Kundizzjoni ta' kurrent tal-ħal qisqos għal switchgear

Spjegolġ tal-Fenomenu ta’ t-Talb tal-Kurrent u l-Pre-Strike fil-Switchgear

Fil-switchgear, partikularment fl-aħħar tas-silġ (CB) u fis-switches ta’ tagħmir (LBS), it-talb tal-kurrent irreferi għal il-proċess b’virtu ta’ li jinċipjaw ħalq kurrent meta l-kontatti jagħmlu l-iżvil. Dan il-proċess ma jibda mhux preċiżament meta l-kontatti jiċċaġġaw fis-silġ imma jista’ jiksemm minn kelbhekk mill-ġimgħa qabel minkejja r-risultat magħruf bħala pre-strike. Hawn taħt hija spjegazzjoni dettaljata ta’ din il-fenomen u s-silġ tiegħu.

1. Pre-Strike: Inċipju tal-Ħalq Qabel it-Taqsim tal-Kontatti

• Kompromiss Dieletriči: Meta l-kontatti jiċċaġġaw l-ewwel l-oħra waqt il-operazzjoni ta’ żvil, il-medju isolanti (kif sfarġell, SF6, jew vaku) bejnhom jiġi mokkompromiss. Dan jiġri għaliex il-kamp eletriči fid-foss bejn il-kontatti jzid wkoll hemm wieħed. Meta l-forza tal-kamp isir aktar kemm il-voltiġġ bejn il-kontatti, jew in-nifs mill-distanza bejnhom, ikun aktar, il-foss jiġi mokkompromiss, u jiġi inċipjat ħalq tas-silġ.

• Izluq tal-Kamp Eletriči: Il-kamp eletriči bejn il-kontatti jiżluq waqt li huma jiċċaġġaw l-ewwel l-oħra. Dan il-kamp hu proporzjonali mal-voltiġġ bejn il-kontatti u inversament proporzjonali mal-distanza bejnhom. Meta l-kamp ikun suffiċjentement fort, jiġi mokkompromiss il-molekoli tal-gas fid-foss, bil-formazzjoni ta’ passagg konduttiv għall-flus tal-kurrent.

• Inċipju tal-Ħalq: L-ħalq jiġi inċipjat qabel ma l-kontatti jiċċaġġaw fis-silġ, tipikament kelbhekk mill-ġimgħa qabel. Din il-bidu preċiża tal-ħalq hija magħrufa bħala pre-strike. Waqt il-pre-strike, l-ħalq jiġi formatt fid-foss żgħir bejn il-kontatti, u l-kurrent ibda jiflu għal ħalq nofs tal-ħin qabel ma l-kontatti jiċċaġġaw fis-silġ.

2. Sillġ tal-Pre-Strike

• Talb Eccessiv tal-Superfici tal-Kontatti: Jekk l-enerġija involuta fil-pre-strike tkun kbira, tista’ timorru talb eccessiv tas-superfici tal-kontatti. Dan hu partiwar problematiċi f’kundizzjonijiet ta’ short-circuit, fejn il-kurrent jista’ ikun estremament alt. Il-metal molten fuq is-superfici tal-kontatti jista’ jilġu għal welding tal-kontatti, fejn is-superfici tfuqsu xiemeġa.

• Welding tal-Kontatti: Il-kontatti welded jistgħu jimpiedi l-apparat tas-silġ mill-irrispons appropriate għal l-orġen ta’ l-apertura li jmiss. Jekk il-meċanika tal-opera tas-switchgear ma tgħti lejn iforsa suffiċjenti biex tinqasam il-punti welded, l-apparat jista’ jfalli l-aħħar biex jiftaħ sewwa, bil-potenzjalità ta’ hazji tas-silġ u dani għal l-equipment.

• Karatteristiċi tal-Kurrent ta’ Short-Circuit: Il-kurrents ta’ short-circuit solitament inklużu komponent DC, li jista’ jkun hemm l-valur peak tal-kurrent mult ikbar milli fil-kurrent ta’ short-circuit AC pur. Din l-inċreż tal-kurrent peak jista’ jwassal għal effetti aktar severi tal-pre-strike, bl-danni aktar serju tas-superfici tal-kontatti u welding.

• Dipendenza tal-Voltiġġ tal-Ħalq: Il-voltiġġ fuq l-ħalq (voltiġġ tal-ħalq) hu dipendenti mill-medju interrupting użat fil-switchgear. Anki meta l-lunghezz tal-ħalq tkun ħafifa, jista’ jkun hemm drops signifikanti tal-voltiġġ ħafif tal-ilektrod. Dan għaliex l-resistenza tal-ħalq mhux unifika lungo s-suġġett, u l-regjonijiet ħafifa tal-ilektrod solitament għandhom resistenza akbar għaliex l-konċentrazzjoni tal-ħalq u particelli ionizzati.

3. Żvil taħt Kondizzjonijiet ta’ Short-Circuit

• Circuit Breakers (CB): Fl-aħħar tas-silġ, l-operazzjoni ta’ żvil taħt kondizzjonijiet ta’ short-circuit hi partikolarment sfida. Il-livelli alta tal-kurrent u l-presenza ta’ komponent DC jistgħu jilġu għal arcing intenz u dani tas-superfici tal-kontatti. L-aħħar tas-silġ moderni jiġu disegnat b’materiali avvanzati u mekanismi ta’ raffredximent biex jiġi mitigat dawn l-effetti, sa l-iskont iġi pre-strike riman concern.

• Load Break Switches (LBS): Is-switches ta’ tagħmir huma ukoll susċettibli għal pre-strike waqt l-operazzjoni ta’ żvil, speċjalment f’applikazzjonijiet ta’ kurrent alto. Iwa, l-apparat LBS solitament jiġu użati f’applikazzjonijiet ta’ voltàġġ bass u kurrent bass skont l-aħħar tas-silġ, sa l-riskju ta’ dani severu tas-superfici tal-kontatti jkun ġeneralemente infeġġer.

4. Fazijiet tal-Operazzjoni ta’ Żvil fil-Switchgear

L-operazzjoni ta’ żvil tas-switchgear tista’ tiġi divisa f’dakjar fazijiet, kif jirriżulta mid-draw:

• Fażi 1: Avvicinament Inizjali tal-Kontatti: Il-kontatti ibda jiccagħġaw l-ewwel l-oħra, u l-kamp eletriči bejnhom ibda jiżluq. F’dan il-fażi, ma jkunx flus ta’ kurrent, iwa l-potentzial ta’ pre-strike jkun qed jiżluq.

• Fażi 2: Formazzjoni tal-Ħalq ta’ Pre-Strike: Waqt li l-kontatti jiċċaġġaw aktar, l-kamp eletriči jiġi superat mill-forza dieletriči tal-medju isolanti, b’mokkompromiss dieletriči. Jiġi formatt ħalq ta’ pre-strike, u l-kurrent ibda jiflu għal ħalq qabel ma l-kontatti jiċċaġġaw fis-silġ.

• Fażi 3: Taqsim tal-Kontatti u Transfer tal-Ħalq: Il-kontatti aħrajn jiċċaġġaw fis-silġ, u l-ħalq jiġi transferit mid-foss bejn il-kontatti għal is-superfici tal-kontatti. Il-kurrent jissejjaħ jiflu għal il-kitkar magħluq.

• Fażi 4: Operazzjoni Steady-State: Wara ma l-kontatti kienu magħluqa, is-sistema tibda l-operazzjoni steady-state, u l-kurrent jiflu għal il-kontatti magħluq mingħajr l-ħalq.

5. Strategiji ta’ Mitigazzjoni

Biex nminimu l-effetti tal-pre-strike u welding tal-kontatti, diversi strategiji ta’ disegnu u operazzjonali jistgħu jiġu impiegati:

• Użu ta’ Medji Isolanti b’Forza Dieletriči Alta: Użu ta’ medji isolanti b’forza dieletriči alta, kif SF6 gas jew vaku, jista’ jinħalifu l-probabbiltà ta’ pre-strike b’talba għal kamp eletriči aktar forte biex jiġi inċipjat mokkompromiss.

• Materiali Avvanzati tal-Kontatti: Użu ta’ materiali tal-kontatti b’punti melting alti u kondutività termika bona jista’ jgħin fil-reduzzjoni tad-danni tas-superfici tal-kontatti waqt il-pre-strike. Materiali kif l-alloys copper-tungsten huma użati komuni fil-switchgear ta’ voltàġġ alto.

• Mekanismi ta’ Raffredximent: Inkorporazzjoni ta’ mekanismi ta’ raffredximent, kif puffer systems jew forced gas flow, jista’ jgħin fil-disperżjoni tal-ħalq mill-ħalq u fil-minimizazzjoni tal-temperatura tas-superfici tal-kontatti, bl-irriduzzjoni tal-riskju ta’ welding.

• Enhancements ta’ Disegnu Meccaniku: Tassegħa li l-meċanika tal-opera tgħti forsa suffiċjenti biex tinqasam quddiem punti welded waqt l-operazzjoni ta’ apertura tista’ tpreveni l-switchgear mill-fali tal-aħħar biex jiftaħ sewwa.

• Sistemi ta’ Protezzjoni: Implementazzjoni ta’ sistemi ta’ protezzjoni, kif overcurrent relays u mekanismi ta’ dettazzjoni tal-fault, tista’ tghin fi tiddeteta u tirresponni għal kondizzjonijiet ta’ short-circuit aktar veloċi, bl-irriduzzjoni tal-durata u l-intensità tal-ħalq.

Konkluzzjoni

Il-fenomen ta’ pre-strike, fejn l-ħalq jiġi inċipjat qabel ma l-kontatti jiċċaġġaw fis-silġ, hu aspett importanti tal-operazzjoni ta’ żvil tas-switchgear. Dan tista’ jilġu għal danni eccessivi tas-superfici tal-kontatti, welding, u potenzjalità ta’ fall tas-switchgear. Tiegħi l-fatturi li jiġibu għal pre-strike, kif l-izluq tal-kamp eletriči u l-karatteristiċi tal-medju isolanti, hu essenzjali għad-disegnu u l-operazzjoni tas-switchgear affidabili. Bi l-impieg ta’ strategiji ta’ mitigazzjoni appropriati, kif l-użu ta’ medji isolanti b’forza dieletriči alta, materiali tal-kontatti avvanzati, u mekanismi ta’ raffredximent, l-effetti ta’ pre-strike jistgħu jiġu minimizzati, bl-assigurazzjoni ta’ operazzjoni tas-silġ sigura u affidabili f’kemm l-aħħar tas-silġ u l-load break switches.