Vakuumpäristikute ja õhupäristikute erinevused: olulised aspektid

Madalvoolu õhuvoolusulud vs. vakuumsulud: struktuur, jõudlus ja rakendus

Madalvoolu õhuvoolusulud, mida tuntakse ka kui universaalne või valmistatud raamiga sulud (MCCBs), on mõeldud AC-vooludele 380/690V ja DC-vooludele kuni 1500V, nende nimiajade vahemikus 400A kuni 6300A või isegi 7500A. Need sulud kasutavad õhu plasmasüütuse lehtminekuks. Plasma lehitakse pikkustades, jagades ja jahutades plasmalehe (plasmajuhend) abil. Sellised sulud suudavad katkestada lühikeseid sõlmituid voolusid 50kA, 80kA, 100kA või kuni 150kA.

Peamised komponendid ja funktsionaalsus

• Töömehhanism: Asub sulu ees, tagades vajaliku kiiruse kontaktide eraldamiseks ja sulgumiseks. Kiire kontaktide liikumine aitab pikkustada ja jahutada plasma, soodustades selle lehtimist.

• Intelligentne triipuüksus: Paigutatakse töömehhanismi kõrval, see on madalvoolu sulu "ajuke". See saab voolu- ja pingesignaale sensorite kaudu, arvutab elektrilisi parameetreid ja võrdleb neid eelnevalt seadetud LSIG kaitseparameetritega:

• L: Pikaajaline viivitus (ületaastamine)

• S: Lühiajaline viivitus (lühikese sõlmi kaitse)

• I: Väljakandev (väljakandev triip)

• G: Maapindkaitse
  Näidate seadetega andmetel teatab triipuüksus mehhanismile sulu avamise ületaastamisel või lühikese sõlmi korral, pakkudes täielikku kaitset.

• Plasma ruum ja kontaktid: Asuvad sulu taga, plasma ruum sisaldab kontakte ja plasmalehte. Alumised kolmefaasi väljundkontaktid on varustatud:

• Elektrooniliste voolusensoritega (signaalide sisendiks triipuüksusesse)

• Elektromagnetiliste voolustransformatoritega (CT) (triipuüksuse tööenergia tarbeks)

Töömehhanismil on tavaliselt vähem kui 10 000 toimingute mehaaniline eluiga.

Evolutsioon õhust vakuumi sulgemiseni

Ajaloos esinesid keskvoolu õhuvoolusulud, kuid need olid omavahel küllastunud, piiratud katkestamisvõimega ja tekitasid olulise plasmalehe (null-elemendiga plasmasüütus), mis muutis need ebaturvalisteks ja praktikalisteks.

Vastupidiselt, vakuumsulud (VCB-d) jagavad sarnast üldist paigutust: töömehhanism asub ees ja katkestaja taga. Kuid katkestaja kasutab vakuumpkatkestajat (või "vakuumflaski"), mis on struktuuriliselt sarnane insenseeriva valgusepärgiga — tiivitult vakuumi evakueeritud klaas- või keramiikliku omber.

Vakuumses:

• On vaja ainult väikest kontaktivahedet, et rahuldada isolatsiooni- ja tulekahjutuse nõuded.

• Plasma lehitakse kiiresti, kuna ioniseeritava keskkonna puudumise ja metallivahelu efektiivse levimise tõttu.

Vakuumsulude rakendused

Vakuumsulud on arenenud kiiresti ja nüüd on laialdaselt kasutuses madalvoolu, keskvoolu ja kõrgevoolu süsteemides:

• Madalvoolu VCB-d: Tavaliselt määratud 1,14kV, nende nimiajad ulatuvad kuni 6300A ja lühikese sõlmi katkestamisvõime kuni 100kA.

• Keskvoolu VCB-d: Kõige levinumad on 3,6–40,5kV vahemikus, nende nimiajad ulatuvad kuni 6300A ja katkestamisvõime kuni 63kA. Üle 95% keskvoolu lülitsitüübigest kasutab nüüd vakuumpkatkestamist.

• Kõrgevoolu VCB-d: Ühekordsete katkestajate tippväärtus on 252kV, ja 550kV vakuumsulud on saavutatud sarikasutatavate katkestajate kaudu.

Olulised disainierinevused

Erinevalt õhuvoolusuludest, mis kasutavad kontaktveerandeid, vajavad vakuumsulud töömehhanismilt:

• Piisava avamise ja sulgumise kiiruse

• Piisava kontaktijõudluse

See kontaktijõudlus peab olema piisav isegi kuni 3mm kontaktide kulumise korral, et usaldusväärselt kanda nimiajade voolu ja vastu võtta lühiajalisi sõlmikokkuhoiume peaksidel.

Vakuumsulude eelised

• Kõrge usaldusväärsus ja turvalisus

• Immune keskkonnatingimustele (toot, niiskus, kõrgus)

• Null plasmalehe (ei ole välise plasmasüütust)

• Kompaktne suurus ja pika hooldusintervall

Need eelised muudavad vakuumsulud ideaalseks kasutamiseks ohtlikutes keskkondades, nagu keemiatehased, süüttekaevandused, nafta- ja gaasifoorumid, kus plahvatuse- ja tuleohutus on kriitilised.

Praktikaproov: Vakuumsulude ja õhuvoolusulude jõudlus vigase korral

Suure keemiatehases installeeriti kaks sulgu — üks õhuvoolusul ja üks vakuumsul — identseks ringikonfiguratsiooniks ja neid alustati sama vigase korraga.

Ring oli sidusa konfiguratsioon, kus sulu poolt olevad energialähteolud olid sünkroniseerimata. See tõi kaasa ajutise pingemaailma kontaktivahedel, mis lähendas kaks korda nimiajade pinget, mis viis sulu läbikukkumiseni.

Tulemused:

• Õhuvoolusul:
  Kogu süsteem hävis täielikult. Sulu ümberkotti rikutus ja mõlemal pool asuvad lülitsitüübid kahjustusid tõsises. Vajalikud olid laiendatud taastamismeetmed ja asendamine.

• Vakuumsul:
  Viga oli oluliselt vähem tõsine. Pärast vakuumpkatkestaja asendamist ja plasmalehe jätkede (soo) puhastamist sulus ja kabinetis, taastati lülitsitüüp kiiresti teenistusse.

Järeldus

Vakuumsulud näitavad paremat vigade kontrollimist, turvalisust ja usaldusväärsust õhuvoolusuludega võrreldes, eriti tõsiste ajutiste ülepingete korral. Nende sealdata vakuumpkatkestajad takistavad plasmalehe levikut, minimeerides kahju ja aeglastust.

Plahvatuse- või tuleohtlikes keskkondades, nagu keemiatehased ja süüttekaevandused, vakuumsulude plasmavaba töö ja range jõudlus pakuvad selget tehnoloogilist ja turvalisuslikku eelist.