Mabadiliko ya Uzito katika Kiteteaji wa Mzunguko
Mbadiliko wa Ukingo
Mbadiliko wa ukingo unatafsiriwa kama tabia ya kuunganisha resistor mfupi kwenye parallel na gap ya mwisho au arc ya circuit breaker. Tekniki hii hutumika katika circuit breakers ambayo ana post-arc resistance kubwa katika nyanja ya mwisho, kuuwiano kutokomeza voltage za re-striking na voltage surges za muda mfupi.
Maongezi makubwa ya voltage katika mifumo ya umeme yanatokana na viwango vya mbili muhimu: kujitenga inductive currents madogo na kuvunja capacitive currents. Overvoltages hizi zinapakua hatari kwa miamala bali zinaweza kukataliwa vizuri kupitia mbadiliko wa ukingo—kufanyika kwa kuunganisha resistor kwenye parallel na circuit breaker contacts.
Suluhisho linalofaa linajumuisha resistor parallel kushirikiana na pamoja na kiasi chache cha current wakati wa kujitenga, kwa hivyo kusimamia haraka ya mabadiliko ya current (di/dt) na kudhibiti machukizo ya transient recovery voltage. Hii tu kusababisha upungufu wa ukwaju wa arc kurejeshwa lakini pia kusaidia kutoa arc energy vizuri zaidi. Mbadiliko wa ukingo ni muhimu sana katika mifumo ya extra-high-voltage (EHV) kwa matumizi yasiyofaa kwa overvoltages za switching, kama vile kuteleza mifumo ya transmission lines isiyotumika au kuvuta capacitor banks.
Wakati utovu unaonekana, circuit breaker contacts zinafunguka, kuanzia arc kati yao. Kama arc inashirikiana na resistance R, sehemu ya current ya arc inafanikiwa kuchoka kwenye resistor, kusababisha upungufu wa current ya arc na kusubiri haraka ya deionization ya channel ya arc.
Hii hutengeneza mzunguko wa kujitenga: kama resistance ya arc inaruka, current zaidi inafanikiwa kuchoka kwenye shunt resistor R, kusababisha arc kupoteza energy zaidi. Mzunguko huu unatumaini hadi current ikapunguka chini ya kiwango cha muhimu cha arc sustenance (kama ilivyoelezwa chini), pale ambapo arc itahisi na circuit breaker itafanikiwa kujitenga mifano.
Mkanjo huu unategemea resistor parallel kudhibiti dynamic distribution ya current, kupeleka arc kwenye mzunguko wa "current decay → accelerated deionization → rising arc resistance." Hii inafanya dielectric strength ya channel ya arc kurudi mara moja kabla ya current zero-crossing—hii ni vizuri sana kwa kudhibiti high-frequency re-ignition overvoltages. Fanya hii ni muhimu sana katika EHV circuit breakers wakati wa kuvuta capacitive currents au kujitenga inductive currents madogo.
Nyingine, resistance inaweza kuzingatiwa kwa kutosha kwa kutumia arc kutoka kwenye main contacts hadi probe contacts—kama inavyoonekana katika axial blast circuit breakers—na hii inafanyika kwa muda mfupi sana. Kwa kutumia njia ya metal kwa arc path, current inachoka kwenye resistance inaweza kusimamiwa, kusaidia kujitenga vizuri.
Resistor parallel pia anapendekeza kazi muhimu ya kudhibiti growth ya restriking voltage transients. Mathematically, inaweza kuthibitishwa kwamba natural frequency (fn) ya oscillations katika circuit inayoelezwa inawezekana: kutumia element ya resistive kunawezesha damping characteristics za circuit, kupunguza amplitude ya oscillation na kusubiri haraka ya rise ya voltage. Hii ni sawa na kutumia branch ya dissipative kwenye LC oscillatory loop, kubadilisha undamped oscillations kwenye decaying ones na kuboresha stability ya interruption ya breaker.
Katika miundo ya axial blast, arc transfer haraka inasaidia resistor kuzingatiwa kabla ya current zero, kutoa damping control kuanzia tofauti ya muda. Miundo hii ni ya maana sana kwa matumizi ya EHV inayohitaji kudhibiti overvoltage za switching, kama effect wa resistance na arc inaweza kufanya dissipation ya electromagnetic energy kwa utaratibu wakati wa interruption.
Muhtasari wa Fanya za Mbadiliko wa Ukingo
Kwa ujumla, resistor kwenye parallel na circuit breaker contacts anaweza kufanya au zaidi kati ya fanya hizi:
Inapunguza RRRV (Rate of Rise of Restriking Voltage) kwenye Circuit Breaker
Kwa kuchoka kwenye arc current na kusubiri haraka ya deionization ya channel ya arc, resistor hutetea rate ya transient recovery voltage (TRV) rise, kusababisha upungufu wa burden ya dielectric strength recovery kwenye breaker interrupter.
Inapunguza High-Frequency Restriking Voltage Transients wakati wa Inductive/Capacitive Load Switching
Wakati wa kujitenga inductive currents (mfano, unloaded transformers) au capacitive currents (mfano, charging cables), resistor parallel hutetea amplitudes za oscillatory overvoltage kupitia dissipation ya energy, kusababisha upungufu wa hatari za insulation breakdown.
Inafanana TRV Distribution kwenye Multi-Break Circuit Breakers
Katika breakers wenye multiple interrupting gaps, resistor hutetea uniform TRV distribution kwenye contact gaps kupitia division ya voltage, kusababisha upungufu wa re-ignition kutokana na concentration ya voltage katika gap moja.
Scenarios Ambazo Resistance Switching Haipotumiki
Circuit breakers za kimataifa na post-arc resistance ndogo katika nyanja ya mwisho (mfano, medium/low-voltage air breakers) hawatakani shunt resistors zozote. Arc channels zao zinadeionize haraka sana kufanikiwa kwa maagizo ya interruption bila resistance za nje.
Tathmini ya Suluhisho la Technic
Thamani msingi ya resistance switching inapatikana katika mekanizmo wake wa "impedance matching-energy dissipation-damping oscillation," ambayo inaweza kudhibiti switching transients ndani ya limits za withstanding ya vifaa. Teknolojia hii ni muhimu sana katika mifumo ya EHV (110kV na juu), kuboresha vizuri:
Solutions hizi husonga matatizo ya traditional arc extinction methods katika kudhibiti transient overvoltages.
