Meetingsstand Verwysing in Vakuumonderbreker deur Meganiese Drukmoniteringmetode

Monitorings van Vakuumtoestand in Vakuumonderbrekers

Vakuumonderbrekers (VIs) dien as die primêre sirkuitonderbreekmedium vir middelspanningskragstelsels en word steeds meer gebruik in lae-, middel- en hoëspanningsstelsels. Die prestasie van VIs hang af van die handhaving van 'n interne druk onder 10 hPa (waar 1 hPa gelykstaan aan 100 Pa of 0,75 torr). Voordat VIs die fabriek verlaat, word dit getoets om te verseker dat hul interne druk ≤10^-3 hPa is.
Die prestasie van 'n VI korreleer met sy vakuumvlak; dit is egter nie eenvoudig eweredig aan die interne druk nie. In plaas daarvan kan die druk binne 'n VI in drie groepe indigeer word:

•    Laag Druk: Onder 10^-6 hPa
•    Middel Druk: Van ongeveer 10^-3 hPa tot by die Paschen minimumdruk
•    Hoë Druk: Gewoonlik aanduiding van 'n mislukking wat blootstelling aan lug veroorsaak

Binne die lae-drukgebied funksioneer VIs effektief. In die middeldrukgebied egter degradeer beide dielektriese sterkte en onderbreekvermoëns, 'n degradasie wat voortduur in die "tot-aan-lug" gebied. Interessant genoeg, terwyl die dielektriese prestasie op sy laagste is in die middeldrukgebied, verbeter dit egter 'n bietjie in die "tot-aan-lug" gebied—hoewel nie na die vlak waargeneem in die lae-drukgebied nie.
Dit is belangrik om te erken dat geen van die bespreekte monitoringsmetodes die volle drukspektrum binne 'n VI, van lae-druk tot "tot-aan-lug"-toestande, omspan nie. Elke metode is van toepassing op 'n spesifieke bereik, gedetailleer in die teks en opgesom in Tabel 1. Daarbenewens varieer die doeltreffendheid van sekere metodes afhangende van die ontwerp van die VI, en sommige uitsette kan beïnvloed word deur die samestelling en druk van gasse wat moontlik in die VI lek, soos atmosferiese lug of SF6-gas wat in GIS-skeppings gebruik word.

Die wye inrigting van VIs in middelspanningskepsers benadruk die uitdagings om vakuumintegriteit veldtewys te bevestig, veral na dekades van diens. Inspeksies van VIs ná meer as 20 jaar se gebruik het gemengde resultate opgelewer. Dit is belangrik om te onthou dat VIs net een komponent van 'n groter stelsel is; die funksionaliteit van die meganismes, beheerskringe, sirkuitontwerp, en ander elemente is ewe krities vir die effektiewe werking van VIs.

Tabel 1 verskaf 'n opsomming van die algemene toepassings van hierdie monitoringsmetodes in SF6-omgewings, tesame met praktiese oorwegings vir hul gebruik met GIS-skeppings. Hierdie tabel gee ook die uitkomste van verskeie toetsmetodes weer, waarin die kompleksiteite wat betrokke is by die versekering van die langtermynbetroubaarheid van VIs in uiteenlopende operasionele kontekste belig. Die begrip van hierdie subtiliteite is noodsaaklik om die prestasie en lanklewensigheid van elektriese stelsels wat op vakuumonderbreker-tegnologie vertrou, te optimaliseer.

Metings van Vakuumonderbreker-toestand Deur Mekaniese Druckmonitoring

Atmosferiese druk oefen 'n aansienlike sluitkracht op die beweeglike terminal van vakuumonderbrekers (VIs) uit. Vir VIs wat in kepsers gebruik word, bedra hierdie krag tipies enkele honderde newtons. Wanneer die vakuum binne die VI volledig verloor raak, gelyk die interne druk met die eksterne atmosferiese druk, wat die sluitkrag aansienlik verminder en die mekaniese gedrag van die VI verander. Diagnostiese metodes gebaseer op die opsporing van hierdie verandering kan slegs identifiseer wanneer die VI sy vakuum volledig verloor het, d.w.s. dit is "tot-aan-lug" geword. Merkwaardig genoeg, selfs by drukvlakke so hoog as naby die Paschen minimum, bly daar genoeg druk binne die VI om die volle sluitkrag te handhaaf.

Hoofmetode vir Mekaniese Druckmonitoring

Die primêre benadering tot mekaniese druckmonitoring behels die hechting van 'n addisionele beweeglike komponent aan die VI deur middel van 'n bel of soortgelyke meganisme (verwys na Figuur 1). Wanneer die vakuum volledig verloor raak, beweeg hierdie addisionele deel as gevolg van die gelykstelling van interne en eksterne druk. Anders as die beweeglike kontak, wat deur die kepsersmeganismus beperk word, is hierdie addisionele deel vry om te beweeg. 'n Opsporingsstelsel moniteer die posisieveranderinge van hierdie addisionele komponent en reageer daarna. Afhangende van die opsporingsstelsel wat gebruik word, maak hierdie inset voortdurende monitoring van die VI moontlik. Die beweging van die addisionele deel word bepaal deur sy eie ontwerp eerder as die algehele VI-ontwerp, wat hierdie metode toepaslik maak op lae-, middel- en hoëspannings-VIs.
Praktiese Oorwegings

Alhoewel dit teoreties moontlik is, bied die gebruik van die sluitkrag op die VI se beweeglike terminal om vakuumverlies op te spoor uitdagings. Atmosferiese druk oefen gewoonlik 'n krag van enkele honderde newtons op die VI se beweeglike terminal uit, terwyl die kepsersself 'n sluitkrag van enkele duisende newtons oefen. Daarom is dit moeilik om 'n vermindering in die VI se sluitkrag deur die kepsers se mekaniese gedrag te identifiseer, as gevolg van die relatief klein grootte van die VI se sluitkrag in vergelyking met dié van die kepsers. In vakuumkontakters, waar die toegepaste krag van die kontaktermeganisme laer is, mag die diagnose van volledige vakuumverlies deur mekaniese gedrag meer haalbaar wees.

Deur die gebruik van 'n addisionele beweeglike deel en 'n opsporingsstelsel bied mekaniese druckmonitoring 'n praktiese oplossing vir die voortdurende assessering van die vakuumtoestand van VIs. Hierdie tegniek bied 'n betroubare manier om totale vakuumverlies op te spoor, alhoewel dit nie gedeeltelike druktoenames binne die VI kan identifiseer nie. Dit verteenwoordig egter 'n waardevol instrument om die integriteit en funksionaliteit van VIs oor verskillende spanningsvlakke en toepassings te verseker.

Hierdie metode verseker dat enige aansienlike vakuumverlies vinnig opgespoor word, wat tydige instandhouding of vervanging moontlik maak, en dus die betroubaarheid en veiligheid van elektriese stelsels wat op VIs vertrou, verhoog.

Agtergrond oor Vakuumonderbreker-monitoring Deur Mekaniese Druckmonitoring-metode

Die mekaniese druckmonitoring-tegniek evalueer die vakuumintegriteit van 'n Vakuumonderbreker (VI) deur veranderinge in mekaniese gedrag op te spoor as gevolg van die verlies van sluitkrag veroorsaak deur atmosferiese druk op die beweeglike terminal. Hierdie metode bied 'n binêre, slaag/mis-meetresultaat wat aandui of die VI sy vakuum verloor het en "tot-aan-lug" is. Drukvlakke naby die Paschen minimum en ander kritiese punte waar die prestasie van die VI begin degraadeer, is te laag om enige waarneembare mekaniese verandering deur hierdie metode te veroorsaak.

Voordelige en Nadelige van die Mekaniese Druckmonitoring-metode

Voordelige:
•    Verenigbaarheid: Die metode is in die algemeen verenigbaar met verskeie isolasietipes, insluitend SF6, olie en solide isolasie, mits praktiese kwessies soos ruimtebeperkings en die rigging van lig na opsporingsapparatuur bestuur kan word.
•    Voordelige van Optiese Tegniek: Die gebruik van 'n optiese tegniek maak dit moontlik om nie-optiese komponente te herplaas in die laespanningskompartement van die skepping, wat veiligheid en instandhouding kan verbeter.
Nadelige:
•    Installasievereiste: Die beweeglike deel wat nodig is vir druckmonitoring moet tydens die oorspronklike vervaardiging van die VI geïnstalleer word. Dit kan nie na afdeling aan reeds opgetelde VIs gevoeg word nie. Alhoewel dit teoreties moontlik is om VIs wat met hierdie kenmerk toegerus is, in bestaande kepsers te integreer saam met die nodige opsporingsapparatuur, maak praktiese uitdagings gerelateer aan die pasmaking van die uitbreiding vir die extra deel in bestaande installasies dit dikwels onprakties.
•    Betrouwbaarheidskwessies: Die betrouwbaarheid van die meetapparatuur in vergelyking met die VI self stel 'n aansienlike risiko voor. Addisionele gesoldeerde dele wat by die VI gevoeg word, bring potensiële nuwe lekpadte in en kan meer vatbaar wees vir skade tydens installasie, wat lei tot vakuumverlies.

Breekbaarheid van Komponente:

• Optiese Tegnieke: Glasvezel wat in die opsporingsstelsel gebruik word, is vatbaar vir fouteplasing, skade tydens installasie, en blokkeringe deur kondensasie of stof.

• Elektriese Kontakmetode: Bewegingsopsporing deur elektriese kontakte vereis 'n gekragte mikrosirkuit naby die VI, wat ook elektries geïsoleer moet wees. Dit bring 'n aantal potensiële falingsmodes mee, insluitend kwessies met die betrouwbaarheid van die mikrosirkuit, suksesvolle seinoverdra, bekragting van die sirkuit, en die handhaving van elektriese isolasie.

In opsomming bied die mekaniese druckmonitoring-metode 'n direkte manier om te bevestig of 'n VI sy vakuum volledig verloor het, maar dit het noemenswaardige beperkings. Hierdie beperkings sluit in die onmoontlikheid om bestaande VIs na afdeling te toerust, potensiële betrouwbaarheidskwessies met addisionele komponente, en praktiese uitdagings verband hou met installasie en bedryf. Sorgvuldige oorweging van hierdie faktore is noodsaaklik wanneer daar oor die geskiktheid van hierdie metode vir spesifieke toepassings beslis word. Die versekering van 'n robuuste ontwerp en implementering kan help om sommige van hierdie risiko's te verminder, en dus die algehele betrouwbaarheid en doeltreffendheid van vakuumonderbreker-monitorsisteme te verhoog.