• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Przelaczanie oporu w wyłączniku

Edwiin
Edwiin
Pole: Włącznik zasilania
China

Przełączanie oporowe

Przełączanie oporowe odnosi się do praktyki podłączenia stałego opornika równolegle do luki kontaktowej lub łuku w wyłączniku. Ta technika jest stosowana w wyłącznikach z wysokim oporem połuku w przestrzeni kontaktowej, głównie w celu zmniejszenia napięć ponownego zapłonu i przejściowych wzrostów napięcia.

Poważne wahania napięcia w systemach energetycznych wynikają z dwóch głównych scenariuszy: przerwania niewielkich indukcyjnych prądów i przerwania pojemnościowych prądów. Takie przepięcia stanowią zagrożenie dla działania systemu, ale mogą być skutecznie zarządzane poprzez przełączanie oporowe – osiągane przez podłączenie opornika na końcówkach wyłącznika.

Podstawowy mechanizm polega na tym, że równoległy opornik odprowadza część prądu podczas przerwania, ograniczając szybkość zmiany prądu (di/dt) i tłumiąc wzrost przejściowego napięcia odzyskującego. To nie tylko zmniejsza prawdopodobieństwo ponownego zapłonu łuku, ale także skuteczniej rozprasza energię łuku. Przełączanie oporowe jest szczególnie kluczowe w systemach nadzwyczaj wysokiego napięcia (EHV) dla aplikacji wrażliwych na przejściowe wzrosty napięcia, takich jak deenergowanie odcinków linii transmisyjnych bez obciążenia lub przełączanie banków kondensatorów.

Gdy wystąpi awaria, kontakty wyłącznika otwierają się, inicjując łuk między nimi. Kiedy łuk jest omijany przez opór R, część prądu łuku odprowadza przez opornik, zmniejszając prąd łuku i przyspieszając proces dezjonizacji kanału łuku.

To uruchamia samowzmocniający się cykl: gdy opór łuku rośnie, więcej prądu płynie przez opornik R, dalej odcinając łuk od energii. Ten proces trwa, aż prąd spadnie poniżej krytycznego progu utrzymania łuku (jak pokazano na rysunku poniżej), w tym momencie łuk gasnie i wyłącznik pomyślnie przerwie obwód.

Mechanizm opiera się na dynamicznym regulowaniu rozkładu prądu przez opornik szunty, zmuszając łuk do złośliwego cyklu „spadek prądu → przyspieszona dezjonizacja → rosnący opór łuku”. Umożliwia to szybkie odzyskanie siły dielektrycznej w kanale łuku – często przed zerowym przecięciem prądu – co sprawia, że jest szczególnie skuteczne w tłumieniu wysokoczęstotliwościowych przepięć ponownego zapłonu. Taka funkcjonalność jest kluczowa w wyłącznikach EHV podczas przerwania pojemnościowych prądów lub małych indukcyjnych prądów.

Alternatywnie, opór może być automatycznie włączony przez przeniesienie łuku z głównych kontaktów na kontakty sondy – jak w wyłącznikach z osiowym strumieniem gazów – z tym, że ta akcja następuje w bardzo krótkim czasie. Poprzez zastąpienie ścieżki łuku metalową ścieżką, ogranicza się prąd płynący przez opór, umożliwiając łatwe przerwanie.

Opornik szunty odgrywa również kluczową rolę w tłumieniu oscylacyjnego wzrostu przejściowych przepięć ponownego zapłonu. Matematycznie można udowodnić, że naturalna częstotliwość (fn) oscylacji w obwodzie pokazanym jest sterowana przez: wprowadzenie elementu opornego zwiększa charakterystyki tłumienia obwodu, zmniejszając amplitudę oscylacji i spowalniając tempo wzrostu napięcia. Jest to analogiczne do wprowadzenia gałęzi dyssypacyjnej do oscylacyjnej pętli LC, transformując niezatłumione oscylacje w zanikające i znacznie poprawiając stabilność przerwania wyłącznika.

W konfiguracjach z osiowym strumieniem gazów, szybkie przeniesienie łuku zapewnia, że opór włącza się przed zerowym przecięciem prądu, zapewniając kontrolę tłumienia na początku procesu przejściowego. Ta konstrukcja jest szczególnie odpowiednia dla zastosowań EHV wymagających ograniczenia przejściowych wzrostów napięcia, ponieważ synergiczny efekt oporu i łuku umożliwia uporządkowane rozpraszanie energii elektromagnetycznej podczas przerwania.

Podsumowanie funkcji przełączania oporowego

Podsumowując, opornik na końcówkach wyłącznika może wykonywać jedno lub więcej z poniższych zadań:

Zmniejsza SRRV (Szybkość Wzrostu Napięcia Ponownego Zapłonu) na wyłączniku

Odprowadzając prąd łuku i przyspieszając dezjonizację kanału łuku, opornik tłumiony szybkość wzrostu przejściowego napięcia odzyskującego (TRV), ułatwiając obciążenie odzyskania siły dielektrycznej przez przerzutnik wyłącznika.

Tłumi wysokoczęstotliwościowe przejściowe przepięcia ponownego zapłonu podczas przełączania obciążeń indukcyjnych/pojemnościowych

Podczas przerwania indukcyjnych prądów (np. odsłonięte transformatory) lub pojemnościowych prądów (np. ładowanie kabli), opornik szunty ogranicza amplitudy oscylacyjnych przepięć przez rozpraszanie energii, zapobiegając ryzyku przepalenia izolacji.

 Równomierzy rozkład TRV w wielostopniowych wyłącznikach

W wyłącznikach z wieloma lukami przerzucającymi, opornik zapewnia równomierne rozłożenie TRV między lukami kontaktowymi poprzez dzielenie napięcia, unikając ponownego zapłonu ze względu na skupienie napięcia w jednej luce.

Scenariusze, w których przełączanie oporowe nie jest konieczne

Konwencjonalne wyłączniki z niskim oporem połuku w przestrzeni kontaktowej (np. wyłączniki powietrzne średniego/niskiego napięcia) nie wymagają dodatkowych oporników szunty. Ich kanały łuku naturalnie dezjonizują się wystarczająco szybko, aby spełnić wymagania przerwania bez zewnętrznego oporu.

Analiza zasady technicznej

Kluczowa wartość przełączania oporowego leży w jego synergicznym mechanizmie „dopasowania impedancji – rozpraszanie energii – tłumienie oscylacji”, który kontroluje przejściowe stany w granicach wytrzymałości sprzętu. Ta technologia jest szczególnie kluczowa w systemach EHV (110kV i wyżej), skutecznie rozwiązując:

  • Przepięcia związane z przecięciem prądu przy małych prądach

  • Przepięcia ponownego zapłonu podczas przerwania pojemnościowych prądów

Te rozwiązania pokonują ograniczenia tradycyjnych metod gaszenia łuku w kontroli przejściowych przepięć.

Daj napiwek i zachęć autora
Polecane
Skład i zasada działania systemów fotowoltaicznych
Skład i zasada działania systemów fotowoltaicznych
Skład i zasada działania systemów fotowoltaicznych (PV)Systemy fotowoltaiczne (PV) składają się głównie z modułów PV, kontrolera, inwertera, baterii i innych akcesoriów (baterie nie są wymagane w systemach podłączonych do sieci). W zależności od tego, czy system opiera się na publicznej sieci energetycznej, systemy PV dzielą się na systemy izolowane i podłączone do sieci. Systemy izolowane działają niezależnie, bez opierania się na sieci energetycznej. Są wyposażone w baterie przechowujące energ
Encyclopedia
10/09/2025
Jak utrzymywać farmę PV? State Grid odpowiada na 8 najczęstszych pytań dotyczących O&M (2)
Jak utrzymywać farmę PV? State Grid odpowiada na 8 najczęstszych pytań dotyczących O&M (2)
1. W upalonym słońcu, czy uszkodzone wrażliwe komponenty wymagają natychmiastowej wymiany?Natychmiastowa wymiana nie jest zalecana. Jeśli wymiana jest konieczna, najlepiej przeprowadzić ją rano lub późnym popołudniem. Powinieneś natychmiast skontaktować się z personelem ds. eksploatacji i utrzymania (O&M) elektrowni, aby specjalistyczny personel mógł przybyć na miejsce i dokonać wymiany.2. Czy w celu ochrony modułów fotowoltaicznych przed uderzeniami ciężkich obiektów można zainstalować siat
Encyclopedia
09/06/2025
Jak utrzymywać elektrownię fotowoltaiczną? State Grid odpowiada na 8 najczęstszych pytań dotyczących O&M (1)
Jak utrzymywać elektrownię fotowoltaiczną? State Grid odpowiada na 8 najczęstszych pytań dotyczących O&M (1)
1. Jakie są typowe usterki w rozproszonych systemach fotowoltaicznych (FV)? Jakie typowe problemy mogą wystąpić w różnych komponentach systemu?Typowe usterki obejmują niezdolność inwerterów do działania lub uruchomienia z powodu niewystarczającego napięcia, które nie osiąga wartości startowej, oraz niską wydajność generowania energii spowodowaną problemami z modułami FV lub inwerterami. Typowe problemy, które mogą wystąpić w komponentach systemu, to przepalenie skrzynek połączeń i lokalne przepa
Leon
09/06/2025
Krótkie spięcie kontra przeciążenie: Zrozumienie różnic i jak chronić swój system zasilania
Krótkie spięcie kontra przeciążenie: Zrozumienie różnic i jak chronić swój system zasilania
Jednym z głównych różnic między zwarciem i przeciążeniem jest to, że zwarcie występuje w wyniku uszkodzenia między przewodnikami (linia do linii) lub między przewodnikiem a ziemią (linia do ziemi), podczas gdy przeciążenie odnosi się do sytuacji, w której urządzenie pobiera większy prąd niż jego nominalna pojemność z zasilania.Inne kluczowe różnice między tymi dwoma stanami są wyjaśnione w poniższej tabeli porównawczej.Termin „przeciążenie” zwykle odnosi się do stanu w obwodzie lub podłączonym u
Edwiin
08/28/2025
Zapytanie
Pobierz
Pobierz aplikację IEE Business
Użyj aplikacji IEE-Business do wyszukiwania sprzętu uzyskiwania rozwiązań łączenia się z ekspertami i uczestnictwa w współpracy branżowej w dowolnym miejscu i czasie w pełni wspierając rozwój Twoich projektów energetycznych i działalności biznesowej