Kas Notiek, Ja Vakuuma Izolētājs Zaudē Vakuumu? Tiek Atklāti Reālie Testa Rezultāti

Kas notiek, ja vakuumu pārtraukuma ierīce zaudē savu vakuumu?

Ja vakuumu pārtraukuma ierīce zaudē savu vakuumu, jāņem vērā šādi darbības scenāriji:

• Kontaktu atvēršana

• Aizveršanas operācija

• Aizvērts un strādā normāli

• Atvēršana un normālā strāvas pārtraukšana

• Atvēršana un kļūdainās strāvas pārtraukšana

Gadījumi a, b un c ir salīdzinoši vienkārši. Šajos gadījumos sistēma vispārīgi nav ietekmēta vakuumu zudumu dēļ.

Tomēr, gadījumi d un e prasa tālāku apspriešanu.

Apcerēsim trīsfazu plūsmu vakuumu pārtraukuma automātu, kuram vienā polā zaudēts vakums. Ja nepilnīgā pārtraukuma automāta piegāde ir delta savienojumā (nezemjuksnes), pārslēgšanas operācijas nesadaudzina nekādas sekas. Būtībā, nekas neatrodamais nedarbojas. Divas veselīgas fāzes (piemēram, Fāze 1 un Fāze 2) veiksmīgi pārtrauc plūsmu, un kļūdainās fāzes (Fāze 3) strāva samazinās naturāli.

Citas situācijas rodas ar zemesietām piekariem. Šajā gadījumā divu veselīgo fāžu pārtraukšana neapstādina strāvas plūsmu kļūdainajā fāzē. Fāzē 3 pastāv ugunskurpe, kas netiek iznīcināta, un šī strāva turpinās līdz rezervējuma aizsardzības darbībai. Rezultāts parasti ir katastrofāla kaitējums pārtraukuma automātam.

Jo vakuumu pārtraukuma automāti 3–15 kV diapazonā tiek galvenokārt izmantoti zemesietās sistēmās, mēs pirms gadiem pētījām nokavēto pārtraukuma ierīces efektus mūsu testu laboratorijā. Mēs sazinājāmies ar vakuumu pārtraukuma ierīci atmosfēras spiedienā ("aplākojām" to) un tad piedāvājām pārtraukuma automātam pilnu īsās slodzes pārtraukuma testu.

Kā paredzēts, "aplakotā" pārtraukuma ierīce neveiksmīgi pārtrauca kļūdu ietekmētajā fāzē un tika iznīcināta. Laboratorijas rezervējuma pārtraukuma automāts veiksmīgi pārtrauca kļūdu.

Pēc testa pārtraukuma automāts tika noņemts no uzlādes šķīduma. Tas bija smagi saplūstināts, bet mehāniski saskaņots. Dūmu un saplūstību tika notīrītas no pārtraukuma automāta un uzlādes šķīduma, nokavēta vienība tika aizvietota, un pārtraukuma automāts tika atkal ievelkts šķīduma kompartimentā. Vēlāk tajā pašā dienā tika veikts vēl viens īsās slodzes tests—veiksmīgi. Gadiem ilgu laiku praktiskā pieredze apstiprināja šo laboratorijas testu secinājumus.

Viens no mūsu klientiem, liela kimikāles uzņēmuma, piedzīvoja atsevišķas nokavējumus līdzīgos shēmas konfigurācijās (viens ar gaisa-magnētisku pārtraukuma automātu, otrs ar vakuumu pārtraukuma automātu) divās dažādās valstīs. Abiem bija kopīga shēmas konfigurācija un nokavēšanas veids: savienojuma shēma, kur elektrības avoti pārtraukuma automāta abās pusēs nebija sinhronizēti, piemērojot gandrīz divreiz vairāk par noteikto spriegumu kontaktu atstarpei. Tas izraisīja pārtraukuma automāta nokavēšanos.

Šie nokavējumi radās no lietošanas nosacījumiem, kas pārkāpa ANSI/IEEE vadlīnijas un pārsniedza pārtraukuma automāta dizaina raksturlielumus. Tie nesnorāda uz dizaina trūkumiem. Tomēr, kaitējuma apmērs ir instruktīvs:

• Gaisa-magnētiskā pārtraukuma automāta gadījumā vienības apvolvums rūpnīciski sadalījās. Blakus esošie uzlādes šķīdumu kompartimenti abi pusēs cieši skārās, prasājot lielu rekonstrukciju. Pārtraukuma automāts tika pilnībā iznīcināts.

• Vakuumu pārtraukuma automāta gadījumā nokavēšana bija mazāk rūpnīciska. Nokavētā vakuumu pārtraukuma ierīce tika aizvietota, arka produktais (saplūstība) tika notīrīts no pārtraukuma automāta un kompartiments, un sistēma tika atjaunota pakalpojumā.

Mūsu plašā laboratorijas testēšana, kur mēs regulāri izmantojam vakuumu pārtraukuma ierīces līdz to robežām, atbalsta šos reālās pasaules rezultātus.

Nesen mūsu laboratorijā tika veikti vairāki augstsprieguma testi, lai novērtētu pārtraukuma mēģinājumus, izmantojot "nokavētās" vakuumu pārtraukuma ierīces. Ierīces apvolvumā tika izveidots mazs caurums (~3 mm diametrs), lai simulētu vakuumu zudumu. Rezultāti bija atklājoši:

• 1 310 A normālā strāva (noteiktā nepārtraukta strāva: 1 250 A) tika pārtraukta ar vakuumu pārtraukuma automāta vienu polu. Strāva plūstēja caur "nokavēto" pārtraukuma automātu 2,06 sekundes, pirms laboratorijas rezervējuma pārtraukuma automāts pārtrauca kļūdu. Neviens elements netika izmetts, pārtraukuma automāts neatklājās, un tikai pārtraukuma ierīces apvolvuma krāsa blāva. Citu kaitējumu nebija.

• Otrs pārtraukuma automāta pols mēģināja pārtraukt 25 kA (noteiktā pārtraukuma strāva: 25 kA). Ugunskurpe turpinājās 0,60 sekundes, pirms laboratorijas pārtraukuma automāts pārtrauca kļūdu. Ugunskurpe izbrāzdāja caurumu pārtraukuma ierīces apvolvuma malā. Neatklāšanās vai lidojoši daļiņi neizraisīja. Glājoši daļiņi tika izmetti cauruma caurumā, bet neviens mehānisks elements vai blakus esošie pārtraukuma automāti netika kaitēti. Visi kaitējumi ierobežojās līdz nokavētajai pārtraukuma ierīcei.

Šie testi apstiprina, ka vakuumu pārtraukuma ierīces nokavēšanas sekas ir salīdzinoši mazākas, salīdzinot ar citu pārtraukuma tehnoloģiju nokavēšanām.

Bet patiesais jautājums nav kas notiek, kad tā nokavējas, bet cik liela ir tās nokavēšanās varbūtība?

Vakuumu pārtraukuma ierīču nokavēšanas rādītāji ir ļoti zemi. Vakuumu zudums vairs nav nozīmīgs jautājums.

Sākotnēji 1960. gados vakuumu pārtraukuma ierīces bija noslāņotas ar noplūstībām—tas bija liels jautājums. Agrākās dizainas izmantoja brauzētus vai svarkātus savienojumus starp dažādiem materiāliem, bez organiskiem materiāliem. Rokdarbs bija bieži izplatīts, īpaši borosilikātglasta izolātori, kas nevarēja izturēt augstu temperatūru.

Šodien tiek izmantotas mašīnasvarkāšana un partijas indukcijas kurpeņu brauzēšana ar ļoti stingriem procesa kontroles noteikumiem. Vakuumu pārtraukuma ierīcē ir tikai viens kustīgais elements—medņa kontakts, kas savienots ar beigu plāksni caur svarkātu nerūstīgā metāla bellows. Tā kā abas bellows galsas ir svarkātas, šī kustīgā seguma nokavēšanas rādītājs ir ļoti zems—parādot moderno vakuumu pārtraukuma automātu augsto uzticamību.

Patiesībā moderno vakuumu pārtraukuma ierīču MTTF (vidējais laiks līdz nokavēšanai) tagad ir aprēķināts kā 57 000 gadi.

Klientu bailes par vakuumu zudumu bija pamatotas 1960. gados, kad vakuumu pārtraukuma automāti bija jauni enerģētikas lietojumā. Šajā laikā vakuumu pārtraukuma ierīces bieži noplūstēja, un impulsu problēmas bija biežas. Tikai viena uzņēmuma piedāvāja vakuumu pārtraukuma automātus, un ziņojumi norādīja daudzas problēmas.

Līdz vidējiem 1970. gadiem Eiropā izstrādātās vakuumu pārtraukuma ierīces—piemēram, modernie Siemens dizaini—bija būtiski atšķirīgas no 1960. gados modeļiem materiālu un procesa kontroles ziņā. Medņa-bismuta kontakti bija vairāk impulsu cieši nekā šodienas khrom-medņa legālie. Rokas darbs izgatavotās pārtraukuma ierīces bija vairāk noslāņotas nekā šodienas precīzi izgatavotās vienības.

Šodien stingri procesa kontroles un automatizācijas pasākumi ir likvidējuši lielāko daļu cilvēka mainīgumu. Tādējādi modernās vakuumu pārtraukuma ierīces piedāvā ilgu izmantošanas laiku, un dielektiskais stresis, ko tās izraisa savienotajām ierīcēm, nav slikts nekā tradicionālo gaisa-magnētisko vai naftas pārtraukuma automātu dēļ.