วงจรป้องกันไฟฟ้าภายในแบบสุญญากาศ: การดำเนินงานและการบำรุงรักษา

การป้องกันแรงดันเกิน

สวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศมีสมรรถนะในการตัดกระแสได้ดีเยี่ยม แต่เมื่อตัดโหลดเหนี่ยวนำ การเปลี่ยนแปลงของกระแสรวดเร็วอาจทำให้เกิดแรงดันเกินสูงขึ้นที่ความเหนี่ยวนำ ซึ่งต้องระมัดระวัง

เมื่อสลับเครื่องยนต์ขนาดเล็ก กระแสเริ่มต้นค่อนข้างสูง ควรใช้มาตรการเพื่อลดกระแสเข้า

สำหรับหม้อแปลง ความจำเป็นในการป้องกันแตกต่างกันตามการออกแบบ หม้อแปลงแช่น้ำมันมีความสามารถในการทนทานต่อแรงดันกระแทกสูงและมีความจุไฟฟ้าหลุดรอดมาก ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันเพิ่มเติม แต่สำหรับหม้อแปลงแห้งที่มีความสามารถในการทนทานต่อแรงดันกระแทกต่ำกว่า หรือหม้อแปลงเตาที่มีการสลับบ่อยและกระแสล่าช้า ควรใช้มาตรการป้องกันเช่น อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินแบบออกไซด์โลหะ ความจุไฟฟ้ากระจายในสายเคเบิล หรือการเพิ่มความจุไฟฟ้าขนาน

สำหรับสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศที่ใช้ในการป้องกันสายส่ง ความยาวของสายส่งที่ยาวพอจะให้ความจุไฟฟ้าหลุดรอดเพียงพอ และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อหลายชิ้นช่วยลดแรงดันเกินจากการกลับมาติดต่อใหม่ ดังนั้น มาตรการป้องกันพิเศษโดยทั่วไปไม่จำเป็น

สำหรับธนาคารคอนเดนเซอร์ ผลทดสอบภาคสนามแสดงว่าแรงดันเกินระหว่างการปิดทั่วไปไม่เกินสองเท่าของแรงดันระบบ ในประเทศจีน คอนเดนเซอร์ขนานมักใช้ที่แรงดันต่ำกว่า 60 กิโลโวลต์ ซึ่งระดับฉนวนของอุปกรณ์เพียงพอที่จะทนทานต่อแรงดันเกินดังกล่าวโดยไม่เสียหาย อย่างไรก็ตาม สวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศที่มีสมรรถนะทางกลไกไม่ดีอาจมีการสั่นสะเทือนของตัวต่อที่นานขึ้นระหว่างการทำงาน ทำให้เกิดแรงดันเกินสูง ปรากฏการณ์นี้พบได้ทั้งในประเทศและต่างประเทศ ดังนั้นต้องระมัดระวัง

การควบคุมความเร็วในการปิดและเปิดอย่างเคร่งครัด

หากความเร็วในการปิดของสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศต่ำเกินไป ระยะเวลาการอาร์คก่อนจะยาวขึ้น ทำให้การสึกหรอของตัวต่อเร็วขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากตัวตัดวงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศมักใช้กระบวนการเชื่อมทองแดงและการปล่อยแก๊สที่อุณหภูมิสูง ความแข็งแรงทางกลไกค่อนข้างต่ำและไวต่อการสั่นสะเทือน ความเร็วในการปิดสูงเกินไปอาจทำให้เกิดแรงกระแทกทางกลไกสูง ทำให้แรงกดบนท่อพับสูงและลดอายุการใช้งาน ทั่วไปแล้ว ความเร็วในการปิดของสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศอยู่ระหว่าง 0.6 ถึง 2 เมตร/วินาที โดยค่าที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับการออกแบบเฉพาะ

ระหว่างการตัด ระยะเวลาการอาร์คน้อยมาก—ทั่วไปไม่เกิน 1.5 ครึ่งรอบของความถี่กำลังงาน เพื่อให้มั่นใจว่ามีความต้านทานทางไฟฟ้าเพียงพอที่จุดศูนย์กระแสแรก มักกำหนดให้ระยะการเคลื่อนที่ของตัวต่อถึง 50%–80% ของระยะทางรวมภายในครึ่งรอบแรก ดังนั้น ความเร็วในการเปิดต้องควบคุมอย่างเคร่งครัด

นอกจากนี้ ทั้ง демпферы закрытия и открытия должны иметь хорошие характеристики для минимизации механического воздействия при работе, что продлевает срок службы вакуумного прерывателя.

การควบคุมระยะการเคลื่อนที่ของตัวต่ออย่างเคร่งครัด

การสันนิษฐานว่าช่องว่างระหว่างตัวต่อที่ใหญ่ขึ้นจะช่วยในการดับอาร์คและเพิ่มระยะการเคลื่อนที่ของตัวต่อโดยไม่คำนึงถึง เป็นเรื่องผิด สวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศมีระยะการเคลื่อนที่ของตัวต่อค่อนข้างสั้น สำหรับแรงดันตั้งต้น 10–15 กิโลโวลต์ ระยะการเคลื่อนที่ปกติอยู่ที่ 8–12 มิลลิเมตร พร้อมระยะการเคลื่อนที่เกิน 2–3 มิลลิเมตร หากเพิ่มระยะการเคลื่อนที่ของตัวต่อเกินไป จะทำให้เกิดแรงกดบนท่อพับหลังจากปิดสวิทช์สูงเกินไป อาจทำให้ท่อพับเสียหายและทำลายความ герметичность вакуумного прерывателя.

การควบคุมกระแสโหลดอย่างเคร่งครัด

สวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศมีความสามารถในการรองรับโหลดเกินจำกัด เนื่องจากความสุญญากาศระหว่างตัวต่อและโครงสร้างทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อน ความร้อนจากตัวต่อและแกนนำจะกระจายผ่านการนำพาตามแกน เพื่อให้อุณหภูมิในการทำงานอยู่ภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ ต้องควบคุมกระแสการทำงานอย่างเคร่งครัดและรักษาให้ต่ำกว่าค่าที่กำหนด

การทดสอบการยอมรับอย่างเคร่งครัดก่อนการใช้งาน

แม้ว่าสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศจะถูกทดสอบอย่างละเอียดก่อนออกจากโรงงาน แต่หลังจากการขนส่งและการติดตั้งบนไซต์ ต้องวัดและตรวจสอบพารามิเตอร์สำคัญอีกครั้งเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่เกิดจากการขนส่งหรือการไม่ตรงกันระหว่างสวิทช์และกลไกการทำงาน พารามิเตอร์สำคัญที่ต้องตรวจสอบ ได้แก่:

• การกระเด้งขณะปิด

• ความสอดคล้องในการเปิด

• ช่องว่างระหว่างตัวต่อ (ระยะการเปิด)

• ระยะการกด

• ความเร็วในการปิดและเปิด

• เวลาในการปิดและเปิด

• ความต้านทานต่อกระแสตรงของตัวต่อ

• ระดับฉนวนของตัวตัดวงจร

• การทดสอบการทำงานทางกลไก

ผลลัพธ์ทั้งหมดต้องตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิคของผู้ผลิตก่อนที่จะนำสวิทช์ไปใช้งาน

ช่วงเวลาการบำรุงรักษาสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศ

ช่วงเวลาการบำรุงรักษาควรปฏิบัติตามกฎระเบียบที่กำหนดและปรับตามสภาพการใช้งานจริง เป็นความเข้าใจผิดที่ว่าสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศไม่ต้องการการบำรุงรักษา แนวทางเฉพาะ ได้แก่:

• ทำการทดสอบความทนทานต่อแรงดันความถี่กำลังงานระหว่างขั้วตัวตัดวงจรในช่วงการบำรุงรักษารายฤดูกาลหรือรายปีเพื่อประเมินความสมบูรณ์ของสุญญากาศ

• หลังจากการทำงานปกติ 2,000 รอบ (การปิด/เปิดกระแสโหลด) หรือการตัดกระแสเกินที่กำหนด 10 ครั้ง ตรวจสอบสกรูทั้งหมดว่าหลวมหรือไม่ การบำรุงรักษาควรปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิต ถ้าพารามิเตอร์ทั้งหมดอยู่ภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ สวิทช์สามารถใช้งานต่อไปได้

• หากสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศไม่ได้ใช้งานหรือถูกเก็บไว้นาน 20 ปี ควรทดสอบระดับสุญญากาศโดยใช้วิธีที่กำหนดสำหรับตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ ถ้าระดับสุญญากาศไม่ตรงตามข้อกำหนด ต้องเปลี่ยนตัวตัดวงจร

ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ

ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศเป็นส่วนประกอบหลักของสวิทช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศ มันใช้โครงสร้างสนับสนุนและปิดผนึกด้วยกระจกหรือเซรามิก บรรจุตัวต่อเคลื่อนที่และตัวต่อคงที่พร้อมกับชิลด์ ภายในมีความสุญญากาศสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ 1.33 × 10⁻⁵ ถึง 1 พาสคาล ทำให้มั่นใจในสมรรถนะการตัดอาร์คและการฉนวน

เมื่อระดับสุญญากาศลดลง ความสามารถในการตัดวงจรจะลดลงอย่างมาก ดังนั้น ต้องป้องกันตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศจากการกระทบภายนอก—ไม่ควรเคาะ ตี หรือใช้แรงระหว่างการจัดการหรือการบำรุงรักษา ไม่ควรวางวัตถุบนสวิทช์วงจรไฟฟ้าเพื่อป้องกันการกระทบโดยไม่ตั้งใจ

ผู้ผลิตทำการตรวจสอบความขนานอย่างเคร่งครัดและประกอบอย่างแม่นยำก่อนส่งมอบ ระหว่างการบำรุงรักษา ต้องขันน็อตที่ติดตั้งตัวตัดวงจรให้สม่ำเสมอเพื่อให้ความเครียดกระจายอย่างเท่าเทียมและป้องกันความเสียหาย