Pagsukat ng Kalagayan ng Vakyo sa Interrupter ng Vakyo Gamit ang Pamamaraan ng Pagsusuri ng Mekanikal na Presyon

Pagmomonito ng Kalagayang Vacuum sa mga Vacuum Interrupters

Ang mga vacuum interrupters (VIs) ay nagsisilbing pangunahing medium para sa pagputol ng sirkwitong may gitnang tensyon at lubos na ginagamit sa mga sistema ng mababa, gitna, at mataas na tensyon. Ang pagganap ng VIs ay nakadepende sa pagpanatili ng isang presyur 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 pinagsubok upang siguruhin na ang kanilang panloob na presyur ay ≤10^-3 hPa.
Ang pagganap ng VI ay nauugnay sa antas ng vacuum nito; gayunpaman, hindi ito simpleng proporsyonal sa panloob na presyur. Sa halip, ang presyur sa loob ng VI ay maaaring maklasipika sa tatlong grupo:

•    Mababang Presyur: Mas mababa sa 10^-6 hPa
•    Gitnang Presyur: Mula sa humigit-kumulang 10^-3 hPa hanggang sa Paschen minimum presyur
•    Mataas na Presyur: Karaniwang nagpapahiwatig ng pagkasira na nagdudulot ng paglabas sa hangin

Sa rehiyon ng mababang presyur, ang mga VIs ay gumagana nang epektibo. Gayunpaman, sa gitnang rehiyon, ang dielectric strength at kakayahan ng pagputol ay bumababa, at patuloy na bumababa hanggang sa "up-to-air" rehiyon. Kabilang sa interesanteng obserbasyon, habang ang dielectric performance ay nasa pinakamababang antas sa gitnang presyur, ito ay aktwal na nag-iimprove ng kaunti sa "up-to-air" rehiyon—bagama't hindi pa rin ito umabot sa antas na nakikita sa mababang presyur.
Kritikal na kilalanin na walang alinman sa mga napag-uusapan na teknik ng pagmomonito ang kumukunsulta sa buong rehiyon ng presyur sa loob ng VI, mula sa mababang presyur hanggang sa "up-to-air" kondisyon. Ang bawat teknik ay aplikable sa ispesipikong rehiyon, na detalyado sa teksto at sumaryado sa Table 1. Bukod dito, ang epektividad ng ilang pamamaraan ay nag-iiba-iba batay sa disenyo ng VI, at ang ilang output ay maaaring maapektuhan ng komposisyon at presyur 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 mga switchgear ng gitnang tensyon ay nagbibigay-diin sa hamon ng pagkonfirmo ng integrity ng vacuum sa field, lalo na pagkatapos ng mga dekada ng serbisyo. Ang inspeksyon ng mga VI pagkatapos ng higit sa 20 taon ng paggamit ay nagresulta sa iba't ibang resulta. Mahalagang tandaan na ang mga VI ay isa lamang bahagi ng mas malaking sistema; ang pagganap ng mekanismo, circuitry ng kontrol, disenyo ng sirkwito, at iba pang elemento ay pariral na mahalaga para sa epektibong operasyon ng VIs.

Ang Table 1 ay nagbibigay ng summary ng pangkalahatang aplikasyon ng mga teknik ng pagmomonito sa mga kapaligiran ng SF6, kasama ang praktikal na konsiderasyon para sa kanilang paggamit sa mga GIS switchgear. Ang table na ito ay din naglalarawan ng mga resulta ng iba't ibang pamamaraan ng pagsusulit, na nagbibigay-diin sa kumplikasyon na kasangkot sa pagtaguyod ng matagal na pagkaka-relyable ng VIs sa iba't ibang kontekstong operasyonal. Mahalagang maintindihan ang mga nuances na ito para sa pag-optimize ng pagganap at tagal ng mga electrical system na umaasa sa teknolohiya ng vacuum interrupter.

Pagsusukat ng Kalagayang 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 VIs na ginagamit sa mga circuit breakers, ang lakas na ito ay karaniwang nasa ilang daang newtons. Kapag nawala ang vacuum sa loob ng VI, ang panloob na presyur ay equalize sa panlabas na atmospheric pressure, na siyang nagbabawas ng closing force at nagbabago ng mekanikal na pag-uugali ng VI. Ang mga pamamaraan ng pagdiagnose na batay sa pag-detect ng pagbabago na ito ay maaaring mag-identify kung kailan ang VI ay ganap na nawalan ng vacuum, i.e., ito ay naging "up-to-air." Mahalagang tandaan na kahit sa mataas na presyur na malapit sa Paschen minimum, sapat na presyur 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 karagdagang movable component sa VI gamit ang bellows o katulad na mekanismo (tingnan ang Figure 1). Kapag ganap na nawala ang vacuum, ang karagdagang bahagi na ito ay gumagalaw dahil sa equalization ng panloob at panlabas na presyur. Hindi tulad ng moving contact, na inaangkop ng circuit breaker mechanism, ang karagdagang bahagi na ito ay libreng gumagalaw. Ang detection system ay nagmomonito ng mga pagbabago sa posisyon ng karagdagang bahagi na ito at tumutugon nang angkop. Batay sa detection system na ginagamit, ang setup na ito ay nagbibigay ng continuous monitoring ng VI. Ang galaw ng karagdagang bahagi ay nadetermina ng sariling disenyo nito, hindi ng kabuuang disenyo ng VI, kaya ang pamamaraan na ito ay applicable sa mababa, gitna, at mataas na tensyon na VIs.
Praktikal na Konsiderasyon

Bagama't teoretikal na posible, ang paggamit ng closing force sa moving terminal ng VI upang detect ang pagkawala ng vacuum ay nagbibigay ng mga hamon. Normal na nagpapahayag ang atmospheric pressure ng isang lakas 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 pagbawas ng closing force ng VI sa pamamagitan ng mekanikal na pag-uugali ng circuit breaker ay mahirap dahil sa relatibong maliit na magnitude ng closing force ng VI kumpara sa circuit breaker. Sa mga vacuum contactor, bagaman, kung saan ang inilapat na lakas mula sa contactor mechanism ay mas mababa, ang pagdiagnose ng ganap na pagkawala ng vacuum sa pamamagitan ng mekanikal na pag-uugali ay maaaring mas feasible.

Sa pamamagitan ng paggamit ng karagdagang movable part at isang detection system, ang mechanical pressure monitoring ay nagbibigay ng praktikal na solusyon para sa continuous assessment ng kalagayang vacuum ng VIs. Ang teknik na ito ay nagbibigay ng reliable na paraan upang detect ang ganap na pagkawala ng vacuum, bagama't hindi ito maaaring identify ang partial na pagtaas ng presyur sa loob ng VI. Gayunpaman, ito ay kumakatawan sa isang mahalagang tool para sa pagtaguyod ng integrity at pagganap ng VIs sa iba't ibang antas ng tensyon at aplikasyon.

Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-diin na ang anumang significant na pagkawala ng vacuum ay agad na detected, na nagbibigay ng oportunidad para sa timely na maintenance o replacement actions, na siyang nagpapataas ng reliabilidad at seguridad ng mga electrical system na umaasa sa VIs.

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

Ang teknik ng mechanical pressure monitoring ay nag-assess ng integrity ng vacuum ng isang Vacuum Interrupter (VI) sa pamamagitan ng pag-detect ng mga pagbabago sa mekanikal na pag-uugali 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 ng vacuum at naging "up-to-air." Ang mga presyur na malapit sa Paschen minimum at iba pang critical points kung saan nagsisimula ang pagbaba ng pagganap ng VI ay masyadong mababa upang makapagdulot ng anumang detectable na mekanikal na pagbabago gamit ang pamamaraang ito.

Mga Advantages at Disadvantages ng Mechanical Pressure Monitoring Method

Advantages:
•    Compatibility: Ang pamamaraan ay karaniwang compatible sa iba't ibang uri ng insulation, kabilang ang SF6, oil, at solid insulation, basta ang praktikal na isyu tulad ng space constraints at guiding light sa detection equipment ay maaaring ma-manage.
•    Benefits ng Optical Technique: Ang paggamit ng optical technique ay nagbibigay ng oportunidad para ilipat ang non-optical components sa low-voltage compartment ng switchgear, na nagpapataas ng safety at ease of maintenance.
Disadvantages:
•    Installation Requirement: Ang karagdagang movable part na kinakailangan para sa pressure monitoring ay dapat na i-install sa initial manufacturing ng VI. Hindi ito maaaring i-retrofit sa mga existing VIs. Bagama't teoretikal na posible na i-integrate ang mga VIs na may ganitong feature sa existing circuit breakers kasama ang required monitoring equipment, ang praktikal na hamon na may kaugnayan sa pag-fit ng extension para sa extra part sa existing installations kadalasang nagbibigay ng impracticality.
•    Reliability Concerns: Ang reliabilidad ng measurement equipment kumpara sa VI mismo ay nagbibigay ng significant risk. Ang additional brazed parts na idinagdag sa VI ay nagpapakilala ng potential na bagong leak paths at maaaring mas susceptible sa damage during installation, na maaaring magresulta sa pagkawala ng vacuum.

Fragility ng Components:

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

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

Sa kabuuan, bagama't ang mechanical pressure monitoring method ay nagbibigay ng straightforward na paraan upang konfirmahin kung ang VI ay ganap na nawalan ng vacuum, ito ay may notable limitations. Ang mga ito ay kinabibilangan ng inability to retrofit existing VIs, potential reliability concerns sa additional components, at praktikal na hamon na may kaugnayan sa installation at operation. Mahalagang ma-consider ang mga factor na ito sa pagdedesisyon tungkol sa suitability ng pamamaraang ito para sa specific applications. Ang pag-ensure ng robust design at implementation ay maaaring tumulong sa pag-mitigate ng ilang risks, na siyang nagpapataas ng overall reliabilidad at effectiveness ng vacuum interrupter monitoring systems.