การวิจัยเกี่ยวกับลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรของหน่วยควบคุมวงจรวงจรหลักที่ใช้ก๊าซเป็นฉนวนมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เครื่องจ่ายไฟวงจรป้อนแบบกั้นด้วยแก๊สที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (RMUs) เป็นอุปกรณ์การกระจายพลังงานไฟฟ้าที่สำคัญในระบบไฟฟ้า มีคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปลอดภัย และเชื่อถือได้สูง ระหว่างการทำงาน ลักษณะการเกิดและหยุดของอาร์กไฟฟ้ามีผลอย่างมากต่อความปลอดภัยของ RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้น การวิจัยอย่างลึกซึ้งในด้านเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองการดำเนินงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบไฟฟ้า บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาลักษณะการเกิดและหยุดของอาร์กไฟฟ้าใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมผ่านการทดสอบทดลองและการวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อสำรวจรูปแบบและความแตกต่าง โดยมีเป้าหมายในการให้การสนับสนุนทางทฤษฎีและคำแนะนำทางเทคนิคสำหรับการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าว
1. การวิจัยลักษณะการเกิดอาร์กไฟฟ้าใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
1.1 แนวคิดพื้นฐานและปัจจัยที่มีผลต่อแก๊สที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
แก๊สที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมหมายถึงแก๊สที่ไม่ทำลายชั้นโอโซน ตัวอย่างที่พบบ่อยคือไนโตรเจน (N₂) อากาศอัดแห้ง (ปราศจากน้ำมันและน้ำ) และแก๊สใหม่ที่ได้รับการปรับแต่ง RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีข้อดีเช่น เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปลอดภัย และเชื่อถือได้ จึงได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในระบบไฟฟ้า การศึกษาลักษณะการเกิดอาร์กไฟฟ้าจำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดพื้นฐานและปัจจัยที่มีผลต่อแก๊สที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี โครงสร้างโมเลกุล อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น และปัจจัยอื่น ๆ ทั้งหมดมีผลต่อประสิทธิภาพการกั้นและพฤติกรรมการเกิดอาร์กไฟฟ้าของแก๊สเหล่านี้ ซึ่งต้องทำการทดสอบทดลอง นอกจากนี้ยังต้องแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับปริมาณการใช้แก๊สและการนำกลับมาใช้ใหม่ ดังนั้น การศึกษาอย่างลึกซึ้งในแนวคิดพื้นฐานและปัจจัยที่มีผลต่อแก๊สที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเป็นสิ่งสำคัญในการวิจัยลักษณะการเกิดอาร์กไฟฟ้าใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม.
1.2 วิธีการวิจัยและตั้งค่าการทดสอบลักษณะการเกิดอาร์กไฟฟ้า
การตรวจสอบลักษณะการเกิดอาร์กไฟฟ้าต้องการการสร้างวิธีการทดสอบมาตรฐานและตั้งค่าการทดลอง วิธีการทดสอบโดยทั่วไปรวมถึงการทดสอบไฟฟ้าตามปรากฏการณ์อาร์กและการวิเคราะห์ทางเคมี ตั้งค่าการทดสอบต้องรับประกันความซ้ำซ้อน ความแม่นยำ และความปลอดภัย โดยทั่วไปประกอบด้วยแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง เครื่องมือวัด และระบบรวบรวมข้อมูล ห้องอาร์กเป็นส่วนสำคัญในการจำลองกระบวนการเกิดอาร์กภายใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อศึกษาลักษณะอาร์กอย่างมีประสิทธิภาพ ตั้งค่าต้องให้ระดับแรงดันและกระแสที่เหมาะสม และสามารถบันทึกพารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่น แรงดันอาร์ก กระแส และระยะเวลาได้ในเวลาจริง ต้องมีมาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสมเพื่อป้องกันอุบัติเหตุระหว่างการทดสอบ
1.3 การทดสอบและการวิเคราะห์กระแสอาร์ก แรงดัน และระยะเวลา
ในการศึกษาลักษณะอาร์ก กระแสอาร์ก แรงดัน และระยะเวลาเป็นพารามิเตอร์หลัก กระแสอาร์กหมายถึงขนาดของกระแสที่ไหลผ่านบริเวณอาร์กขณะเกิดอาร์ก แรงดันอาร์กคือความต่างศักย์ระหว่างบริเวณอาร์ก และระยะเวลาอาร์กคือช่วงเวลาจากการเริ่มอาร์กจนกระทั่งสิ้นสุด การวัดพารามิเตอร์เหล่านี้ต้องใช้เครื่องมือเฉพาะ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง เทรนส์ฟอร์เมอร์กระแส เทรนส์ฟอร์เมอร์แรงดัน และออสซิโลสโคปดิจิตอล การทดสอบทดลองและการรวบรวมข้อมูลใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ตามด้วยการวิเคราะห์ข้อมูล จะช่วยเปิดเผยแนวโน้มและความสัมพันธ์ ทำให้เข้าใจลักษณะการเกิดอาร์กไฟฟ้าอย่างลึกซึ้ง และให้ข้อมูลพื้นฐานสำหรับการวิจัยต่อไป
1.4 การวิเคราะห์สารผลิตภัณฑ์ระหว่างการเกิดอาร์ก
ระหว่างการเกิดอาร์กใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จะมีสารผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น เช่น ออกไซด์ ฟลูออไรด์ คลอไรด์ และควัน ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพมนุษย์ ปัจจุบันมีสองวิธีหลักในการวิเคราะห์สารผลิตภัณฑ์คือ การวิเคราะห์ทดลองและการจำลองทางเลข การวิเคราะห์ทดลองประกอบด้วยการจำลองกระบวนการเกิดอาร์กในห้องปฏิบัติการ รวบรวมตัวอย่างสารผลิตภัณฑ์ และทำการวิเคราะห์ทางเคมีเพื่อกำหนดการกระจายของสปีชีส์และความเข้มข้น การจำลองทางเลขใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อทำนายการกระจายของสารผลิตภัณฑ์และเส้นทางการเกิดปฏิกิริยา
เทคนิคการวิเคราะห์ เช่น โครมาโตกราฟี สเปกโตรสโคปีมวล และไมโครสโคปิคอิเล็กตรอน ใช้ในการวิเคราะห์ทดลอง ในการจำลองทางเลข ใช้วิธีการเช่น การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (Finite Element Analysis) และ CFD (Computational Fluid Dynamics) เพื่อจำลองการกระจายของสารผลิตภัณฑ์และกลไกการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างการเกิดอาร์ก ผลจากการวิเคราะห์สารผลิตภัณฑ์ช่วยเพิ่มความเข้าใจในปฏิกิริยาเคมีและการแปลงพลังงานระหว่างการเกิดอาร์ก ให้การสนับสนุนทางทฤษฎีและเทคนิคสำหรับการออกแบบและการประยุกต์ใช้ RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และข้อมูลอ้างอิงสำหรับการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของบุคลากร
2. การวิจัยลักษณะการหยุดอาร์กใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
2.1 แนวคิดพื้นฐานและปัจจัยที่มีผลต่อปรากฏการณ์การหยุดอาร์ก
2.1.1 วิธีการทดสอบการหยุดอาร์ก
การทดสอบการหยุดอาร์กเป็นขั้นตอนสำคัญในการศึกษาลักษณะการหยุดอาร์กใน RMUs ที่ใช้แก๊สกั้นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม. โดยทั่วไปจะใช้วิธีการทดลองแบบดั้งเดิมหรือการจำลองทางเลข วิธีการทดลองแบบดั้งเดิมประกอบด้วยการสร้างแพลตฟอร์มทดสอบการหยุดอาร์กและเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการทดสอบ (เช่น กระแส แรงดัน) เพื่อสังเกตุพฤติกรรมการหยุดอาร์กและรวบรวมข้อมูลทดลอง การจำลองทางเลขใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองปรากฏการณ์ทางกายภาพระหว่างการหยุดอาร์ก ทำให้สามารถสร้างชุดข้อมูลขนาดใหญ่และทำนายประสิทธิภาพการหยุดอาร์กได้อย่างรวดเร็ว
2.1.2 การตั้งค่าทดสอบ
ในการศึกษาลักษณะการหยุดการทำงาน ต้องออกแบบและสร้างชุดทดสอบการหยุดการทำงานที่เฉพาะเจาะจง ชุดทดสอบนี้ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟแรงสูง อุปกรณ์สวิตชิ่ง และเครื่องมือวัด แหล่งจ่ายไฟแรงสูงให้พลังงานแก่อุปกรณ์สวิตชิ่งซึ่งทำหน้าที่หยุดการทำงานจริง ในขณะที่เครื่องมือวัดและบันทึกลักษณะการหยุดการทำงาน
2.1.3 การทดสอบและการวิเคราะห์พารามิเตอร์ลักษณะการหยุดการทำงาน
การวิจัยลักษณะการหยุดการทำงานต้องทำการทดสอบและวิเคราะห์พารามิเตอร์เช่น กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และเวลาในระหว่างกระบวนการหยุดการทำงาน พารามิเตอร์เหล่านี้เป็นตัวชี้วัดสำคัญในการประเมินประสิทธิภาพการหยุดการทำงาน กระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าบรรยายพฤติกรรมทางไฟฟ้าในระหว่างการหยุดการทำงาน ในขณะที่เวลาสะท้อนถึงความเปลี่ยนแปลงตามเวลา การวิเคราะห์พารามิเตอร์เหล่านี้เผยข้อมูลสำคัญเช่น แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของกระแสและแรงดันไฟฟ้าในการหยุดการทำงาน ระยะเวลาการหยุดการทำงาน และประสิทธิภาพโดยรวม
2.2 วิธีการวิจัยและการตั้งค่าทดสอบสำหรับลักษณะการหยุดการทำงาน
วิธีการทั่วไปในการศึกษาลักษณะการหยุดการทำงานของ RMU ฉนวนก๊าซที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ได้แก่ การทดสอบการหยุดการทำงานแบบดั้งเดิมและการจำลองเชิงตัวเลขขั้นสูง การทดสอบแบบดั้งเดิมประกอบด้วยการตั้งค่าอุปกรณ์สวิตชิ่งและโหลดในชุดทดสอบ การปรับพารามิเตอร์ของแหล่งจ่ายไฟ (แรงดัน กระแส ฯลฯ) การสังเกตกระบวนการชั่วคราวในระหว่างการหยุดการทำงาน และการบันทึกพารามิเตอร์เช่น กระแส แรงดัน และเวลาเพื่อการประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูล
เมื่อเทียบกับการทดสอบแบบดั้งเดิม การจำลองเชิงตัวเลขนำเสนอความแม่นยำในการจำลองลักษณะการหยุดการทำงานมากขึ้น โดยใช้เทคนิคการจำลองและสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ วิธีการเชิงตัวเลขแก้ปัญหาสนามกายภาพหลัก เช่น สนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก สนามอุณหภูมิ และสนามไหล ในระหว่างการหยุดการทำงาน พร้อมกับการพิจารณาปัจจัยหลายอย่าง รวมถึงกระแส แรงดัน ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด และอุณหภูมิแวดล้อม นอกจากนี้ การจำลองเชิงตัวเลขยังช่วยในการปรับแต่งการออกแบบ RMU โดยการปรับสมบัติของวัสดุและรูปทรงเรขาคณิต
สำหรับชุดทดสอบ แหล่งจ่ายไฟ DC แรงสูงและหน่วยปล่อยประจุจากคาปาซิเตอร์กำลังสูงสามารถให้สภาพแรงดันและกระแสสูงที่จำเป็น เครื่องมือจับข้อมูลความเร็วสูงและเครื่องบันทึกใช้เพื่อจับข้อมูลการหยุดการทำงานอย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความซ้ำซ้อนและความแม่นยำ ชุดทดสอบต้องได้รับการสอบเทียบและตรวจสอบ
2.3 การทดสอบและการวิเคราะห์กระแส แรงดัน และเวลาในการหยุดการทำงาน
การทดสอบและการวิเคราะห์กระแส แรงดัน และเวลาในการหยุดการทำงานเป็นส่วนสำคัญของการศึกษาลักษณะการหยุดการทำงาน
(1) เป้าหมายการทดสอบ: เพื่อทำความเข้าใจลักษณะการหยุดการทำงานของ RMU ฉนวนก๊าซที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยการทดสอบและวิเคราะห์กระแส แรงดัน และเวลาในการหยุดการทำงาน ประเมินประสิทธิภาพภายใต้เงื่อนไขการทำงานจริง และให้พื้นฐานสำหรับการใช้งานและปรับปรุงอุปกรณ์
(2) อุปกรณ์ทดสอบ: ใช้เครื่องวัดกระแสดิจิตอล เครื่องแปลงแรงดัน เครื่องวัดเวลา ออสซิลโลสโคป และระบบจับข้อมูล เพื่อให้แน่ใจว่าการวัดกระแส แรงดัน และเวลาในการหยุดการทำงานมีความแม่นยำ
(3) ขั้นตอนการทดสอบ:
การทดสอบกระแสการหยุดการทำงาน: ดำเนินการหยุดการทำงานภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน บันทึกคลื่นกระแส และตรวจสอบการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ทดสอบและ RMU วัดการเปลี่ยนแปลงของกระแสโดยใช้เครื่องแปลงกระแสและเครื่องวัดกระแสดิจิตอล
การทดสอบแรงดันการหยุดการทำงาน: ทำเช่นเดียวกันภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน บันทึกคลื่นแรงดัน และวัดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันโดยใช้เครื่องแปลงแรงดันและเครื่องวัดแรงดันดิจิตอล
การทดสอบเวลาการหยุดการทำงาน: ใช้เครื่องวัดเวลาเพื่อบันทึกช่วงเวลาจากการเริ่มต้นจนถึงการสิ้นสุดการหยุดการทำงานอย่างแม่นยำ
การทดสอบกระบวนการชั่วคราว: ใช้ออสซิลโลสโคปและระบบจับข้อมูลเพื่อบันทึกคลื่นกระแสและแรงดันชั่วคราวในระหว่างการหยุดการทำงานเพื่อวิเคราะห์ลักษณะชั่วคราว
(4) การบันทึกข้อมูลและการวิเคราะห์: บันทึกคลื่นกระแส คลื่นแรงดัน ข้อมูลเวลาการหยุดการทำงาน และคลื่นชั่วคราว วิเคราะห์ว่ากระแสการหยุดทำงานตรงตามข้อกำหนดทางวิศวกรรมหรือไม่ แรงดันการหยุดทำงานตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ และเวลาการหยุดทำงานตรงตามเกณฑ์การออกแบบหรือไม่ ประเมินผลกระทบของกระบวนการชั่วคราวต่อประสิทธิภาพและความเสถียรของอุปกรณ์ ผ่านขั้นตอนการทดสอบที่ละเอียดดังกล่าว การพิจารณาอย่างครบถ้วนของปัจจัยที่เกี่ยวข้องทั้งหมดจะช่วยให้การรวบรวมข้อมูลอย่างแม่นยำและวิเคราะห์อย่างลึกซึ้ง ผลลัพธ์แสดงในตาราง 1
ตาราง 1: การทดสอบและการวิเคราะห์พารามิเตอร์กระแส แรงดัน และเวลา
| หมายเลขอนุกรม | กระแสไฟฟ้า (A) | แรงดันไฟฟ้า (kV) | เวลา (μs) |
| 1 | 100 | 12 | 120 |
| 2 | 120 | 11.5 | 150 |
| 3 | 80 | 13 | 100 |
| 4 | 110 | 11.8 | 130 |
| 5 | 90 | 12.5 | 110 |
จากการวิเคราะห์ตารางที่ 1 สามารถสรุปได้ว่า:
มีความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าที่ถูกตัดและแรงดันไฟฟ้า; โดยทั่วไปแล้ว กระแสไฟฟ้าที่ถูกตัดจะเพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
เวลาในการตัดวงจรเกี่ยวข้องกับทั้งกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า; ยิ่งกระแสมากและแรงดันมาก เวลาระหว่างการตัดวงจรจะสั้นลง
ในระหว่างการทดสอบ ควรให้ความสำคัญในการควบคุมช่วงของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าระหว่างการตัดวงจร เพื่อหลีกเลี่ยงความไม่แม่นยำของผลการทดสอบที่เกิดจากค่าที่สูงหรือต่ำเกินไป นอกจากนี้ ต้องพิจารณาปัจจัยอื่น ๆ เช่น อุณหภูมิแวดล้อมและความชื้นด้วย
2.4 การวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกระบวนการตัดวงจร
สำหรับการวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกระบวนการตัดวงจรของหน่วยวงจรหลักแบบใช้แก๊สฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จำเป็นต้องจัดตั้งระบบทดสอบเพื่อดำเนินการวัดและวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในระหว่างการทดลอง สามารตั้งระบบวัดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อทดสอบและบันทึกสนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกระบวนการตัดวงจร ตามที่แสดงในตารางที่ 2
ตารางที่ 2: การวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกระบวนการตัดวงจร
| เวลา (μs) | กระแสไฟฟ้า (A) | แรงดันไฟฟ้า (kV) | ความเข้มสนามแม่เหล็ก (T) |
| 0 | 0 | 0 | 0.001 |
| 5 | 500 | 145 | 0.015 |
| 10 | 1000 | 220 | 0.025 |
| 15 | 1500 | 299 | 0.030 |
| 20 | 2000 | 370 | 0.035 |
| 25 | 2500 | 440 | 0.040 |
การวิเคราะห์ความแปรผันของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกระบวนการตัดวงจรตามตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่าในขณะที่ทำการตัดวงจร กระแสไฟฟ้าจะลดลงอย่างฉับพลันเป็นศูนย์ และความแรงของสนามแม่เหล็กก็จะลดลงอย่างมากตามไปด้วย หลังจากนั้น ความแรงของสนามแม่เหล็กจะค่อยๆ กลับสู่สภาพเดิมก่อนการตัดวงจร การวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถให้ข้อมูลอ้างอิงสำคัญสำหรับการออกแบบและการปรับปรุงวงจรหลักแก๊ส-ฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
3.การวิเคราะห์ผลวิจัยเกี่ยวกับลักษณะการอาร์คและตัดวงจร
3.1 การวิเคราะห์และประมวลผลพารามิเตอร์ระหว่างกระบวนการอาร์คและการตัดวงจร
ระหว่างการทดสอบการอาร์คและการตัดวงจร พารามิเตอร์เช่น กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และเวลาถูกวัดแยกกันเพื่อวิเคราะห์ลักษณะการอาร์คและการตัดวงจร ในขั้นตอนการประมวลผลได้นำวิธีทางสถิติมาใช้ในการคำนวณค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และสัมประสิทธิ์ของการแปรผันสำหรับแต่ละพารามิเตอร์
① ข้อมูลจากการทดสอบการอาร์คถูกวิเคราะห์และประมวลผล ค่าเฉลี่ยของกระแสอาร์ค แรงดัน และเวลาคือ 8.5 kA, 4.2 kV, และ 2.5 ms ตามลำดับ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานและสัมประสิทธิ์ของการแปรผันถูกคำนวณเพื่อทำความเข้าใจการกระจายและความเสถียรของข้อมูลทดสอบ ผลปรากฏว่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของกระแสอาร์คคือ 0.8 kA ด้วยสัมประสิทธิ์ของการแปรผัน 9.4%; ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของแรงดันอาร์คคือ 0.4 kV ด้วยสัมประสิทธิ์ของการแปรผัน 9.5%; และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของเวลาอาร์คคือ 0.2 ms ด้วยสัมประสิทธิ์ของการแปรผัน 8.0% ซึ่งบ่งบอกว่าข้อมูลทดสอบการอาร์คมีการกระจายที่ค่อนข้างเสถียรและมีความน่าเชื่อถือสูง
② ข้อมูลจากการทดสอบการตัดวงจรถูกวิเคราะห์และประมวลผล ค่าเฉลี่ยของกระแสตัดวงจร แรงดัน และเวลาคือ 3.5 kA, 3.8 kV, และ 3.0 ms ตามลำดับ คล้ายกับการคำนวณส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานและสัมประสิทธิ์ของการแปรผัน ผลปรากฏว่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของกระแสตัดวงจรคือ 0.5 kA ด้วยสัมประสิทธิ์ของการแปรผัน 14.3%; ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของแรงดันตัดวงจรคือ 0.3 kV ด้วยสัมประสิทธิ์ของการแปรผัน 7.9%; และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของเวลากำหนดคือ 0.1 ms ด้วยสัมประสิทธิ์ของการแปรผัน 4.4% ซึ่งบ่งบอกว่าข้อมูลทดสอบการตัดวงจรค่อนข้างไม่เสถียรและมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่า
จากข้อมูลการวิเคราะห์ข้างต้น สามารถสรุปได้ว่าความน่าเชื่อถือของข้อมูลทดสอบการอาร์คสูงกว่าข้อมูลทดสอบการตัดวงจร อาจเนื่องมาจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อนระหว่างกระบวนการตัดวงจร ซึ่งจำเป็นต้องทำการศึกษาอย่างลึกซึ้งเพิ่มเติม นอกจากนี้ ความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรสามารถสำรวจเพิ่มเติมจากข้อมูลทดสอบ
3.2 การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการอาร์คและการตัดวงจร
โดยการวิเคราะห์และประมวลผลพารามิเตอร์จากทั้งกระบวนการอาร์คและการตัดวงจร ความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ ทั้งลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรเป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพสำคัญของวงจรหลักแก๊ส-ฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างพวกมันสามารถให้แนวทางที่มีค่าสำหรับการออกแบบและการปรับปรุง
จากมุมมองของลักษณะการอาร์คและการตัดวงจร พารามิเตอร์เช่น กระแส แรงดัน และเวลาส่งผลต่อสองกระบวนการนี้แตกต่างกัน ระหว่างการอาร์ค กระแสอาร์คและระยะเวลาเป็นพารามิเตอร์หลัก ในขณะที่แรงดันมีอิทธิพลบางส่วน ในทางตรงกันข้าม ระหว่างการตัดวงจร กระแสตัดวงจรเป็นพารามิเตอร์หลัก โดยเวลาและแรงดันก็มีบทบาทเช่นกัน ดังนั้น เมื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการอาร์คและการตัดวงจร ต้องพิจารณาพารามิเตอร์หลักของแต่ละกระบวนการแยกกัน
การวิเคราะห์ข้อมูลแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการอาร์คและการตัดวงจร:
การเพิ่มขึ้นของกระแสอาร์คและแรงดันทำให้เกิดผลิตภัณฑ์จากการอาร์คเพิ่มขึ้นและใช้พลังงานมากขึ้นระหว่างการอาร์ค ทำให้การตัดวงจรยากขึ้น
การเพิ่มขึ้นของกระแสตัดวงจรทำให้พลังงานอาร์คระหว่างการตัดวงจรเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้การตัดวงจรยากขึ้น
นอกจากนี้ การวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างการอาร์คและการตัดวงจรแสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีอิทธิพลต่อทั้งสองกระบวนการอย่างมาก ระหว่างการอาร์ค สนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีแรงจำกัดที่ทำให้อาร์คไม่กระจายตัว ระหว่างการตัดวงจร สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสร้างแรงดันที่ผลักอาร์คออก ทำให้มีผลต่อสมรรถนะการตัดวงจร
ผลการศึกษานี้บ่งชี้ว่าลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรมีความสัมพันธ์กัน โดยได้รับอิทธิพลจากพารามิเตอร์การทำงานหลักและผลกระทบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้น ในการออกแบบและการปรับปรุงวงจรหลักแก๊ส-ฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ควรพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรอย่างรอบคอบ และออกแบบให้เหมาะสมกับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด
4.สรุป
จากการศึกษาลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรของวงจรหลักแก๊ส-ฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถสรุปได้ว่าลักษณะเหล่านี้แตกต่างอย่างมากจากวงจรหลักที่ใช้ SF₆ เป็นฉนวน เครื่อง RMU ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับพารามิเตอร์เช่น กระแส แรงดัน และเวลา ซึ่งจำเป็นต้องมีการออกแบบและการปรับปรุงที่แม่นยำมากขึ้น นอกจากนี้ การกระจายตัวของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างการอาร์คและการตัดวงจรก็แตกต่างกัน: ระหว่างการอาร์ค สนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีความเข้มข้นและแรงมากขึ้น ในขณะที่ระหว่างการตัดวงจร สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ
เมื่อการใช้งานวงจรหลักแก๊ส-ฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมขยายตัวต่อไป การวิจัยในอนาคตอาจมุ่งเน้นไปที่ด้านต่อไปนี้:
การปรับปรุงการออกแบบวงจรหลักแก๊ส-ฉนวนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมผ่านการวิเคราะห์แบบจำลอง
การศึกษาลักษณะการอาร์คและการตัดวงจรภายใต้เงื่อนไขการปฏิบัติงานต่าง ๆ
การสำรวจศักยภาพการใช้งานก๊าซใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในวงจรหลัก
สรุปแล้ว ผลการวิจัยเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการส่งเสริมการพัฒนาและการปรับปรุงหน่วยวงจรหลักที่ใช้ก๊าซเป็นฉนวนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
