Penggunaan pemutus litar vakum 10kV
Ciri-ciri Isolasi Vakum
Vakum mempunyai sifat isolasi yang sangat kuat. Dalam pemutus litar vakum, gas sangat jarang, dan molekul gas mempunyai jarak bebas rata-rata yang relatif panjang, menghasilkan kebarangkalian tabrakan bersama yang sangat rendah. Oleh itu, ionisasi akibat tabrakan bukanlah penyebab utama penguraian dalam jurang vakum. Sebaliknya, partikel logam yang dikeluarkan dari elektrod di bawah tindakan medan elektrik tinggi adalah faktor utama yang menyebabkan kegagalan isolasi.
Kekuatan isolasi dalam jurang vakum tidak hanya berkaitan dengan saiz jurang dan tahap keseragaman medan elektrik, tetapi juga dipengaruhi secara signifikan oleh sifat bahan elektrod dan keadaan permukaannya. Apabila jurang vakum agak kecil (dalam lingkungan 2 - 3 milimeter), ia mempunyai sifat isolasi yang lebih tinggi daripada udara bertekanan tinggi dan gas SF6. Inilah sebabnya mengapa jurang kontak dalam pemutus litar vakum biasanya tidak besar.
Pengaruh bahan elektrod terhadap voltan penguraian terutamanya tercermin dalam kekuatan mekanikal (kekuatan tegangan) bahan tersebut dan titik lebur bahan logam. Semakin tinggi kekuatan tegangan dan titik leburnya, semakin tinggi kekuatan isolasi elektrod dalam vakum.
Eksperimen telah menunjukkan bahawa semakin tinggi tahap vakum, semakin tinggi voltan penguraian jurang gas. Namun, di atas 10⁻⁴ Torr, ia hampir tetap. Oleh itu, untuk mengekalkan kekuatan isolasi ruang padam busur vakum, tahap vakum tidak boleh kurang daripada 10⁻⁴ Torr.
Pembentukan dan Penghentian Busur dalam Vakum
Busur vakum berbeza secara signifikan daripada fenomena pelepasan busur gas yang telah kita pelajari sebelum ini. Ionisasi gas bukanlah faktor utama yang menyumbang kepada pembentukan busur. Sebaliknya, pelepasan busur vakum terbentuk dalam uap logam yang dikeluarkan dari elektrod kontak. Selain itu, ciri-ciri busur berubah bergantung pada magnitud arus pemutusan. Secara umum, kita mengelompokkannya menjadi busur vakum arus rendah dan busur vakum arus tinggi.
Busur Vakum Arus Rendah: Apabila kontak putus dalam vakum, titik katod yang sangat terkonsentrasi dengan arus dan tenaga terbentuk. Banyak uap logam menguap dari titik-titik katod ini, di mana ketumpatan atom logam dan zarah bercas sangat tinggi, dan busur membakar dalam persekitaran ini. Sementara itu, uap logam dan zarah bercas dalam tiang busur terus menerus berdifusi keluar, dan elektrod terus menguapkan zarah baru untuk melengkapkan. Apabila arus melalui sifar, tenaga busur berkurang, suhu elektrod menurun, efek penguapan berkurang, ketumpatan zarah dalam tiang busur berkurang, dan akhirnya, titik-titik katod hilang apabila melalui sifar, menyebabkan penghentian busur. Kadang-kadang, jika efek penguapan tidak dapat mengekalkan kadar difusi tiang busur, busur akan padam tiba-tiba, mengakibatkan pemotongan arus.
Busur Vakum Arus Tinggi: Apabila memutuskan arus yang besar, tenaga busur vakum meningkat, dan anod juga memanas dengan hebat, membentuk tiang busur yang kuat. Pada masa yang sama, efek daya elektrodinamik menjadi lebih ketara. Oleh itu, untuk busur vakum arus tinggi, taburan medan magnet antara kontak mempunyai pengaruh yang menentukan terhadap kestabilan busur dan prestasi pemadam busur. Jika arus terlalu besar, melebihi arus pemutusan had, pemutusan akan gagal. Pada titik ini, kontak memanas dengan hebat, terus menguap walaupun setelah arus melalui sifar, dan dielektrik sukar pulih, menjadikan pemutusan arus mustahil.
Struktur dan Prinsip Kerja Pemutus Litar
Mengambil zw27-12 sebagai contoh, berikut merincikan strukturnya dan prinsip kerjanya.
Badan utama pemutus litar terdiri daripada litar konduksi, sistem isolasi, segel, dan perumah. Ia mempunyai struktur kotak tiga fasa. Litar konduksi terdiri daripada rod konduksi masuk dan keluar, sokongan isolasi masuk dan keluar, gubahan konduksi, sambungan fleksibel, dan ruang padam busur vakum. Mekanisme ini mempunyai storan tenaga elektrik dan operasi buka-tutup elektrik, serta mempunyai fungsi operasi manual. Struktur seluruhnya terdiri daripada komponen seperti spring penutup, sistem stokan tenaga, peranti trip arus berlebihan, kumpulan buka-tutup, sistem buka-tutup manual, switch bantu, dan penunjuk stokan tenaga.
Pemutus litar vakum menggunakan fenomena di mana apabila arus dalam persekitaran vakum tinggi melalui sifar, plasma berdifusi dengan cepat, dengan demikian memadamkan busur dan mencapai matlamat memutuskan arus.
Penyesuaian Pemutus Litar
Jarak Buka dan Over-travel
Pengukuran jarak buka dan over-travel pemutus litar: Perbezaan nilai x yang diukur apabila pemutus litar berada dalam keadaan terbuka dan tertutup adalah jarak buka pemutus litar, dan perbezaan nilai y yang diukur adalah over-travel pemutus litar. Penyesuaian dicapai dengan memanjangkan atau memendekkan batang operasi isolasi atau batang sambungan antara mekanisme dan poros utama.
Penyesuaian Mekanisme Buka-Tutup
Litar Kawalan Pemutus Litar
Dalam kebanyakan substesen piawai 35kV di rangkaian elektrik pedalaman, prinsip pemisahan busbar kawalan dari busbar tutup digunakan. Disebabkan petir, hujan, dan angin kuat yang sering berlaku di kawasan pergunungan, yang menyebabkan banyak pemutusan dan peningkatan jumlah operasi tutup litar, koil tutup litar sangat mudah hangus. Di sini, saya mencadangkan penambahbaikan kecil pada litar kawalan.
Masukkan sepasang kontak biasa terbuka peranti stokan tenaga pemutus litar secara siri antara kontak biasa tertutup bantu pemutus litar dan koil tutup. Dengan cara ini, apabila pemutus litar tidak dibebankan (tidak stokan tenaga), operasi tutup tidak dapat dilakukan. Ini mencegah operasi tutup apabila pemutus litar tidak dibebankan, dengan demikian mengelakkan situasi di mana litar tutup tetap hidup dan menghanguskan koil tutup.
Sementara itu, semasa proses penghubungan, perlu memastikan polariti busbar tutup dan busbar kawalan pada kontak peranti stokan tenaga adalah konsisten. Ini untuk mengelakkan busur dalam litar tutup menembusi peranti stokan tenaga apabila litar dibebankan, yang boleh menyebabkan fuse kawalan meletus atau switch udara kawalan trip. Titik ini memerlukan perhatian khusus dalam substesen otomatis terpadu.
Operasi, Pemeliharaan, dan Ujian Pemeriksaan
Pemutus litar vakum mempunyai masa busur yang singkat, kekuatan isolasi yang tinggi, dan umur elektrik yang relatif panjang. Dengan jarak buka kontak yang kecil dan over-travel, serta tenaga operasi yang minimal, ia juga menikmati umur mekanikal yang panjang. Semasa operasi harian, tugas pemeliharaan relatif sedikit. Utamanya, perlu memeriksa aus pada bahagian bergerak mekanisme, memastikan pengencang tidak longgar, membersihkan debu dari permukaan isolasi, dan mengoleskan beberapa minyak pelumas pada bahagian bergerak.
Semasa ujian pencegahan, hasil ujian rintangan DC pemutus litar harus dibandingkan dengan data sejarah. Jika ada isu yang dikenali, penggantian atau pembetulan segera diperlukan. Ujian ketahanan voltan frekuensi kuasa bagi pemutus litar adalah kaedah yang efektif untuk memeriksa kebocoran dalam pemutus vakum. (Untuk pemutus litar vakum dalaman, warna kilat dalam pemutus vakum apabila beban diputuskan boleh digunakan untuk menilai tahap vakum secara awal. Warna merah gelap menunjukkan tahap vakum berkurang, manakala warna biru cerah menunjukkan tahap vakum baik.)
Semasa pemeriksaan set perlindungan, ujian tutup tekanan rendah dilakukan pada pemutus litar untuk memeriksa sama ada litar beroperasi dengan andal apabila busbar berada dalam keadaan rosak dan voltan menurun.
