Pagsukat ng Kondisyon ng Bakwasyon sa Interrupter ng Bakwasyon Gamit ang Paraan ng Paghahabi ng Mekanikal na Presyon

Pagmomonito ng kondisyon ng vacuum sa vacuum interrupters

Ang mga vacuum interrupters (VIs) ay nagsisilbing pangunahing medium para sa pagputol ng circuit sa mga sistema ng medium voltage power at lalong ginagamit sa mga sistema ng mababang, katamtaman, at mataas na voltaje. Ang performance ng VIs ay nakasalalay sa pag-maintain ng isang internal pressure na mas mababa sa 10 hPa (kung saan 1 hPa ay katumbas ng 100 Pa o 0.75 torr). Bago lumabas ng pabrika, ang mga VIs ay sinesuri upang tiyakin na ang kanilang internal pressure ay ≤10^-3 hPa.
Ang performance ng VI ay may kaugnayan sa kanyang lebel ng vacuum; ngunit, hindi ito simpleng proporsyonal sa internal pressure. Sa halip, ang pressure sa loob ng VI ay maaring ikategorya sa tatlong grupo:

•    Mababang Pressure: Mas mababa sa 10^-6 hPa
•    Mid-Range Pressure: Mula sa humigit-kumulang 10^-3 hPa hanggang sa Paschen minimum pressure
•    Mataas na Pressure: Karaniwang nagpapahiwatig ng pagkakasira na nagdudulot ng exposure sa hangin

Sa range ng mababang pressure, ang mga VIs ay gumagana nang epektibo. Gayunpaman, sa mid-range, ang dielectric strength at interruption capabilities ay bumababa, isang pagbaba na patuloy pa rin sa "up-to-air" range. Kakaibang, habang ang dielectric performance ay nasa pinakamababang lebel sa mid-range pressures, ito ay sumusunod na tumaas sa up-to-air range—bagama't hindi sa lebel na nakikita sa mababang pressure range.
Kritikal na kilalanin na walang anumang sa mga teknikong pinag-uusapan ang nakakakapat ng buong range ng pressures sa loob ng VI, mula sa mababang pressure hanggang sa up-to-air conditions. Ang bawat tekniko ay applicable sa isang partikular na range, na detalyado sa teksto at ibinubuod sa Table 1. Bukod dito, ang effectiveness ng ilang mga pamamaraan ay nag-iiba batay sa disenyo ng VI, at ang ilang outputs ay maaaring maapektuhan ng komposisyon at pressure ng mga gas na posibleng lumabas sa VI, tulad ng atmospheric air o SF6 gas na ginagamit sa GIS switchgear.

Ang malawakang paggamit ng VIs sa medium voltage switchgear ay nagbibigay-diin sa hamon ng pag-verify ng vacuum integrity sa field, lalo na pagkatapos ng mga dekadang serbisyo. Ang inspeksyon ng mga VI pagkatapos ng higit sa 20 taon ng paggamit ay nagresulta sa mixed results. Mahalaga na tandaan na ang mga VI ay isa lamang bahagi ng isang mas malaking sistema; ang functionality ng mechanism, control circuitry, circuit design, at iba pang elements ay igualmente critical para sa epektibong operasyon ng VIs.

Ang Table 1 ay nagbibigay ng summary ng general applications ng mga monitoring techniques sa SF6 environments, kasama ang praktikal na considerations para sa kanilang paggamit sa GIS switchgear. Ang table na ito ay din nagbibigay ng outline ng outcomes ng iba't ibang test methods, na nagbibigay-diin sa complexities na kasangkot sa pag-ensure ng long-term reliability ng VIs sa iba't ibang operational contexts. Ang pag-unawa sa mga nuances na ito ay essential para sa pag-optimize ng performance at longevity ng electrical systems na dependent sa vacuum interrupter technology.

Pagsukat ng kondisyon ng Vacuum Interrupter Gamit ang Mechanical Pressure Monitoring

Ang atmospheric pressure ay nagpapahayag ng malaking closing force sa moving terminal ng vacuum interrupters (VIs). Para sa mga VI na ginagamit sa circuit breakers, ang force na ito ay karaniwang umabot sa ilang daang newtons. Kapag nawala ang vacuum sa loob ng VI, ang internal pressure ay equalize sa external atmospheric pressure, na siyang nagreresulta sa significant reduction ng closing force at pagbabago sa mechanical behavior ng VI. Ang mga diagnostic method na batay sa pag-detect ng pagbabago na ito ay maaari lamang matukoy kung ang VI ay ganap na nawalan ng vacuum, i.e., ito ay naging "up-to-air." Mahalagang tandaan na kahit sa pressures na mahigit sa Paschen minimum, sapat na pressure pa rin ang naiwan sa loob ng VI upang panatilihin ang full closing force.

Pangunahing Pamamaraan para sa Mechanical Pressure Monitoring

Ang pangunahing pamamaraan sa mechanical pressure monitoring ay kinabibilangan ng pag-attach ng isang additional movable component sa VI gamit ang bellows o katulad na mekanismo (tingnan ang Figure 1). Kapag ganap na nawala ang vacuum, ang additional part na ito ay gumagalaw dahil sa equalization ng internal at external pressures. Hindi tulad ng moving contact, na limited ng circuit breaker mechanism, ang additional part na ito ay libreng gumagalaw. Isang detection system ang nagmomonito ng pagbabago ng position ng additional component at tumutugon nang angkop. Batay sa detection system na ginagamit, ang setup na ito ay nagbibigay ng continuous monitoring ng VI. Ang galaw ng additional part ay determinado ng sariling disenyo nito, hindi ng overall VI design, kaya ang pamamaraan na ito ay applicable sa low, medium, at high-voltage VIs.
Praktikal na Considerations

Bagama't teoretikal na posible, ang paggamit ng closing force sa moving terminal ng VI upang matukoy ang vacuum loss ay may mga hamon. Ang atmospheric pressure ay normal na nagpapahayag ng force na ilang daang newtons sa moving terminal ng VI, samantalang ang circuit breaker mismo ay nagpapahayag ng closing force na ilang libong newtons. Kaya, ang pag-identify ng pagbaba ng closing force ng VI sa pamamagitan ng mechanical behavior ng breaker ay mahirap dahil sa relatibong maliit na magnitude ng closing force ng VI kumpara sa circuit breaker. Sa vacuum contactors, gayunpaman, kung saan ang applied force mula sa contactor mechanism ay mas mababa, ang pagdiagnose ng ganap na vacuum loss sa pamamagitan ng mechanical behavior ay maaaring mas feasible.

Sa pamamagitan ng paggamit ng isang additional moving part at isang detection system, ang mechanical pressure monitoring ay nagbibigay ng praktikal na solusyon para sa continuous assessment ng vacuum condition ng VIs. Ang teknikong ito ay nagbibigay ng reliable na paraan upang matukoy ang ganap na vacuum loss, bagama't hindi ito maaaring matukoy ang partial pressure increases sa loob ng VI. Gayunpaman, ito ay isang valuable tool para sa pag-ensure ng integrity at functionality ng VIs sa iba't ibang voltage levels at applications.

Ang pamamaraang ito ay nagse-sure na ang anumang significant vacuum loss ay agad na matutukoy, na nagbibigay ng oportunidad para sa timely maintenance o replacement actions, na siyang nagpapataas ng reliability at safety ng electrical systems na dependent sa VIs.

Background sa Pagmomonito ng Vacuum Interrupter Gamit ang Mechanical Pressure Monitoring Method

Ang mechanical pressure monitoring technique ay nag-aassess ng vacuum integrity ng isang Vacuum Interrupter (VI) sa pamamagitan ng pag-detect ng mga pagbabago sa mechanical behavior dahil sa pagkawala ng closing force na dulot ng atmospheric pressure sa moving terminal. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay ng binary, pass/fail measurement na nagpapahiwatig kung ang VI ay nawalan na ng vacuum at naging "up-to-air." Ang pressures sa paligid ng Paschen minimum at iba pang critical points kung saan nagsisimula ang pagbaba ng performance ng VI ay masyadong mababa upang magdulot ng anumang detectable mechanical change gamit ang pamamaraang ito.

Mga Advantages at Disadvantages ng Mechanical Pressure Monitoring Method

Advantages:
•    Compatibility: Ang pamamaraan ay generally compatible sa iba't ibang insulation types, kabilang ang SF6, oil, at solid insulation, basta ang praktikal na issues tulad ng space constraints at guiding light sa detection equipment ay maaaring mapagtibay.
•    Optical Technique Benefits: Ang paggamit ng optical technique ay nagbibigay ng oportunidad para irelocate ang non-optical components sa low-voltage compartment ng switchgear, na siyang nagpapataas ng safety at ease of maintenance.
Disadvantages:
•    Installation Requirement: Ang moving part na necessary para sa pressure monitoring ay dapat na i-install sa initial manufacturing ng VI. Hindi ito maaaring i-retrofit sa mga na-build na VIs. Bagama't teoretikal na posible na i-integrate ang mga VIs na equipped na may feature na ito sa existing circuit breakers kasama ang required monitoring equipment, ang praktikal na challenges related sa fitting ng extension para sa extra part sa existing installations madalas itong impractical.
•    Reliability Concerns: Ang reliability ng measurement equipment kumpara sa VI mismo ay nagpapahiwatig ng significant risk. Ang additional brazed parts na idinagdag sa VI ay nagpapakilala ng potential new leak paths at maaaring mas susceptible sa damage sa panahon ng installation, na siyang maaaring magresulta sa vacuum loss.

Fragility ng Components:

• Optical Techniques: Ang fiber optics na ginagamit sa detection system ay vulnerable sa misalignment, damage sa panahon ng installation, at blockages mula sa condensation o dust.

• Electrical Contact Method: Ang motion detection via electrical contacts ay nangangailangan ng powered microcircuit malapit sa VI, na dapat ring electrically isolated. Ito ay nagpapakilala ng several potential failure modes, kabilang ang issues sa microcircuit reliability, successful signal transmission, powering ng circuit, at maintaining ng electrical isolation.

Sa summary, bagama't ang mechanical pressure monitoring method ay nagbibigay ng straightforward na paraan upang kumpirmahin kung ang VI ay ganap na nawalan ng vacuum, ito ay may notable limitations. Kasama rito ang inability to retrofit existing VIs, potential reliability concerns sa additional components, at praktikal na challenges related sa installation at operation. Ang careful consideration ng mga factors na ito ay essential sa pagpapasya kung ang pamamaraang ito ay suitable para sa specific applications. Ang ensuring robust design at implementation ay makakatulong na mapabuti ang mga risks, na siyang nagpapataas ng overall reliability at effectiveness ng vacuum interrupter monitoring systems.