup balik gas di dasar ruang.
Pengingat Penting: Katup ini BUKAN perangkat pelepas tekanan lebih untuk ruang pemadam busur. Katup ini adalah katup pengatur tekanan operasional yang aktif selama setiap operasi buka normal. Katup ini hanya menjepit tekanan di dalam ruang kompresi gas dan TIDAK akan melepaskan tekanan untuk ruang ekspansi termal.
Fungsi Inti: Membatasi gaya reaksi maksimum ruang kompresi gas, secara substansial mengurangi energi operasi yang dibutuhkan dari mekanisme operasi pegas, menurunkan beban mekanis pada komponen mekanisme dan meningkatkan umur layanan mekanis.
Proses Kerja: Selama langkah buka, pergerakan silinder ke bawah secara terus-menerus mengompresi SF6 di dalam ruang kompresi gas dan tekanan internal meningkat secara bertahap. Ketika tekanan mencapai nilai ambang batas yang telah ditetapkan sebelumnya, gaya gas mengatasi pra-beban pegas dan mengangkat katup pelepas tekanan elastis hingga terbuka.
Kemudian ruang kompresi gas beroperasi dalam kondisi campuran: gas terus dikompresi sementara gas berlebih dibuang ke luar. Tekanan ruang dijepit mendekati nilai terkalibrasi alih-alih naik tanpa batas.
Mekanisme operasi tidak perlu lagi melawan gaya reaksi gas yang meningkat tajam, yang sangat mengurangi kebutuhan energi operasi buka dan mengurangi tegangan mekanis pada pegas, batang penghubung, poros putar, dan bagian lainnya.
Ringkasan Singkat: Katup pelepas tekanan elastis bertindak sebagai penjepit tekanan dan pembatas gaya reaksi untuk ruang kompresi gas. Pengorbanan moderat dari tekanan batas atas untuk ruang kompresi menghasilkan pengurangan yang mencolok pada energi operasi mekanisme. Katup ini mencocokkan kapasitas keluaran mekanisme berpenggerak pegas dan mewujudkan fitur produk berupa kebutuhan daya operasi yang rendah dan keandalan yang tinggi.
Pembeda Utama (Item yang mudah tertukar)
| Komponen | Lokasi Instalasi | Status saat pemutusan arus hubung singkat tinggi | Status saat pemutusan arus rendah | Fungsi Inti |
|---|---|---|---|---|
| Katup Periksa | Saluran yang menghubungkan ruang ekspansi termal dan ruang kompresi gas (bagian silinder bawah) | Tertutup; gas tekanan tinggi ditahan di ruang ekspansi termal untuk pemutusan tiupan mandiri | Terbuka; gas terkompresi disuplai dari ruang kompresi gas untuk tiupan bantu | Mengalihkan sumber gas tiupan berdasarkan tekanan diferensial, mencapai pemutusan yang andal untuk arus rentang penuh |
| Katup Pelepas Tekanan Elastis | Dasar ruang kompresi gas | Terbuka pada tekanan yang ditetapkan; membuang kelebihan gas ruang kompresi untuk mengurangi gaya reaksi mekanisme | Terbuka pada tekanan yang ditetapkan; membuang kelebihan gas ruang kompresi untuk mengurangi gaya reaksi mekanisme | Membatasi tekanan maksimum ruang kompresi gas, mengurangi energi operasi pembukaan, dan melindungi mekanisme operasi |
Katup periksa mengatur kinerja tiupan pemadam busur. Untuk skenario arus tinggi dan arus rendah, katup ini memilih sumber gas tiupan antara energi mandiri yang dihasilkan busur (ruang ekspansi termal) dan energi kompresi mekanis (ruang kompresi gas). Katup ini menghindari zona mati pemutusan arus rendah dan menjamin kinerja pemutusan rentang penuh yang sesuai dengan persyaratan uji tipe standar IEC.
Katup pelepas tekanan elastis mengatur pembebanan mekanisme operasi. Katup ini membatasi gaya reaksi gas dari ruang kompresi gas dalam rentang yang dapat dikendalikan dan mencegah permintaan energi yang berlebihan untuk mekanisme penggerak. Oleh karena itu, ruang pemadam busur dapat dipasangkan dengan mekanisme operasi pegas yang ringkas dengan energi keluaran yang relatif rendah, mencapai karakteristik teknis struktur yang ringkas, daya operasi yang dibutuhkan rendah, dan keandalan yang tinggi.
Tindakan gabungan dari kedua katup ini memungkinkan ruang pemadam busur SF6 tiupan mandiri untuk mewujudkan target desain menyeimbangkan kemampuan pemutusan yang sangat baik dan mekanisme penggerak yang ringan.
Pengingat Kepatuhan Tambahan: IEC 62271-100 mengharuskan pemutus tenaga untuk lulus verifikasi ketahanan listrik C2 dan ketahanan mekanis M2. Ketahanan kelelahan di bawah siklus buka-tutup yang berulang untuk katup periksa dan katup pelepas tekanan merupakan item penilaian penting dalam uji tipe.
Personel pemeliharaan di lokasi tidak boleh mengubah pra-beban pegas yang telah disetel sebelumnya dari katup-katup ini. Penyesuaian yang tidak sah akan mengubah tekanan tiupan dan energi operasi mekanisme, serta dapat menyebabkan kegagalan pemutusan atau kerusakan mekanisme.
Masuk
