Kiel Elekti Ĉu Eksakte Vakuajn Ĉirkuitchiovanĉilojn
01 Antaŭparolo
En mezvoltagecaj sistemoj, cirkvitoŝtopiloj estas neelĉerpigeblaj unuaj komponantoj. Vakuaj cirkvitoŝtopiloj dominas la internan merkaton. Tial, ĝusta elektra dizajno ne povas esti disigiĝa de la ĝusta elektado de vakuaj cirkvitoŝtopiloj. En ĉi tiu sekcio, ni diskutos kiel ĝuste elekti vakuajn cirkvitoŝtopilojn kaj komunajn miskompreno en ilia elektado.
02 Malinterrompa Kapablo por Kurta Ŝarĝo Ne Devas Esti Tro Alta
La malinterrompa kapablo de kurta ŝarĝo de cirkvitoŝtopilo ne devas esti tro alta, sed devus havi iom da margeno por akomodi futurajn elstaron de reto, kiuj povas konduki al pligrandigo de kurta ŝarĝo. Tamen, en efektiva elektra dizajno, la elektita malinterrompa kapablo de cirkvitoŝtopiloj ofte estas tro alta.
Ekzemple, en finuseraj transformejoj en 10kV-sistemoj, la kurta ŝarĝo de busbaro estas plejparte ĉirkaŭ 10kA, kaj en pli grandkapacitaj sistemoj, ĝi povas atingi ĝis 16kA. Tamen, en elektradizajnskicajoj, la malinterrompa kapablo de vakuaj cirkvitoŝtopiloj ofte estas specifita ĝis 31.5kA, eĉ 40kA. Tia alta malinterrompa kapablo rezultigas malutiligitan investon. En la supraj kazoj, malinterrompa kapablo de 20kA aŭ 25kA sufiĉus. Tamen, nuntempe, vakuaj cirkvitoŝtopiloj kun 31.5kA malinterrompa kapablo estas en alta demando kaj masproduktataj, kondukante al malpliiĝo de produktokostoj kaj prezoj, do ili iĝas pli larĝe adoptitaj.
En elektradizajno, kalkulitaj kurta ŝarĝoj estas ĝenerale pli altaj. La kaŭzo estas, ke sistemo-impedanco kaj kontaktresistanco en la cirkvitciklo ofte estas neglektataj dum kalkulo. Kompreneble, la malinterrompa kapablo de cirkvitoŝtopiloj devas esti elektita surbaze de la maksimume ebla kurta ŝarĝo. Tamen, la protektsetvaloro de kurta ŝarĝo ne devus baziĝi sur la maksimuma kurta ŝarĝo.
Ĉi tio estas pro tio, ke arkeroj ofte okazas dum kurta ŝarĝo, kaj la arkrezisto estas tre alta. En dizajnkalkuloj, kurta ŝarĝo traktiĝas kiel pura metala tri-faza kurta ŝarĝo, supozante neniun arkon kaj neniun kontaktresistancon. En efektivaj erarstatistikoj, pli ol 80% de kurta ŝarĝo estas unufaza, kaj arkoj preskaŭ ĉiam estas presentaj dum kurta ŝarĝo. Kiel rezulto, la reala kurta ŝarĝo estas multe pli malalta ol la ideala kalkulvaloro.
Se la protektsetvaloro estas tro alta, ĝi reduktas protektsensivecon aŭ kaŭzas mankon de operacio de momenta protekto. En inĝenierprakto, la problemo ofte ne estas, ke la cirkvitoŝtopilo ne interrompas, sed ke la protektelemento ne aktivigas pro tro alta setvaloro. Intermete, pura metala tri-faza kurta ŝarĝo malofte okazas—ili nur okazas, kiam grundejoj ne estas forigita post manteno antaŭ fermaĵo de la ŝtopilo. Tamen, grundo kutime faritas per grundoŝlosiloj aŭ grundoŝteltroj, kaj interligfunkcioj estas en loko, facanta puran metalan kurta ŝarĝon tre malverŝajna.
En elektraj konstrukskicajoj, estas komuna vidi, ke la malinterrompa kapablo de la ĉefvenanta cirkvitoŝtopilo estas specifita unu nivel pli alta ol tiu de distribuaj cirkvitoŝtopiloj. Ĉi tio ne estas necesa. La ĉefa ŝtopilo traktas kurta ŝarĝo de busbaro, dum distribuaj ŝtopiloj traktas erarojn en iliaj respektivaj cirkvitoj. Tamen, proksime al la ŝarĝflank de distribua ŝtopilo, pro sia proksimo al la busbaro, la kurta ŝarĝo ne estas signife diferenca de la busbara kurta ŝarĝo. Tial, la malinterrompaj kapabloj de la ĉefa kaj distribuaj ŝtopiloj devus esti la samaj.
03 Elektra kaj Meĥanika Vivo Rekviroj Ne Devas Esti Tro Alta
La elektra vivo mencionita ĉi tie ne rilatas al la nombro de fojoj, kiujn ŝtopilo povas malfermi kaj fermi sub nombrata aŭ parta ŝarĝfluo je specifaj intervaloj, sed la nombro de fojoj, kiujn ĝi povas interrompi kurta ŝarĝo sen bezono de manteno. Ne ekzistas nacia normo por ĉi tiu nombro. Ĝenerale, produtantoj dezignas por 30 tiaj interrompoj. Iuj produtantoj produktoj povas trakti 50. En licitadokumentoj por uzprojektoj, estas komuna vidi tro altajn rekvirojn por la nombro de kurta ŝarĝo interrompoj. Ekzemple, unu licitado dokumento petis 12kV liniprotektan vakan cirkvitoŝtopilon interrompi nombratan kurta ŝarĝon 100 fojojn, kun meĥanika vivo de 100,000 operacioj kaj nombrata ŝarĝfluointerrupado 20,000 fojojn—ĉi tiuj rekviroj estas nerimarkindaj.
Tro alta nombro de kurta ŝarĝo interrompoj ne estas necesa. Kurta ŝarĝo eraro estas granda elektra incidento. Ĉiu okazo devus traktiĝi kiel serioza accidento, bezonanta radikan kaŭzan analizon kaj korigajn agojn por eviti ripeto. Tial, super la efektiva servolivo de cirkvitoŝtopilo, ĝi nur interrompos kurta ŝarĝo eraro kelkfoje. La pli alta la sistemo-voltago, la pli granda la damaĝo kaŭzita de kurta ŝarĝo, sed la pli malalta la probablo de okazo. Do, mezvoltageca cirkvitoŝtopilo kapabla interrompi 30 kurta ŝarĝo eraroj sufiĉus. Tipa testado por kurta ŝarĝo interrompo estas kostega. Por 12kV vakua cirkvitoŝtopilo, ĉiu kurta ŝarĝo interrompo testo nuntempe kostas ĉirkaŭ 10,000 RMB. Efektivado de tro multaj testoj kostas alte kaj ne estas necesa.
Ĉu pli alta nombro de sukcesaj interrompoj signifas pli bonan interrompan kapablon? Ĉi tio estas alia komuna miskompreno. La klavpunkto de vakua cirkvitoŝtopilo kurta ŝarĝo interrompo testado kuŝas en la unuaj dek operacioj. Kiel longe kiel la ŝtopilo sukcese interrompas la specifitan ŝarĝon en la unuaj dek testoj, ĝia poste sekva performado estas ĝenerale fidinda. Statistikaj datumoj de tipa testado montras, ke la probablo de fiasko estas plej alta dum la unuaj dek interrompoj kaj graduale malpliiĝas kiel la nombro de interrompoj pligrandiĝas. Post 30 interrompoj, la probablo de fiasko en poste sekva testoj estas preskaŭ nul. Tial, kapableco interrompi 30 fojojn ne signifas, ke ĝi ne povas interrompi 50—ĝi simple signifas, ke plia testado ne estas necesa.
Pri la meĥanika vivo de vakua cirkvitoŝtopilo, ne estas necese havigi tro alta rekviroj. M1-klaso originala ne estas malpli ol 2,000 operacioj, kaj M2-klaso estas nur 10,000. Nun, produtantoj konkuras en meĥanika vivo—unu asertas 25,000, alia asertas 100,000. En licitproceso, partoprenantoj komparas meĥanika vivo valoroj, kio estas senutila por distribuo-uza vakua cirkvitoŝtopiloj. Tamen, en specifaj aplikoj, kiel ofta ŝaltado de motoroj, arkfornoj, aŭ aŭtomata kondensatora kompenso cirkvitoj, vakua kontaktoroj estas pli taŭgaj (SF6 cirkvitoŝtopiloj estas komune uzataj por ŝaltado de mezvoltageca kondensatorbanko). Kontaktoroj havas meĥanikan kaj elektran vivojn pli ol miliono operacioj (ilia elektra vivo estas mezurita per nombrata ŝarĝfluointerrupado, ne kurta ŝarĝo). Ne estas necese konkuri pri meĥanika vivo en cirkvitoŝtopiloj.
04 Tro Altaj Rekviroj por Aliaj Elektraj Parametroj
La mallonga resistiga kapablo de cirkvitoŝtopilo rilatas al ĝia kapablo rezisti la termalstreĉon de kurta ŝarĝo dum eraro. Ĉi tio ne estas sama kiel varmleviĝo. Varmleviĝotestado envolvas pasigon de nombrata aŭ specifa ŝarĝfluo tra la ŝtopilo por longa tempo kaj certigas, ke la varmleviĝo en diversaj punktoj ne superas specifajn limojn. La mallonga resistiga kapablo de cirkvitoŝtopilo ĝenerale testiĝas por 3 sekundoj.
Dum ĉi tiu tempo, la varmo generita de la kurta ŝarĝo ne devas damaĝi la ŝtopilon. 3-sekunda termala resistiga kapablo sufiĉas. La kaŭzo estas, ke post okazo de kurta ŝarĝo, tempogradigita protekto povas envolvi intencan malfruigon por certigi selektivecon. Por tempo-bazita protekto, 0.5-sekunda malfruigo inter apudaj ŝtopiloj certigas selektivecon. Se ŝtopiloj diferencas je du niveloj, la tripado malfruigo estas 1 sekundo; se tri niveloj, 1.5 sekundo. 3-sekunda resistiga kapablo jam sufiĉas. Tamen, iuj uzantoj aŭ dizajnintoj insistas pri 5-sekunda termala resistiga kapablo, kio vere ne estas necesa.
Dum la ferma procezo de cirkvitoŝtopilo, la moviĝa kaj fiksita kontaktoj povas rebondi. Se la rebondtempo estas tro longa aŭ la tri-faza ferma asinkroneco estas granda, rompo kaj restrikto povas okazi inter la kontaktoj. Restrikto kaŭzas ŝarĝ-disŝarĝan procezon en la cirkvito, pligrandigante la steepness kaj amplitudon de supervoltaĝo. Ĉi tiu supervoltaĝo estas konata kiel kontakta restriktosupervoltaĝo.
Ĝia danĝero eĉ povas superi la ŝarĝfluosekantosupervoltaĝon de vakua cirkvitoŝtopilo, minaci la turn-to-turn izolacion de transformiloj kaj motoroj. Tial, la kontakta rebondtempo kaj tri-faza asinkroneco ne devus superi 2ms. Aktualaj cirkvitoŝtopilo-parametroj estas fabrikataj por kontentigi ĉi tiun rekviro. Tamen, iuj uzantoj demandas valorojn malpli ol 2ms, eĉ postulas ne pli ol 1ms, kio superas aktualajn teknikajn kapablojn.
05 Negativaj Problemoj Kaŭzitaj de Tro Alta Komenciĝa Ŝarĝfluo de Vakuaj Interrupiloj
La komenciĝa nombrata ŝarĝfluo por mezvoltagecaj vakuaj interrupiloj estas 630A. Aktuale, iuj produtantoj ne plu produktas 630A versiojn, kaj la minimuma komenciĝa ŝarĝfluo pligrandiĝis al 1250A. Ĉi tio rilatas al vakuaj interrupila fabrikado. Tamen, ĝi portas serion de negativaj konsekvencoj. Pro tio, ke la komenciĝa ŝarĝfluo de vakuaj interrupiloj estas tro alta, vakua cirkvitoŝtopiloj montitaj kun ĉi tiuj interrupiloj devas kongruigi la interrupila ŝarĝfluorekviro.
Kiel rezulto, ĉiuj rilataj komponantoj—kiel kolonoj, enmetkontaktoj sur kolonoj, kaj fiksita kontaktoj en ŝaltkesto—devas ankaŭ kongruigi la interrupila ŝarĝfluorekviro. Ĉi tio kondukas al severa malutiligo de nonfermetalo materialoj en plejmulto de kazoj. Ekzemple, 12kV vakua cirkvitoŝtopilo povas nutrigi nur 1000kVA transformilon, kies 10kV-flanka nombrata ŝarĝfluo estas nur 57.7A. Tamen, ĉar la vakua interrupilo komencigas je 1250A, la cirkvitoŝtopilo devas esti nombrata je 1250A. Konsekvente, ĉiuj aksesoriaj de la ŝtopilo devas havi nombratan ŝarĝfluon de almenaŭ 1250A, kaj la fiksita kontaktoj en la ŝaltkesto ankaŭ devas esti nombrata je ne malpli ol 1250A, rezultigante signifan malutiligon de nonfermetalo.
Pli malbona, uzantoj aŭ dizajnintoj insistas, ke la ŝarĝporta kapablo de la ĉefkondukiloj en la ŝaltkesto devas kongruigi tiun de la cirkvitoŝtopilo—tiel, la kondukila ŝarĝporta kapablo estas dizajnita por 1250A. Fakte, kapablo de 60A sufiĉus, kaj same longe kiel la minimuma sekcio de la cirkvito kondukilo pasas dinamikajn kaj termalajn stabilecan kontrolon, estas granda spaco por materialekonomo.
