Små induktiva strömstyrkor för växlingsapparater

Strömnivåering och återantändning i strömbrytare som hanterar små induktiva strömmar

När en strömbrytare (CB) öppnar eller stänger shuntreaktorbanker eller oladdade krafttransformatorer, växlar den typiskt små induktiva strömmar, vanligtvis flera tiotal amper, med en 90-graders fördröjning i förhållande till spänningens fas. Dessa strömmar tvingas dock ofta för tidigt till noll genom ett fenomen kallat strömnivåering. Detta kan resultera i nivåeringsöverspänningar och efterföljande återantändningsöverspänningar, vilket kan leda till allvarliga konsekvenser beroende på CB:s prestanda och kretsens villkor.

Fenomenet strömnivåering

Den typiska beteckningen av spänning och ström under strömnivåering illustreras nedan för avbrott av små induktiva strömmar. När strömnivåering inträffar följs det av en utvidgande högfrekvent strömoscillation som leder till ett plötsligt strömnull. Detta fenomen beror på bugeosäkerhet orsakad av buggens egenskaper och kretsens villkor.

• Bugeosäkerhet: Buggens egenskaper och kretsens villkor leder till osäkerhet, vilket gör att strömmen plötsligt avbryts innan den når sitt naturliga nollskärningspunkt.

• Högfrekventa oscillationer: När strömmen nivåeras uppstår högfrekventa oscillationer, vilket bidrar till det plötsliga upphörandet av strömmen.

Fenomenet återantändning

Ett annat fenomen efter avbrott av små induktiva strömmar är återantändning. Strömbrytare kan lätt avbryta små induktiva strömmar även med korta bugtid och små kontaktavstånd. Dock ökar dielektriska motståndskraften hos en CB med kontaktavståndet. Därför är ett litet kontaktavstånd mer benäget för spänningsgenombrott under perioden för övergångsspänning (TRV) om TRV överstiger dielektriska motståndskraften över kontaktavståndet.

• Dielektrisk motståndskraft: Dielektriska egenskaper hos CB förbättras när kontaktavståndet ökar.

• Risk för spänningsgenombrott: Ett mindre kontaktavstånd ökar risken för spänningsgenombrott under TRV-perioden när TRV överstiger dielektriska motståndskraften hos CB.

Sammanfattning

Sammanfattningsvis, när en strömbrytare hanterar små induktiva strömmar:

• Strömnivåering: För tidig avbrott av strömmen kan leda till högfrekventa oscillationer och överspänningar.

• Återantändning: Efter det inledande avbrottet finns det en risk för återantändning på grund av otillräckligt kontaktavstånd, vilket leder till ytterligare överspänningar.

Dessa fenomen kan ha betydande effekter på systemet, beroende på strömbrytarens prestanda och de specifika kretsvillkoren. Förståelse och minskning av dessa effekter är viktigt för att säkerställa elektriska systemens tillförlitliga drift.