Komportamento de eksteraj vakuumcirkvitrompiloj sub simulitaj kondiĉoj
Eksternaj vakuum-interrupiloj estas ĉefe uzitaj en la mez-alta tensa segmento (MHV). Ili servas kiel grava komponanto en la distribua sektoro, precipe en retoj de 11kV kaj 33kV. Variaĵo de kompozitaj materialoj estas uzataj por konstrui tiujn interrupilojn. Inter ili, la vakuum-interruptilo elstaras kiel la plej grava komponanto. Por eksteraj interrupiloj, la vakuum-interruptilo kutime estas enĉizita en porcelana kuŝo.
Tiuj interrupiloj estas konektitaj al la operacian mekanismo per fibro-verstreĉita resina-kastita operaci-rodetoj, kiuj, en turniĝo, estas ligitaj al komuna gang-operacia rodeto farita el metalo-acero. La operacia mekanismo de eksteraj vakuum-interrupiloj ĝenerale adoptas printemp-tipan dizajnon, logeita en folia akera kuŝo. Konsiderante la uzo de multaj materialoj, estas esence valorigi la kompatiblecon de tiuj materialoj, kaj ankaŭ la dizajnon kaj laboradon, sub diversaj kondiĉoj, kie la interrupiloj intencas operaci. Tiu evaluo certigas senprobleman operacion kaj, sekve, la stabilecon de la elektra reto, kiun ili faras parton.
Ambientaj testoj por interrupiloj, specife malvarmaj kaj varmaj testoj, estas traktitaj en klauzo 6.101.3 de IEC 62271 - 100[1]. Por malvarmaj klimatoj, la preferata temperaturointervalo por minimumaj kaj maksimumaj valoroj estas -50°C ĝis +40°C, dum por tre varmaj klimatoj, ĝi estas -5°C ĝis +50°C. Je altecoj ĝis 1000 metroj, la preferataj minimumaj ambientaj temperaturoj por la malvarma testo estas -10°C, -25°C, -30°C, kaj -40°C. En eksteraj aplikoj, la dizajno de vakuum-interrupiloj devas preni en konsideron rapidajn temperaturŝanĝojn. En Indiajo, multaj lokoj en regionoj kiel Kaŝmir, Himachal Pradesh, Uttarakhand, kaj Sikkim renkontas tiajn temperaturŝanĝojn.
Temperaturoj povas falas ĝis -25°C. En tiaj lokoj, problemoj rilatantaj al malvarmaj kondiĉoj estas pligrandigitaj pro ofte okazantaj fenomenoj kiel vento-malvarmo kaj neĝ-stormoj. Dum somero, en multaj partoj de Indiajo, temperaturoj povas altiĝi ĝis 50°C. Fabrikantoj eksportantaj interrupilojn al landoj, kiuj spertas tre malvarmajn aŭ varmajn temperaturojn, devas determini la performadon de iliaj produktoj sub tiuj ekstremaj klimataj kondiĉoj.
Ĉi tiu papero enprofunde traktas la performadon de 36 kV-klasa eksteraj vakuum-interrupiloj (VCB) sub simulitaj ambientaj kondiĉoj laŭ IEC 62271 - 100. La testoj diskutitaj ĉi tie inkluzivas (a) la malvarman teston kaj (b) la varman teston. Aldone, la papero esploras la operacian tempon, la tempan diferencon inter polusoj, kaj la ŝarĝantan tempon de la operacia mekanismo por 36 kV-klasa ekstera VCB.
Malvarma Testo
Por kompreni la performadon de eksteraj VCBs sub malvarmaj kondiĉoj, la proceduro specifita en IEC - 62271 - 100 estis adoptita kiel referenco. Ĉi tiu IEC-normo stipulas, ke por unu-kovertilaj interrupiloj kun komuna operacia mekanismo, tri-faza testado devas esti farita. Por multi-kovertilaj interrupiloj kun sendependaj polusoj, testado de unu kompleta poluso estas permesita. En kazoj, kie ekzistas limigoj de testa instalaĵo, multi-kovertilaj interrupiloj povas esti testitaj uzante unu aŭ pli el la jenaj alternativoj, provizitaj ke la mekanikaj operaci-kondiĉoj de la interrupilo en la testa aranĝo ne estas pli favoraj ol normalaj kondiĉoj:
Dum la testo, iu ajn manteno, part-reloko, aŭ re-regado de la interrupilo estas malpermesita. Malpli ol la dizajno de la interrupilo postulas varmon, la likvaĵo aŭ gasa provizo por la interrupilo devas esti je la testa aer-tempo.
La jenaj operaci-karakterizaĵoj de la interrompo devas esti testitaj:
Fermanta tempo
Malfermanta tempo
Tempa diferenco inter polusoj
Tempa disvastiĝo inter unuopoj de unu poluso (se multi-polusa testo)
Reŝarĝanta tempo de la operacia aparato
Konsumado de la kontrola cirkvo
Konsumado de saltaj aparatoj kaj registrado de shunt-liberigoj
Daŭro de fermanta kaj malfermanta komandoimpulsaro
Sigeltesto se aplikebla
Gasa premo se aplikebla
Resisteco de la ĉefa cirkvo
Tempo-voyaganta grafikaĵo
Ĉi tiuj karakterizaĵoj devas esti registritaj je:
Premo-ŝanĝitaj parametroj ne estas aplikeblaj por VCBs, ĉar la kontaktoro estas en vakuum-flaskoj kaj ĉi tiu vakuum-interruptila asamblado estas enkapsozita en aer-insulita porcelana kuŝo por ekstera apliko.
La testa vico por malvarma testo estas difinita en kl. 6.101.3.3 de IEC 62271 - 100. Initiaj operaci-karakterizaĵoj [1.4] estas karakterizitaj post eksponado de la interrupilo je 20 ± 5°C. Post initia esploro kun la interrupilo en fermita pozicio, la temperaturo estos malkreskita al la minimuma ambienta aer-temperaturo laŭ la temperaturo-kategorio. La interrupilo estos tenita en fermita pozicio dum 24 horoj kun anti-kondensaĵo-ĉaŭfostoj sur. Post 24 horoj la interrupilo estos malfermita & fermita je nombriga valoro de nutra tensio. La malfermanta kaj fermanta tempo estas registrita por etabli malvarmajn operaci-karakterizaĵojn. Tiam la provizo al anti-kondensaĵo-ĉaŭfostoj estas diskonectita dum periodo de tempo (t₁) kiel specifita de la fabrikanto, submetita al minimumo de du horoj. Dum ĉi tiu intervalo, alarmoj estas permesitaj sed blokadoj ne estas permesitaj. Post tempo t₁ la interrupilo estas malfermita kaj la malfermanta tempo estas registrita. Se eble, la mekanikaj voyagaj karakterizaĵoj ankaŭ estas mezuritaj por permesi valorigon de interrompa kapablo.
La interrupilo estos en malfermita pozicio dum 24 horoj post kio la interrupilo estos fermita kaj malfermita. Tiam 50 CO-operacioj estas faritaj, la unuaj tri CO-operacioj faritaj sen iu ajn deldiro. Balanco CO-operacioj estas faritaj kiel C - tₑ - O - tₑ. Tempo tₑ estas la tempoperiodo inter operacioj. Tri-minuta intervalo estos permesita por ĉiu ciklo aŭ sekvenco. Post finado de 50 CO-operacioj la temperaturo de la klimata testa kuŝo estas altigita je rapido de 10 K/horo. Dum la transira periodo, C - tₑ - O - tₑ kaj O - tₑ - C - tₑ - O operacioj estas faritaj tiel ke la interrupilo restas en fermita kaj malfermita pozicio por 30 minutoj periodon inter la operaciaj sekvencoj. Post stabiligo de la interrupilo al ambienta temperaturo ripeta mezuro de la operaci-karakterizaĵoj estas farita je 20 ± 5°C por komparo kun la initiaj karakterizaĵoj je 20 ± 5°C.
CPRI jam pli ol dek jaroj efektivigas malvarmajn kaj varmajn testojn sur mez-alta tensa (MHV) switchgear ĝis 36 kV. Figuro 1 montras tipan testan aranĝon por ekstera 36 kV vakuum-interrupilo (VCB) instalita en la testa kuŝo por alta kaj malalta temperaturo-testado.
Eksperimentaj rezultoj por 36 kV-klasa ekstera VCB dum malvarmaj kaj varmaj testoj estas prezentitaj. La VCBs testitaj estis ekipitaj kun printemp-operaciaj mekanismoj.
La varma testo estis farita je +55°C, kaj la malvarmaj testoj estis faritaj je -10°C kaj -25°C. La jenaj karakterizaĵoj estis esploritaj por analizi la performadon de la VCB:
Fermanta kaj Malfermanta tempo (Operacia Tempo)：Fermanta tempo estas difinita kiel la intervalo de tempo inter energigo de la fermanta cirkvo, kun la interrupilo en malfermita pozicio, kaj la momento kiam la kontaktoj tuŝas en ĉiuj polusoj.Malfermanta tempo de interrupilo estas difinita kiel la intervalo de tempo inter la momento de energigo de la malfermanta liberigo, kun la interrupilo en la fermita pozicio, kaj la momento kiam arkaj kontaktoj apartigas en ĉiuj polusoj.
Por atingi volumenan daton, la meza valoro de la operaci-tempi de ĉiuj tri polusoj estas konsiderata por kompara celo. Ĉar la tempa disvastiĝo inter polusoj estas komparita, la maksimuma ŝanĝo inter la maksimuma kaj minimuma tempo de individuaj polusoj estas aŭtomate reprezentita.
a) Tempa disvastiĝo inter polusoj
b) Karakterizaĵo de la reŝarĝanta aparato, kiel reŝarĝanta tempo kaj stromba konsumado.
c) Ŝanĝo en operaci-karakterizaĵoj rilate al la initiaj operaci-karakterizaĵoj.
La performado de la interrompoj dum alta kaj malalta temperaturo-testado estis komparita rilate al la supre mencititaj karakterizaĵoj, kaj la rezultoj estas diskutitaj en la sekvaj sekcioj.
Performacevaluoje ĉe alta temperaturo
La rezultoj de la varma testo estas prezentitaj en Tablo 1. Initiaj karakterizaĵoj estis mezuritaj je 20°C. IEC 62271 - 100 ne specifas ajnan valoron por operacia tempo aŭ fermanta tempo. La mezuritaj initiaj malfermanta tempo estas proksimume 36 ms, kaj la fermanta tempo estas proksimume 44 ms. Simile, la reŝarĝanta tempo de la operacia aparato varias de 9.6 sekundoj ĝis 11.3 sekundoj, kaj la reŝarĝanta stromo estas en la intervalo de 2.8 A ĝis 3.1 A.
Post 24 horoj da eksponado al 55°C kun la interrupilo en fermita pozicio, la malfermanta tempo kaj fermanta tempo uniforme pliiĝis proksimume je 5%. Post plia 24-hora eksponado al 55°C kun la interrupilo en malfermita pozicio, la fermanta tempo pliiĝis proksimume je 2.5%, kaj la malfermanta tempo pliiĝis je 4%.
Ne estis signifa ŝanĝo en la tempa disvastiĝo inter polusoj por ĉiuj tri testaj specimenoj dum la tuta testo. Do, oni povas dedukti, ke la konduto estas simila en ĉiuj polusoj de la VCB.La reŝarĝanta tempo malpliiĝis de 11.3 sekundoj ĝis 9.6 sekundoj, sed la stromo ŝanĝiĝis de 2.9 A ĝis 3.4 A.
Komparante la malfermantan kaj fermantan tempon inter la initiaj kaj finaj valoroj je ambienta temperaturo, ŝanĝo malpli ol 1% en la operacia tempo estis observita, kiu estas neglektebla.
La initiaj operaci-karakterizaĵoj estis mezuritaj je 20°C. La mezuritaj initiaj valoroj de la malfermanta tempo estis proksimume 36 ms, kaj la fermanta tempo estis 44 ms. Simile, la reŝarĝanta tempo de la operacia aparato estis 10.6 sekundoj, kaj la reŝarĝanta aparato-stromo estis 2.8 A.
Post 24 horoj da eksponado al -10°C kun la interrupilo en fermita pozicio, la malfermanta tempo malpliiĝis proksimume je 0.7%, kaj la fermanta tempo pliiĝis proksimume je 2%, sen signifa ŝanĝo.
Dum la du-hora periodo sen anti-kondensaĵo-ĉaŭfosto, la malfermanta tempo malpliiĝis je 1.36%.Post plia 24 horoj da eksponado al -10°C kun la interrupilo en malfermita pozicio, la fermanta tempo pliiĝis proksimume je 3%, kaj la malfermanta tempo malpliiĝis proksimume je 2%.
Dum la fina testo je ambienta temperaturo, la ŝanĝo estis malpli ol 1%. Tra la tuta malvarma testa periodo je -10°C, ne estis signifa ŝanĝo en la tempa disvastiĝo inter polusoj.
La performado de la interrupilo je diversaj temperaturoj, komenciĝanta je +55°C, -10°C, kaj -25°C, estas prezentita en Tablo 1.
Signifaj ŝanĝoj en operacia tempo estis observitaj kiam la interrupilo operaciis je malalta temperaturo de -25°C. La rezultoj en Tablo 3 indikas, ke la interrupilo montris lentecon dum malfermado kaj fermado je -25°C. La procenta ŝanĝo en operacia tempo je -25°C estis notinde malsama. Post 24 horoj da eksponado, la malfermanta tempo pliiĝis je 30%, kaj la fermanta tempo pliiĝis proksimume je 25%. Simile, post la anti-kondensaĵo-ĉaŭfostoj estis ŝaltitaj for dum du horoj, la malfermanta tempo pliiĝis je 46%. Plia eksponado por 24 horoj je -25°C kun la interrupilo en malfermita pozicio kaj la anti-kondensaĵo-ĉaŭfosto-provido restituita kondukis al 44%-a pliiĝo en la malfermanta tempo kaj 21%-a pliiĝo en la fermanta tempo. La temp-grafikaĵoj por fermanta tempo kaj malfermanta tempo registritaj dum la testo klare montras ĉi tiujn ŝanĝojn.
La testo je ambienta temperaturo de 20°C estas montrita en Figuro 2. La temp-grafikaĵoj de la fermanta tempo registritaj post 50 horoj da eksponado je -25°C estas provizitaj en Figuro 3. Komparante, la lentecon de la interrupilo je -25°C estas klare evidenta.
Komparante kun sia performado je -10°C, kie la ŝanĝo en operacia tempo estis nur proksimume 0.5% ĝis 3%, la karakterizaĵoj de la interrupilo je -25°C gravidiĝis signife. Je -25°C, la operacia-tempaj ŝanĝoj dum diversaj stadioj de la testo atingis proksimume 45%.
Ĉi tiu papero prezentas la eksperimentajn rezultojn de komparado de la performado de 36 kV-klasaj eksteraj vakuum-interrupiloj (VCBs) dum malvarmaj kaj varmaj testoj laŭ IEC 62271 - 100.
La ĉefaj trovoj de ĉi tiu papero estas kiel sekvas:
Dum la varma testo je 55°C, la eksteraj VCBs performis satisfe. La observitaj ŝanĝoj en operacia tempo kaj tempa disvastiĝo inter polusoj estis insignifaj.
Dum la malvarma testo je -10°C, la ŝanĝoj en operacia tempo kaj tempa disvastiĝo inter polusoj estis insignifaj.
Signifaj ŝanĝoj en operacia tempo estis observitaj kiam la interrupilo operaciis je malalta temperaturo de -25°C. La observitaj ŝanĝoj en malfermanta tempo variis de 20% ĝis 46%, kaj ŝanĝoj en fermanta tempo estis en la intervalo de 25% ĝis 43%.
La testoj efektivigitaj indikas, ke eĉ se ekstera VCB povas normala funkcii je -10°C, ne estas garantio, ke ĝi performos la saman en pli malvarmaj kondiĉoj kiel -25°C. Do, estas esence verigi ĝian performadon je la bezonata malalta temperaturo.
