Šta se dešava kada vakuumski prekidač izgubi vakuum Saznajte stvarne rezultate testiranja

Šta se dešava kada vakuumski prekidnik izgubi vakuum?

Ako vakuumski prekidnik izgubi vakuum, treba uzeti u obzir sledeće operativne scenarije:

• Otvaranje kontakata

• Operacija zatvaranja

• Zatvoren i normalno radi

• Otvaranje i prekid normalnog toka struje

• Otvaranje i prekid toka struje uz prisustvo greške

Slučajevi a, b i c su relativno jednostavni. U ovim situacijama, sistem općenito nije uticnut gubitkom vakuma.

Međutim, slučajevi d i e zahtevaju dalju diskusiju.

Pretpostavimo da trofazni vakuumski prekidnik na ishodu izgubi vakum u jednom polu. Ako opterećenje koje prekidnik služi jeste delta povezan (nezazemljen) opterećenje, operacije prebacivanja neće dovesti do otkaza. U suštini, ništa se ne dešava. Dve zdrave faze (na primer, Faza 1 i Faza 2) uspešno prekinu krug, a tok struje u defektivnoj fazi (Faza 3) prirodno prestaje.

Različita situacija nastupa kod zazemljenih opterećenja. U ovom slučaju, prekid dve zdrave faze ne zaustavlja tok struje u defektivnoj fazi. Luka nastavlja da traje u Fazi 3 bez mogućnosti njegove gasenja, i ovaj tok struje nastavlja sve dok ne počne da radi rezervni zaštitni uređaj. Rezultat je tipično katastrofalno oštećenje prekidnika.

Pošto vakuumski prekidnici u opsegu od 3–15 kV uglavnom koriste se u zazemljenim sistemima, mi smo ispitivali efekte otkaza prekidnika u našoj probnoj laboratoriji pre nekoliko godina. Deliberatno smo izložili vakuumski prekidnik atmosferskom pritisku ("isploštili" ga) i zatim podvrgli prekidnik testu punog prekida kratkog spoja.

Kao što je predviđeno, "isplošteni" prekidnik nije uspeo da otkloni grešku u dotičnoj fazi i uništen je. Laboratorijski rezervni prekidnik je uspešno otklonio grešku.

Nakon testa, prekidnik je uklonjen iz celije sklopne štiti. Bio je teško opraštan, ali mehanički integran. Dim i opraštan su očišćeni s prekidnika i sklopne štiti, defektan unit je zamenjen, a prekidnik je vraćen u kompartman. Kasnije istog dana, izvršen je još jedan test prekida kratkog spoja—uspešno. Godine kasnije, iskustva sa terena su potvrdila nalaze iz ovih laboratorijskih testova.

Jedan od naših klijenata, velika hemijska kompanija, doživeo je izolovane otkaze na sličnim konfiguracijama kruga (jedan sa magneto-vazdušnim prekidnikom, jedan sa vakuumskim prekidnikom) u dve različite lokacije u različitim zemljama. Obe su delele zajedničku konfiguraciju kruga i način otkaza: vezni krug gde su izvori snage na obe strane prekidnika bili izvan sinkronizacije, primenjujući gotovo dvostruku nominalnu naponsku razliku preko rastojanja između kontakata. To je dovelo do otkaza prekidnika.

Ovi otkazi su nastali kao posledica uslova primene koji su narušili smernice ANSI/IEEE i znatno premašili projektna ograničenja prekidnika. Ne pokazuju nedostatak dizajna. Međutim, stepen oštećenja je poučan:

• U slučaju magneto-vazdušnog prekidnika, kućište jedinice je nasilno puklo. Susedne celije sklopne štiti sa obe strane su dozivile ekstenzivno oštećenje, zahtevajući velike rekonstrukcije. Prekidnik je bio totalna gubitak.

• U slučaju vakuumskog prekidnika, otkaz je bio značajno manje nasilan. Defektan vakuumski prekidnik je zamenjen, proizvodi luke (opraštan) su očišćeni s prekidnika i kompartmana, i sistem je vraćen u rad.

Naše ekstenzivno laboratorijsko testiranje, gde redovno vodimo vakuumskim prekidnicima do njihovih granica, potvrđuje ove stvarne rezultate.

Nedavno, nekoliko testova visokog snaga je izvršeno u našoj laboratoriji kako bi se procenili pokušaji prekida koristeći "propustive" vakuumskie prekidnike. Mala rupa (~3 mm u prečniku) je bušena u kućište prekidnika kako bi se simulirao gubitak vakuma. Rezultati su bili otkrivajući:

• Toka struje od 1.310 A (nominalni kontinuirani tok: 1.250 A) je prekinut jednim polom vakuumskog prekidnika. Tok struje je tečao kroz "defektan" prekidnik 2,06 sekunde pre nego što je laboratorijski rezervni prekidnik otklonio grešku. Nijedan deo nije ispaljen, prekidnik nije eksplodirao, a samo boja na kućištu prekidnika je pučila. Nijedan drugi oštećenje nije nastupilo.

• Drugi pol istog prekidnika je pokušao da prekine 25 kA (nominalni prekidni tok: 25 kA). Luka je trajala 0,60 sekundi pre nego što je laboratorijski prekidnik otklonio grešku. Luka je sagorijela rupu kroz stranu kućišta prekidnika. Nije došlo do eksplozije ili letelica. Svjetleči čestice su ispaljene kroz rupu, ali nijedan mehanički deo ili susedni prekidnici nisu oštećeni. Sve oštećenje je ograničeno na defektan prekidnik.

Ovi testovi potvrđuju da su posledice otkaza vakuumskog prekidnika značajno manje teške u poređenju sa otkazima u drugim tehnologijama prekida.

Ali stvarno pitanje nije šta se dešava kada otkazuje, već koliko je verovatno da otkazuje?

Stopa otkaza vakuumskih prekidnika je izuzetno niska. Gubitak vakuma više nije značajan problem.

U ranim 1960-ima, vakuumski prekidnici su bili podložni propustima—ovo je bilo veliki problem. Rani dizajni koristili su spajanje ili savarenje između različitih materijala, bez organskih materijala. Ručno izrađivanje bilo je uobičajeno, posebno sa borosilikatnim staklenim izolatorima, koji nisu mogli da izdrže visoke temperature.

Danas, koriste se mašinsko savarenje i partija indukcione peći za spajanje sa izuzetno strogo kontrolisanim procesima. Jedini pokretni deo unutar vakuumskog prekidnika jeste bakreni kontakt, povezan sa krajičnom pločom preko savarenog nerđajućeg čelikovog zvona. Pošto su oba kraja zvona savarena.