Pagsasakay ng Resistansiya
Ang pagsasakay ng resistansiya ay tumutukoy sa pamamaraan ng pagkakonekta ng isang naka-iyong resistor sa parallel sa kontak na gap o ark ng circuit breaker. Ang teknikong ito ay ginagamit sa mga circuit breaker na may mataas na post-arc resistance sa contact space, pangunahin upang mabawasan ang re-striking voltages at transient voltage surges.
Ang matinding pagbabago ng voltageng nangyayari sa mga sistema ng kuryente ay nagmumula sa dalawang pangunahing scenario: pag-interrupt ng mababang magnitude ng inductive currents at pag-break ng capacitive currents. Ang mga overvoltage na ito ay nagdudulot ng panganib sa operasyon ng sistema ngunit maaaring ma-manage nang epektibo sa pamamagitan ng pagsasakay ng resistansiya—na nailalapat sa pamamagitan ng pagkakonekta ng resistor sa ibayo ng breaker contacts.
Ang pundamental na prinsipyong ito ay kasama ang parallel resistor na nagdidivert ng bahagi ng current sa panahon ng interruption, kaya nababawasan ang rate ng pagbabago ng current (di/dt) at pinipigilan ang pagtaas ng transient recovery voltage. Ito hindi lamang binabawasan ang probabilidad ng re-ignition ng ark pero mas epektibong dinidissipate ang enerhiya ng ark. Ang pagsasakay ng resistansiya ay partikular na mahalaga sa extra-high-voltage (EHV) systems para sa mga aplikasyon na sensitibo sa switching overvoltages, tulad ng de-energizing ng walang laman na transmission lines o switching ng capacitor banks.
Kapag nangyari ang isang fault, ang mga contact ng circuit breaker ay bukas, nagsisimula ng isang ark sa pagitan nila. Habang ang ark ay shunted ng resistance R, isang bahagi ng ark current ay nag-divert sa pamamagitan ng resistor, nababawasan ang ark current at pinapabilis ang deionization rate ng ark channel.
Ito ay nag-trigger ng isang self-reinforcing cycle: habang tumaas ang resistance ng ark, mas maraming current ang nag-flows sa shunt resistor R, mas maraming energy ang nawawala sa ark. Ang prosesong ito ay patuloy hanggang sa bumaba ang current sa ilalim ng critical threshold para sa sustenance ng ark (tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba), sa punto na ito, ang ark ay nalilipol at ang circuit breaker ay matagumpay na nag-interrupt sa circuit.
Ang mekanismo ay nakasalalay sa shunt resistor na dynamic na nag-regulate ng distribusyon ng current, pilitin ang ark sa vicious cycle ng "current decay → accelerated deionization → rising arc resistance." Ito ay nagbibigay-daan sa mabilis na recovery ng dielectric strength sa ark channel—madalas bago pa man ang zero-crossing ng current—ginagawang ito partikular na epektibo para sa pag-suppress ng high-frequency re-ignition overvoltages. Ang ganitong pagganap ay mahalaga sa EHV circuit breakers sa panahon ng capacitive current interruption o small inductive current breaking.
Alternatibong, ang resistance ay maaaring automatikong ma-engage sa pamamagitan ng pag-transfer ng ark mula sa main contacts sa probe contacts—tulad ng nakikita sa axial blast circuit breakers—na ang aksyon na ito ay nangyayari sa napakabilis na oras. Sa pamamagitan ng pagsasalitla ng ark path sa isang metal pathway, ang current na nag-flow sa resistance ay nababawasan, pinapadali ang interruption.
Ang shunt resistor ay may mahalagang papel din sa pag-dampen ng oscillatory growth ng restriking voltage transients. Matematikal, maaari itong mapatunayan na ang natural frequency (fn) ng oscillations sa circuit na ipinapakita ay pinamamahalaan ng: ang pag-introduce ng resistive element ay nagpapataas ng damping characteristics ng circuit, nababawasan ang amplitude ng oscillation at pinapabagal ang rate ng pagtaas ng voltage. Ito ay katulad ng pag-integrate ng dissipative branch sa LC oscillatory loop, nagtransform ang undamped oscillations sa decaying ones at malaking pag-improve sa stability ng breaker interruption.
Sa axial blast configurations, ang mabilis na transfer ng ark ay sigurado na ang resistor ay engaged bago pa man ang current zero, nagbibigay ng damping control sa simula ng transient process. Ang disenyo na ito ay partikular na naaangkop para sa EHV applications na nangangailangan ng limitation ng switching overvoltage, bilang ang synergistic effect ng resistance at ark ay nagbibigay ng ordered dissipation ng electromagnetic energy sa panahon ng interruption.
Buod ng Mga Function ng Pagsasakay ng Resistansiya
Sa buod, ang resistor sa ibayo ng circuit breaker contacts ay maaaring mag-perform ng isa o higit pa sa mga sumusunod na function:
Nababawasan ang RRRV (Rate of Rise of Restriking Voltage) sa Circuit Breaker
Sa pamamagitan ng pag-divert ng ark current at pagpapabilis ng deionization ng ark channel, ang resistor ay suppreses ang rate ng pagtaas ng transient recovery voltage (TRV), pinapadali ang burden ng recovery ng dielectric strength sa breaker interrupter.
Mitigates High-Frequency Restriking Voltage Transients during Inductive/Capacitive Load Switching
Kapag nag-interrupt ng inductive currents (halimbawa, unloaded transformers) o capacitive currents (halimbawa, charging cables), ang shunt resistor limits ang amplitudes ng oscillatory overvoltage sa pamamagitan ng energy dissipation, pinaprevent ang mga risks ng insulation breakdown.
Equalizes TRV Distribution in Multi-Break Circuit Breakers
Sa mga breakers na may multiple interrupting gaps, ang resistor ay nagse-ensure ng uniform TRV distribution sa ibayo ng contact gaps sa pamamagitan ng voltage division, pinaprevent ang re-ignition dahil sa concentration ng voltage sa anumang single gap.
Mga Scenario Kung Saan Hindi Nangangailangan ng Pagsasakay ng Resistansiya
Ang conventional circuit breakers na may mababang post-arc resistance sa contact space (halimbawa, medium/low-voltage air breakers) ay hindi nangangailangan ng karagdagang shunt resistors. Ang kanilang ark channels ay natural na mabilis na deionize upang matugunan ang requirements ng interruption nang walang external resistance.
Analisis ng Teknikal na Prinsipyo
Ang core value ng pagsasakay ng resistansiya ay nasa kanyang synergistic mechanism ng "impedance matching-energy dissipation-damping oscillation," na nag-control ng switching transients sa loob ng equipment withstand limits. Ang teknolohiya na ito ay partikular na mahalaga sa EHV systems (110kV at iba pa), epektibong nag-aaddress ng:
Ang mga solusyon na ito ay lumalampas sa mga limitasyon ng tradisyonal na paraan ng pag-extinguish ng ark sa control ng transient overvoltage.