Indendørs vakuumkredsløbsbryder: Drift & vedligeholdelse

Overspændingsbeskyttelse

Vakuumbrydere har en fremragende strømbrydningsevne. Når de afbryder induktive belastninger, kan den hurtige ændring i strømmen dog give høje overspændinger over induktiviteten, hvilket kræver opmærksomhed.

Når der skifter små kapacitetsmotorer, er startstrømmene relativt høje; der bør træffes foranstaltninger for at reducere inrush-strømmen.

For transformatorer varierer behovet for beskyttelse med designet. Oliedampede transformatorer har en høj impuls-spændingstålmodighed og stor strø-kapacitance, og de kræver generelt ikke yderligere beskyttelsesenheder. For tørtransformatorer med lavere impuls-tålmodighed eller ovn-transformatorer, der udsættes for hyppig skift og hængende strømme, anbefales beskyttelsesforanstaltninger som metaloksid-surge-arrester, fordelt kabelkapacitance eller tilføjede shunt-kondensatorer.

For vakuumbrydere, der bruges til feeder-beskyttelse, giver den lange linjelængde tilstrækkelig strø-kapacitance, og flere forbundne enheder hjælper med at undertrykke høje restriking-overvoltage. Derfor er specielle beskyttelsesforanstaltninger typisk unødvendige.

For kondensatorbanker viser felttest, at overvoltage under lukkede operationer generelt ikke overstiger dobbelt systemspændingen. I Kina bruges shunt-kondensatorer typisk ved spændinger under 60 kV, hvor udstyrlets isolationsniveau er tilstrækkeligt til at modstå sådanne overvoltage uden skade. Dog kan vakuumbrydere med dårlig mekanisk ydeevne have forlænget kontaktvibration under drift, hvilket kan føre til høje overvoltage - et fænomen observeret både i indenlandske og internationale test, og som derfor kræver opmærksomhed.

Streng kontrol af luknings- og åbningshastigheder

Hvis lukningshastigheden for en vakuumbryder er for lav, øges pre-arc tiden, hvilket accelererer kontakt-slid. Desuden bruger vakuumbrydere typisk kobber-svoldering og højtemperatur-degassing-processer, hvilket gør deres mekaniske styrke relativt lav, og de er følsomme over for vibration. For høje lukningshastigheder kan give betydelig mekanisk chok, hvilket pålægger store kræfter på bellows'en og reducerer dens levetid. Typisk ligger lukningshastigheden for vakuumbrydere mellem 0,6 og 2 m/s, med en optimal værdi, der afhænger af det specifikke design.

Under afbrydningen er arcing-tiden meget kort - normalt mindre end 1,5 netfrekvens-halvcykler. For at sikre tilstrækkelig dielektrisk styrke ved den første strøm-nul, kræves det generelt, at kontakt-rejsning når 50%–80% af den totale slaglængde inden for den første halvcyklus. Derfor skal åbningshastigheden strengt kontrolleres.

Desuden bør både åbnings- og luknings-dempere have gode ydeevne-karakteristika for at minimere mekanisk påvirkning under drift, hvilket forlænger vakuumbryderens levetid.

Streng kontrol af kontakt-rejsning

Det er forkert at antage, at en større kontakt-gap forbedrer arc-extinction og vilkårligt øge kontakt-rejsningen. Vakuumbrydere har relativt korte kontakt-støtter. For nedsatte spændinger på 10–15 kV er den typiske kontakt-stroke kun 8–12 mm, med en over-travel på 2–3 mm. At forhøje kontakt-rejsningen for meget kan pålægge for høje spændinger på bellows'en efter lukning, hvilket potentielt kan skade bellows'en og kompromittere vakuumbryderens vakuum-sealing.

Streng kontrol af belastningsstrøm

Vakuumbrydere har begrænset overbelastningskapacitet. På grund af vakuumet mellem kontakterne og beholderen, der fungerer som en termisk isolator, dissiperes varmen fra kontakterne og ledende stænger hovedsagelig gennem konduktion langs stangen. For at sikre, at driftstemperaturen forbliver inden for tilladte grænser, skal arbejdstrømmen strengt kontrolleres og holdes under den nedsatte værdi.

Gennemgribende accept-test ved indtagning

Selvom vakuumbrydere grundigt testes før fabrikssalg, må nøgleparametre måles og verificeres igen efter transport og installation på stedet for at opdage eventuelle ændringer som følge af håndtering eller misalignment mellem bryderen og drifts-mekanismen. Nøgleparametre, der skal verificeres, inkluderer:

• Luknings-bounce

• Åbnings-synkronisering

• Kontakt-gap (åbningsafstand)

• Komprimerings-rejsning

• Luknings- og åbningshastigheder

• Luknings- og åbnings-tider

• DC kontakt-modstand

• Afbryder-isolationsniveau

• Mekaniske drifts-tester

Alle resultater skal opfylde producentens tekniske specifikationer, før bryderen sættes i drift.

Vedligeholdelsesintervaller for vakuumbrydere

Vedligeholdelsesintervaller bør følge etablerede regler og justeres baseret på de faktiske driftsforhold. Det er en fejlforestillelse, at vakuumbrydere ikke kræver vedligeholdelse. Specifikke retningslinjer inkluderer:

• Udfør netfrekvens standfast voltage-tester på tværs af afbryderpolerne under sæsonlige eller årlige forebyggende vedligeholdelsesperioder for at vurdere vakuum-integriteten.

• Efter 2.000 normale driftscykler (lukning/afbrydning af belastningsstrøm) eller 10 afbrydelser af den nedsatte kortslutningsstrøm, kontroller alle skruer for løshed. Vedligeholdelse skal følge producentens instruktioner. Hvis alle parametre forbliver inden for acceptable grænser, kan bryderen fortsætte i drift.

• Hvis en vakuumbryder har været ude af drift eller lagret i 20 år, skal dets vakuum-niveau testes ved hjælp af den angivne metode for vakuumbrydere. Hvis vakuumet ikke opfylder kravene, skal afbryderen erstattes.

Vakuumbryder

Vakuumbryderen er kernen i en vakuumbryder. Den bruger glas- eller keramikbeholder til strukturel støtte og hermetisk sealing, indeholder bevægelige og faste kontakter samt en skjold. Indeni er der højt vakuum, typisk 1,33 × 10⁻⁵ til 1 Pa, hvilket sikrer pålidelig arc-interruption og isolationsydeevne.

Når vakuum-niveauet forringes, forringes interrupting-evnen betydeligt. Derfor skal vakuumbryderen beskyttes mod enhver ekstern påvirkning - ingen bankning, tapping eller anvendelse af kraft under håndtering eller vedligeholdelse. Placer aldrig genstande oven på kredsløbsbryderen for at undgå uheldig påvirkning.

Producenter udfører strenge parallelisme-checks og præcis montering før levering. Under vedligeholdelse skal alle bryder-monteringsbolte jævnt strammes for at sikre ensartet stressfordeling og undgå skade.