Inomhustrum av vacuumkretsuttagare: Drift och underhåll

Överbelastningskydd

Vakuumbrytare har utmärkt strömbrytningsprestanda. När induktiva belastningar bryts kan den snabba förändringen i ström generera höga överbelastningar över induktansen, vilket kräver uppmärksamhet.

När småmotorer växlas är inruschströmmar relativt höga; åtgärder bör vidtas för att minska inruschströmmen.

Kravet på skydd för transformatorer varierar beroende på design. Oljedränkta transformatorer har hög impulsvolttålig kapacitet och stort strövande kapacitans, vilket vanligtvis inte kräver ytterligare skyddsanordningar. För torrtransformatorer med lägre impulsvolttålig kapacitet eller ugnstransformatorer som utsätts för frekventa växlingar och efterlänande strömmar rekommenderas skyddsåtgärder som metalloxidblixtfångare, fördelat kabelkapacitans eller tillagda shuntkapacitorer.

För vakuumbrytare som används i flödestskydd ger den långa linjelängden tillräckligt strövande kapacitans, och flera anslutna enheter hjälper till att undertrycka höga restriking överbelastningar. Därför är särskilda skyddsåtgärder vanligtvis onödiga.

För kondensatorbanker visar fälttester att överbelastningar vid stängning vanligtvis inte överstiger två gånger systemvolten. I Kina används shuntkondensatorer vanligtvis vid spänningar under 60 kV, där utrustningens isolering är tillräcklig för att tåla sådana överbelastningar utan skada. Men vakuumbrytare med dålig mekanisk prestanda kan visa längre kontaktvibration under drift, vilket leder till höga överbelastningar—ett fenomen observerat både nationellt och internationellt och därför kräver uppmärksamhet.

Strikt kontroll av stäng- och öppningshastigheter

Om stängningshastigheten för en vakuumbrytare är för låg ökar förbåldsparktid, vilket accelererar kontaktens nötning. Dessutom använder vakuumbrytare vanligtvis kopparlödning och högtemperaturdegassingprocesser, vilket ger dem relativt låg mekanisk styrka och känslighet för vibration. För höga stängningshastigheter kan orsaka betydande mekaniska chocker, vilket pålägger starka krafter på bellowsen och minskar deras livslängd. Vanligtvis ligger stängningshastigheten för vakuumbrytare mellan 0,6 och 2 m/s, med optimalt värde beroende på specifik design.

Under brytning är arcbåldningen mycket kort—vanligtvis mindre än 1,5 nätfrekvenshalvcykler. För att säkerställa tillräcklig dielektrisk styrka vid det första strömzero, krävs det vanligtvis att kontaktresan når 50%–80% av den totala resan inom den första halvcykeln. Därför måste öppningshastigheten strikt kontrolleras.

Dessutom bör både öppnings- och stängningsdämpare ha goda prestandakarakteristika för att minimera mekanisk påverkan under drift, vilket utökar vakuumbrytarens livslängd.

Strikt kontroll av kontaktresan

Det är felaktigt att anta att en större kontaktavstånd gynnar båldämning och godtyckligt öka kontaktresan. Vakuumbrytare har relativt korta kontaktresor. För nominalspänningar på 10–15 kV är typisk kontaktresan bara 8–12 mm, med överresan på 2–3 mm. Att alltför mycket öka kontaktresan kan påföra onödiga spänningar på bellowsen efter stängning, vilket potentiellt kan skada bellowsen och kompromissa vakuumbrytarens vakuumtätning.

Strikt kontroll av belastningsström

Vakuumbrytare har begränsad överbelastningskapacitet. På grund av vakuumet mellan kontakterna och behållaren fungerar som en termisk isolator, sprids värme från kontakterna och ledande stänger huvudsakligen genom konduktion längs stangen. För att säkerställa att driftstemperaturen hålls inom tillåtna gränser måste arbetsströmmen strikt kontrolleras och hållas under nominellt värde.

Strikt mottagningsprovning vid inrättning

Även om vakuumbrytare grundligt testas innan de levereras från fabriken, måste nyckelparametrar mätas och verifieras igen efter transport och påplatsinstallation för att upptäcka eventuella förändringar på grund av hantering eller missjustering mellan brytaren och driftmekanismen. Nyckelparametrar att verifiera inkluderar:

• Stängnings studs

• Öppnings synkronisering

• Kontaktavstånd (öppningsavstånd)

• Komprimeringsresan

• Stängnings- och öppningshastigheter

• Stängnings- och öppningstider

• DC-kontaktmotstånd

• Brytarens isoleringsnivå

• Mekaniska driftprov

Alla resultat måste uppfylla tillverkarens tekniska specifikationer innan brytaren sätts i drift.

Underhållsintervall för vakuumbrytare

Underhållsintervall bör följa etablerade regler och justeras baserat på faktiska driftförhållanden. Det är ett missuppfattning att vakuumbrytare inte kräver något underhåll. Specifika riktlinjer inkluderar:

• Utför nätfrekvensbelastningsprov över brytarpoler under säsongsmässigt eller årligt preventivt underhåll för att bedöma vakuumintegritet.

• Efter 2 000 normala driftcykler (stängning/brytning av belastningsström) eller 10 brytningar av nominell kortslutningsström, kontrollera alla skruvar för lossning. Underhåll ska följa tillverkarens instruktioner. Om alla parametrar fortfarande ligger inom acceptabla gränser kan brytaren fortsätta i drift.

• Om en vakuumbrytare har varit ur drift eller lagrad i 20 år, ska dess vakuumnivå testas med den angivna metoden för vakuumbrytare. Om vakuumet inte uppfyller kraven måste brytaren bytas ut.

Vakuumbrytare

Vakuumbrytaren är den centrala komponenten i en vakuumbrytare. Den använder glas- eller keramikhöljen för strukturellt stöd och hermetiskt sluten, innehåller rörliga och fasta kontakter samt en sköld. Inuti är det högt vakuum, vanligtvis 1,33 × 10⁻⁵ till 1 Pa, vilket garanterar tillförlitlig båldämning och isoleringsprestanda.

När vakuumnivån försämrar sig, försämras brytningskapaciteten markant. Därför måste vakuumbrytaren skyddas från externa påverkan—inga banker, klappar eller krafttillämpning under hantering eller underhåll. Sätt aldrig föremål ovanpå brytaren för att undvika oavsiktlig påverkan.

Tillverkare utför strikta parallellkontroller och noggrann montering innan leverans. Under underhåll måste alla monteringsbolag jämnt skruvas fast för att säkerställa jämn spänningsfördelning och förhindra skador.