Warunki przełączania małego prądu indukcyjnego dla aparatury rozdzielczej

Przycinanie prądu i ponowne zapłonienie w wyłącznikach obsługujących małe prądy indukcyjne

Gdy wyłącznik (CB) otwiera lub zamyka banki kondensatorów szeregowych lub niewyładowane transformatory mocy, zwykle przeprowadza małe prądy indukcyjne, zazwyczaj kilkadziesiąt amperów, z opóźnieniem o 90 stopni względem fazy napięcia. Jednakże te prądy często są przedwcześnie zmuszane do zerowania się przez zjawisko znanego jako przycinanie prądu. Może to prowadzić do nadnapięć wynikających z przycinania i kolejnych nadnapięć wynikających z ponownego zapłonienia, które mogą mieć poważne konsekwencje w zależności od wydajności CB i warunków obwodu.

Zjawisko przycinania prądu

Typowe zachowanie napięcia i prądu podczas przycinania prądu jest ilustrowane na poniższym rysunku dla przypadku przerwania małych prądów indukcyjnych. Gdy występuje przycinanie prądu, towarzyszy mu rozszerzające się wysokoczęstotliwościowe drganie prądu, które prowadzi do nagłego zerowania się prądu. To zjawisko jest spowodowane niestabilnością łuku spowodowaną charakterystykami łuku i warunkami obwodu.

• Niestabilność łuku: Charakterystyka łuku i warunki obwodu prowadzą do niestabilności, powodując nagłe przerwanie prądu przed osiągnięciem naturalnego przecięcia zero.

• Wysokoczęstotliwościowe drganie: Wraz z przycinaniem prądu występują wysokoczęstotliwościowe drgania, które przyczyniają się do nagłego zatrzymania prądu.

Zjawisko ponownego zapłonienia

Inne zjawisko następujące po przerwaniu małych prądów indukcyjnych to ponowne zapłonienie. Wyłączniki mogą łatwo przerwać małe prądy indukcyjne nawet przy krótkich czasach łukowych i małych lukiach kontaktowych. Jednakże zdolność izolacyjna CB wzrasta wraz ze wzrostem luki kontaktowej. Dlatego mała luka kontaktowa jest bardziej podatna na przebicie napięciowe w okresie przejściowego napięcia odzyskującego (TRV), jeśli TRV przekracza zdolność izolacyjną między luką kontaktową.

• Zdolność izolacyjna: Zdolność izolacyjna CB poprawia się wraz ze wzrostem luki kontaktowej.

• Ryzyko przebicia napięciowego: Mniejsza luka kontaktowa zwiększa ryzyko przebicia napięciowego w okresie TRV, gdy TRV przekracza zdolność izolacyjną CB.

Podsumowanie

Podsumowując, gdy wyłącznik obsługuje małe prądy indukcyjne:

• Przycinanie prądu: Przedwczesne przerwanie prądu może prowadzić do wysokoczęstotliwościowych drgań i nadnapięć.

• Ponowne zapłonienie: Po początkowym przerwaniu istnieje ryzyko ponownego zapłonienia z powodu niewystarczającej luki kontaktowej, co prowadzi do dalszych nadnapięć.

Te zjawiska mogą mieć znaczący wpływ na system, w zależności od wydajności wyłącznika i konkretnych warunków obwodu. Zrozumienie i minimalizacja tych efektów są kluczowe dla zapewnienia niezawodnej pracy systemów elektrycznych.