Ključne razlike: IEEE vs IEC vakuumski preklopniki

Razlike med vakuumskimi preklopniki, ki se ujemajo s standardi IEEE C37.04 in IEC/GB

Vakuumski preklopniki, zasnovani za izpolnjevanje severnoameriškega standarda IEEE C37.04, kažejo nekaj ključnih razlik v zasnovi in funkciji glede na tiste, ki se ujemajo s standardi IEC/GB. Te razlike so predvsem posledica varnostnih, servisnih in sistemskih integracijskih zahtev v praksi severnoameriškega preklopnika.

1. Mekanizem brez zapiranja (funkcija proti ponavljajučemu zapiranju)

Mekanizem "brez zapiranja" – funkcijsko enakovreden funkciji proti ponavljajučemu zapiranju – zagotavlja, da če je uporabljen in ohranjen mehanični signal za odpiranje (brez zapiranja) pred kakršnim koli ukazom za zapiranje (električnim ali ročnim), preklopnik ne sme zapirati, niti za trenutek.

• Ko je začet signal za odpiranje, premične kontakte morajo vrneti v in ostati v popolnoma odprtem položaju, ne glede na nadaljnje ukaze za zapiranje.

• Ta mehanizem morda zahteva izpuščanje shranjene energije v spirali med delovanjem.

• Vendar pa se pri tem procesu ne sme zmanjšati prostor med kontakti več kot za 10%, niti smeti ogroziti dielektrične zmogljivosti prostore med kontakti. Kontakte morajo ostati v popolnoma izoliranem, odprtih stanju.

• Obstajajo morata oba električna in mehanska zaklepna mehanizma, ki preprečujejo zapiranje pod takšnimi pogoji.

Metode implementacije:

• Električni zaklep: Solenoid preprečuje zapiranje. Ko je pritisnjen gumb za odpiranje (ročno ali električno), mikroključ 1 (prikazan na Sliki 2) deenergizira spiralno bobino. Hkrati se plunger solenoida razteže, da mehansko blokira gumb za zapiranje. Poleg tega se zapre mikroključ 2, ki vnese svoj normalno odprti kontakt v serijo z zapirno bobinasto vezjo, kar prepreči električno zapiranje.

• Alternativni mehanski zasnov: Gumb za zapiranje lahko pritisnemo, toda shranjena energija v spirali se izpušča v zrak (tj. brez optage), namesto da bi bila prenesena na glavni hrbet za zapiranje vakumskih prekinilnikov. To zagotavlja varnost in omogoča mehansko dejstvo brez dejanskega zapiranja.

2. Samodejni izpuščnik energije v spirali (ASD)

ASD (Automatic Spring Discharge) je ključna varnostna zahteva po standardih IEEE. Prisiljuje, da preklopnik ne sme biti v napeto (spiralsko energizirano) stanju, ko se postavlja ali odstranja iz njegove komore - ali gre za premik iz testne v delovno lego, ali se odstranja ali vstavlja v škornico preklopnika.

• To preprečuje osebju izpostavljenost visoko energetskim mehanskim mehanizmom med ravnanjem, z eliminacijo tveganja za nenamerno izpuščanje energije.

• Zato mora biti preklopnik odprt in nenapet preden se lahko začnejo operacije z postavljanjem.

• Za to je potrebno vključiti poseben samodejni mehanizem za varno izpuščanje shranjene energije v spirali med ali pred odstranitvijo iz povezanega položaja.

• Če je energija izpuščena pred odstranitvijo, mora dodatni električni zaklep preprečiti samodejno re-energiziranje spirale, da se zagotovi, da preklopnik ostane varen med vzdrževanjem.

Ta funkcija poveča varnost osebja in se ujema z severnoameriškimi varnostnimi protokoli za metalne oklopne preklopnike.

3. MOC – Indikator položaja glavnih kontaktov (C37.20.2-7.3.6)

Različno od preklopnikov IEC/GB, kjer so pomožni preklopniki (npr. S5/S6), ki kazujejo položaj glavnih kontaktov, običajno montirani znotraj skrinke mehanizma preklopnika in neposredno gonjeni z glavnim hrbetom prek vezave (preprosto in zanesljivo), zahtevajo standardi IEEE, da so pomožni preklopniki za glavno odprto/glavno zaprto (MOC) montirani znotraj fiksne škornice preklopnika, ne na samem preklopniku.

Namen te zahteve:

• Omogočitev testiranja sekundarnega sistema brez preklopnika: Omogoča tehnikom, da simulirajo položaj preklopnika (odprto/zaprto) z uporabo testnega sonda ali simulatorja, kar omogoča preverjanje zaščitnih relays, nadzornih vezij in signalnih sistemov - celo, ko je preklopnik odstranjen iz škornice.

• Podpora za pomožne vezije z visokim tokom: Starejši nadzorni sistemi so občasno zahtevali signale z visokim tokom (npr. >5A), ki jih standardni sekundarni stikala (običajno ocenjena za žico 1,5 mm²) ne morejo zanesljivo nositi. Fiksni preklopniki MOC omogočajo uporabo tesnejše države žice znotraj komore.

Izazovi zasnove:

• Glavni hrbet preklopnika mora goniti fiksni preklopnik MOC v obeh testnem in delovnem položaju.

• Povezovalna vezava (montirana na vrhu, dnu ali strani) mora prenesti gibanje od gibljenega preklopnika do stacionarnega preklopnika.

• To zahteva gibljeno spojilo namesto trdne povezave, kar poveča mehansko kompleksnost.

• Zaradi visokih udarnih sil med delovanjem in možnih toleranc pri poravnavi je ključnega pomena zanesljivost in mehanska dolgevna zmogljivost.

• IEEE zahteva najmanj 500 mehanskih operacij za mehanizme MOC, toda v praksi morajo ustrezati polnemu mehanskemu življenju preklopnika (običajno 10.000 operacij).

• Dodana masa vezave lahko vpliva na hitrost zapiranja in še bolj na hitrost odpiranja, zato so ključnega pomena lahki, nizeležni komponenti, da se zmanjša vpliv na zmogljivost.

4. TOC – Indikator položaja za testiranje in povezovanje (C37.20.2-7.3.6)

Različno od preklopnikov IEC/GB, kjer so indikatorji položaja (npr. S8/S9) običajno montirani na podlago preklopnika in gonjeni z navojnim vintom, zahtevajo standardi IEEE, da so preklopniki za testiranje in povezovanje (TOC) fiksni znotraj škornice preklopnika.

• Ti preklopniki zaznavajo in signalizirajo fizični položaj voza preklopnika: ali je v položaju Povezan (Delovni), Testiran ali Odstranjen (Izvlečen).

• Fiksna postavitev v škornici zagotavlja konstantno in zanesljivo kazalo, neodvisno od notranjega stanja preklopnika.

• To podpira varno zaklepno (npr. preprečevanje zapiranja, ko ni popolnoma povezan) in omogoča oddaljeno spremljanje položaja preklopnika.

5. Mehanski indikator erosije kontaktov za vakumsko prekinilec

Različno od SF₆ preklopnikov, so vakumski prekinilec zaprti elementi z licno nasprotno usmerjenimi kontakti in brez rogov arcinga ali predvzetih kontaktov. Oba prekinjanja krivih tokov in normalne mehanske operacije povzročajo erosijo in utrto kontaktov.

• Utrta kontakta je glavni določilnik električnega življenja vakumskih preklopnikov.

• Medtem ko mnogi algoritmi ocenjujejo električno življenje glede na število operacij, ravni krivih tokov in čas arcinga, so ti veliko teoretični ali empirični.

• Zaradi variacij pri prvem prekinitvi, fazama toka in razlikah med posameznimi enotami, predvideno življenje pogosto natančno ne ustreza dejanskemu fizičnemu utrtu.

• Obstaja vrzel med predvidenimi življenji, temelječimi na programskih predlogih, in dejanskim fizičnim opadanjem.

Zato zahteva severnoameriški trg mehanski indikator utrte kontakta, direktno integriran v vakumski prekinilec ali mehanizem delovanja.

• Ta vizualni ali mehanski merilnik omogoča osebju za vzdrževanje, da neposredno opazuje stopnjo utrte kontakta med pregledom.

• Prinaša zanesljivo, fizično meritve preostalega življenja kontakta, kar poveča prediktivno vzdrževanje in zagotavlja pravočasno zamenjavo pred odpadom.