Kio Okazas Kiam Vakuuma Ĉirkaŭbreko Perdas Sian Vakuon Realaj Testresultoj Revelitaj

Kio Okazas, Kiam Vakuo Interrupilo Perdas Sian Vakuecon?

Se vakuo interrupilo perdas sian vakuecon, la jenaj operaciaj scenaroj devus esti konsideritaj:

• Malfermiĝo de kontaktroj

• Fermoperacio

• Fermite kaj operacias normala

• Malfermiĝo kaj interrompo de normala koranto

• Malfermiĝo kaj interrompo de defekta koranto

Kazoj a, b, kaj c estas relative simplaj. En ĉi tiuj situacioj, la sistemo ĝenerale ne estas afektita pro la perdo de vakuo.

Tamen, kazoj d kaj e bezonas plu diskuton.

Supozu, ke tri-faza alimentilo vakuo cirkuitrompilo perdas vakuecon en unu poluso. Se la ŝargo servata de la defekta rompilo estas delta kunligita (ne terigita) ŝargo, komutoperacioj ne kondukos al fiasko. Esence, nenio okazas. La du sanaj fazoj (ekzemple, Fazo 1 kaj Fazo 2) sukcese interrompas la cirkuiton, kaj la koranto en la defekta fazo (Fazo 3) naturoce finiĝas.

Diversa situacio aperas kun terigitaj ŝargoj. En ĉi tiu okazo, interrompo de la du sanaj fazoj ne haltigas la koranton en la defekta fazo. Arko daŭras en Fazo 3 sen io por ekstinguigi ĝin, kaj ĉi tiu koranto daŭras ĝis rezerva protektado funkcias. La rezulto estas tipike katastrofa damo al la rompilo.

Ĉar vakuo cirkuitrompiloj en la amplekso 3–15 kV ĉefe uzas en terigitaj sistemoj, ni esploris la efektojn de malsukcesinta interrupilo en nia testlaboratorio jaroj antaŭe. Ni intence esponis vakuon interrupilon al atmosfera premo ("aplaniĝis" ĝin) kaj poste submetis la rompilon al plena mallongcirkvita interrompa testo.

Kiel antaŭvidite, la "aplaniĝinta" interrupilo malsukcesis purigi la defekton en la afektita fazo kaj estis detruita. La laboratoriaro rezerva rompilo sukcese purigis la defekton.

Post la testo, la rompilo estis forigita el la ŝaltara ĉelo. Ĝi estis forte suota sed mekanike tuta. Fumo kaj suoto estis netigitaj de la rompilo kaj ŝaltaro, la defekta unuo estis anstataŭigita, kaj la rompilo estis reiniciatita en la ĉambron. Plue en tiu sama tago, alia mallongcirkvita testo estis farita—sukcese. Jaroj da posta terura sperto konfirmis la trovojn de ĉi tiuj laboratoriotestoj.

Unu el niaj klientoj, granda kemika kompanio, spertis izolitajn fiaskojn sur similaj cirkvitkonfiguroj (unu kun aer-magnetika rompilo, unu kun vakuo rompilo) en du malsamaj instalacioj en malsamaj landoj. Ambaŭ kunhavis komunan cirkvitkonfiguron kaj fiaskomodon: ligantcirkvito, kie la energofontoj de ambaŭ flankoj de la rompilo estis ne sinkronaj, aplikante preskaŭ dufoje la nomitan voltan tron tra la kontaktspaco. Ĉi tio kaŭzis rompilfiaskon.

Ĉi tiuj fiaskoj rezultis pro aplikaj kondiĉoj violant ANS/IEEE direktivojn kaj multe superanta la rompila dezignindicojn. Ili ne indikas dezignmankon. Tamen, la amplekso de damo estas instrua:

• En la aer-magnetika rompilo kazo, la unueca kuirejo ruptis violenta. Proksimaj ŝaltarakeleroj de ambaŭ flankoj suferis vastan damon, postulante majoran rekonstruadon. La rompilo estis totala perdo.

• En la vakuo rompilo kazo, la fiasko estis signife malpli violenta. La defekta vakuo interrupilo estis anstataŭigita, arko produktajoj (suoto) estis netigitaj de la rompilo kaj ĉambro, kaj la sistemo estis restarigita al servo.

Nia vasta laboratoriotestado, kie ni kutime premas vakuon interrupilojn al iliaj limoj, subtenas ĉi tiujn realmondaĵajn rezultojn.

Lastatempe, kelkaj alta potenco testoj estis faritaj en nia laboratorio por evalui interrompattemptojn uzante "flugantajn" vakuon interrupilojn. Malgranda foriro (~3 mm diametro) estis forfresita en la interrupila kuirejo por simuli vakuecan perdon. Rezultoj estis revelaj:

• Normala koranto de 1,310 A (nomita kontinua koranto: 1,250 A) estis interrompita de unu poluso de vakuo rompilo. Koranto fluas tra la "defekta" rompilo dum 2.06 sekundoj antaŭ ol la laboratoriaro rezerva rompilo purigis la defekton. Neniu parto estis ejketita, la rompilo ne eksplodis, kaj nur la pentraĵo sur la interrupila kuirejo bliztris. Neniu alia damo okazis.

• Duaj poluso de la sama rompilo provis interrompi 25 kA (nomita rompanta koranto: 25 kA). La arko daŭris 0.60 sekundojn antaŭ ol la laboratoriaro rompilo purigis la defekton. La arko brulis foriron tra la flanko de la interrupila kuirejo. Neniu eksplodo aŭ fluganta materialo okazis. Lumantaj partikloj estis ejketitaj tra la foriro, sed neniuj mekanikaj komponantoj aŭ proksimaj rompiloj estis danĝerigitaj. Ĉiuj damoj estis limigitaj al la malsukcesinta interrupilo.

Ĉi tiuj testoj konfirmas, ke la konsekvencoj de vakuo interrupila fiasko estas signife malpli severaj komparate al fiaskoj en aliaj interrompanteknikoj.

Sed la vera demando ne estas kio okazas, kiam ĝi fiaskas, sed kiom verŝajne ĝi fiaskos?

Vakuo interrupila fiaskotarifoj estas ekstreme malaltaj. Vakuo perdo ne plu estas signifa zorgo.

En la fruaj 1960-aj, vakuo interrupiloj estis proklivaj al fuĝado—ĉi tio estis granda problemo. Fruaj dezajnoj uzis brazitajn aŭ luditajn kunligojn inter malsamaj materialoj, sen organikaj materialoj. Manfarado estis komuna, precipe kun borosilikata glaso izoliloj, kiuj ne povis resisti alta temperaturo.

Hodiaŭ, maŝina ludo kaj lota indukta furacelo brazado estas uzataj kun ekstrema striktaj procezkontroloj. La sola movada parto ene de vakuo interrupilo estas la kupra kontakto, konektita al la fino-plato per luditaj inoxa akordeono. Ĉar ambaŭ fino de la akordeono estas luditaj, la fiaskotarifo de ĉi tiu movada sigelo estas eksterordinare malalta—demonstrante la alta fidindaĵon de moderna vakuo cirkuitrompiloj.

Fakte, la MTTF (Meza Tempa Fiasko) de moderna vakuo interrupiloj nuntempe estas taksita je 57,000 jaroj.

Klienta zorgo pri vakuo perdo estis validaj en la 1960-aj, kiam vakuo rompiloj estis novaj al potenco apliko. En tiu tempo, vakuo interrupiloj ofte fuĝis, kaj impulso problemoj estis komunaj. Nur unu kompanio ofertas vakuo rompiloj, kaj raportoj indikis multajn problemojn.

Je la mezo de la 1970-aj, eŭrope-diskovritaj vakuo interrupiloj—kiel moderna Siemens dizajnoj—fundamentale diferis de 1960-aj modeloj en materialoj kaj procezkontrolo. Kupro-bismuto kontaktroj estis pli impulso-prona ol hodiaŭa krom-kupro lego. Manfaritaj interrupiloj estis pli proklivaj al fuĝado ol hodiaŭa precize manufakturitaj unuoj.

Hodiaŭ, rigora procezkontrolo kaj aŭtomatigo eliminas plejmulton de homa variablo. Kiel rezulto, moderna vakuo interrupiloj ofertas longan servoperiodon, kaj la dielektra streĉo ili impozas al konektitaj aparatoj estas ne pejor ol tradicia aer-magnetika aŭ oleo cirkuitrompiloj.