Vakuuma kontraŭ Aera Circuit Breakers: Klavaj Diferencoj

Malaltaj Presiloj kontraŭ Vakuumaj Presiloj: Strukturo, Funkciado kaj Apliko

Malaltaj presiloj per aero, ankaŭ sciitaj kiel universalaĵoj aŭ formitaj kadraj presiloj (MCCBs), estas dizajnitaj por CA-voltoj de 380/690V kaj DA-voltoj ĝis 1500V, kun nomitaj kurantoj variante de 400A ĝis 6300A aŭ eĉ 7500A. Ĉi tiuj presiloj uzas aeron kiel ark-silentigilon. La arko silentiĝas per longigado, disdivido kaj refreŝigo per ark-kanalo (arka vojo). Tiaj presiloj povas interrompi mallongcirkvitajn kurantojn de 50kA, 80kA, 100kA, aŭ ĝis 150kA.

Ĉefaj Komponantoj kaj Funkciado

• Funkciiga Meĥanismo: Situata antaŭ la presilo, ĝi provizas la necesa rapidecon por kontakta disigo kaj fermaĵo. Rapida kontakta moviĝo helpas longigi kaj refreŝigi la arkon, faciligante ĝian silentigon.

• Inteligenta Trip-unuo: Montita apud la funkciiga meĥanismo, ĉi tio estas la "cerbo" de la malalta-volta presilo. Ĝi ricevas kurantajn kaj voltajn signalojn per sensoroj, kalkulas elektrajn parametrojn, kaj komparas ilin kun agorditaj LSIG-protektaj agordoj:

• L: Longa tempo de prokrasto (protekto kontraŭ superĉarĝo)

• S: Mallonga tempo de prokrasto (protekto kontraŭ mallongcirkvito)

• I: Instanta (tuta haltigo)

• G: Protekto kontraŭ terfallo
  Surbaze de ĉi tiuj agordoj, la trip-unuo signalas al la meĥanismo malfermi la presilon sub superĉarĝoj aŭ mallongcirkvitoj, provizante kompleksan protekton.

• Ark-kamro kaj Terminaloj: Situata en la posta parto, la ark-kamro enhavas la kontaktojn kaj ark-kanalon. La subaj tri-fazaj eliroj estas equipitaj per:

• Elektronikaj kurantaj sensoroj (por signala enigo al la trip-unuo)

• Elektromagnetaj kuranttransformiloj (CTs) (por provizio de operacia energio al la trip-unuo)

La funkciiga meĥanismo kutime havas mekanikan vivon pli malgranda ol 10,000 operacioj.

Evoluo de Aerinterrompo al Vakuuminterrompo

Historie, ekzistis mezvoltaj aerpresiloj, sed ili estis vastaj, havis limigitan interrompan kapablon, kaj produktis signifan arkflamenon (ne-nulan arkon), farante ilin nedezirindajn kaj praktike neuzendajn.

Kontraste, vakuumaj presiloj (VCBs) havas similan tutan aranĝon: la funkciiga meĥanismo antaŭe, kaj la interrompilo poste. Tamen, la interrompilo uzas vakuuminterrompilon (aŭ "vakuum-flaskon"), kiu strukture similas inkandescan lumlanternon — hermetike fermitan glasan aŭ ceramikan envolvon evakuigitan al alta vakuo.

En vakuo:

• Nur malgranda kontakta spaco estas bezonata por kontentigi izoladajn kaj tolerendajn voltagajn postulojn.

• La arko rapide silentiĝas pro la manko de ionigebla medio kaj efika disvastiĝo de metalvapor.

Aplikoj de Vakuumaj Presiloj

Vakuumaj presiloj rapide evoluadas kaj nun estas vaste uzitaj tra malaltaj, mezaj kaj altaj voltaj sistemoj:

• Malaltaj VCBs: Kutime valoritaj je 1.14kV, kun nomitaj kurantoj ĝis 6300A kaj mallongcirkvita interrompa kapablo ĝis 100kA.

• Mezaj VCBs: Plej ofte en la 3.6–40.5kV -vespero, kun kurantoj ĝis 6300A kaj interrompa kapablo ĝis 63kA. Pli ol 95% de mezvoltaj switchgear nun uzas vakuuminterrompon.

• Altaj VCBs: Unupolaj interrompiloj atingis 252kV, kaj 550kV vakuumaj presiloj estis realigitaj per seriekonektitaj interrompiloj.

Klavaj Dizajnaj Diferencoj

Kontraŭe al aerpresiloj, kiuj uzas kontaktajn spiralojn, vakuumaj presiloj bezonas ke la funkciiga meĥanismo:

• Provizu sufiĉan malferman kaj fermadan rapidon

• Garantu sufiĉan kontaktan premon

Ĉi tiu kontakt-premo devas resti sufiĉa eĉ post ĝis 3mm da kontakta uzado, por fidinde porti la nomitan kuranton kaj rezisti la ŝpurtan mallongan kuranton dum eraroj.

Avantaĝoj de Vakuumaj Presiloj

• Alta fidindeco kaj sekureco

• Imuna kontraŭ ĉirkaŭa kondiĉoj (polvo, humideco, alteco)

• Nula arkflamo (neniu ekstera arko)

• Kompakta grandeco kaj longaj entenperiodoj

Ĉi tiuj avantaĝoj faras vakuumajn presilojn ideajn por uzo en danĝeraj okazetoj kiel kemikalaj plantoj, karbonministoj, oleo kaj gasinstalacioj, kie eksplozdangeroj kaj fendiĝosekureco estas gravaj.

Realmonda Kazo: Perfomanco de Vakuumaj kontraŭ Aerpresiloj Sub Eraro

Granda kemikalplantego instaligis du presilojn — unu aerpresilon kaj unu vakuumajn presilon — en identaj cirkvitaj konfiguroj kaj submetis ilin al la sama erara kondiĉo.

La cirkvito estis ligita konfiguro, kie la energ-fontoj sur ambaŭ flankoj de la presilo estis malsinkronigitaj. Ĉi tio rezultis en transelektra volto trans la kontakta spaco proksima al dufoje la valorita volto, kondukante al presilofalado.

Rezultoj:

• Aerpresilo:
  Sufertas totalan detruon. La enkapsilo de la presilo rupturiĝis, kaj la najbaraj switchgear sur ambaŭ flankoj estis severaj damaĝitaj. Ekstensiva rekonstruo kaj anstataŭigo estis bezonata.

• Vakuumaj presilo:
  La falado estis signife malpli violenta. Post anstataŭigo de la vakuuminterrompilo kaj netado de la ark-produtos (fulo) de la presilo kaj kompartimento, la switchgear rapide estis restaŭrita al servado.

Konkludo

Vakuumaj presiloj montras superan erarkontenon, sekurecon kaj fidindecon kontraŭ aerpresiloj, speciala sub severaj transelektraj overvoltoj. Iliaj hermetike fermitaj vakuuminterrompiloj prezentas arkon propagiĝon, minimumigante damaĝon kaj downtime.

En eksplozdaj aŭ flamigaj okazetoj kiel kemikalaj plantoj kaj karbonministoj, la senarkoperacio kaj robusta perfomanco de vakuumaj presiloj provizas klare teknologian kaj sekurecan avantaĝon.