Een artikel om te verstaan hoe om die meganiese parameters van stofbreekers te kies

1. Nominale kontakafstand

Wanneer 'n vakuumklikker in die oop posisie is, word die afstand tussen die bewegende en vaste kontakte binne die vakuumonderbreker bekend as die nominale kontakafstand. Hierdie parameter word beïnvloed deur verskeie faktore, insluitend die klikker se nominale spanning, bedryfsomstandighede, aard van die onderbreekstroom, kontakmateriaal, en die elektriese sterkte van die vakuumafstand. Dit hang hoofsaaklik af van die nominale spanning en kontakmateriaal.

Die nominale kontakafstand het 'n groot impak op die isolasievermoë. Soos die afstand van nul toeneem, verbeter die elektriese sterkte. Echter, na 'n sekere punt lewer verdere verhooging van die afstand minder voordelige resultate in terme van isolasievermoë en kan dit die meganiese leeftyd van die onderbreker ernstig verminder.

Gebaseer op installasie, operasie en onderhoudserfaring, is tipiese nominale kontakafstande:

• 6kV en lager: 4–8 mm

• 10kV en lager: 8–12 mm

• 35kV: 20–40 mm

2. Kontakreis (Oortrek)

Kontakreis moet gekies word om verseker te maak dat voldoende kontakdruk gehandhaaf word selfs na kontakversletting. Dit verskaf ook die bewegende kontak met aanvanklike kinetiese energie tydens oopmaak, wat die aanvanklike oopmaaksnelheid verhoog om gesmolde verbindinge te breek, booggtye te verminder, en die herstel van die elektriese sterkte te bespoedig. Tydens toevoeging laat dit die kontakveer gladde demping toe, wat kontakspring vermindering.

Indien die kontakreis te klein is:

• Onvoldoende kontakdruk na versletting

• Laag aanvanklike oopmaaksnelheid, wat die onderbreekvermoë en termiese stabiliteit beïnvloed

• Ernstige toevoegingsspring en trilling

Indien die kontakreis te groot is:

• Verhoogde toevoegingsenergie vereis

• Verlaagde betroubaarheid van die toevoegingsoorbrugging

Tipies is die kontakreis 20%–40% van die nominale kontakafstand. Vir 10kV vakuumklikkers is dit gewoonlik 3–4 mm.

3. Kontakbedryksdruk

Die bedryksdruk van die kontakte van 'n vakuumklikker het 'n groot impak op die prestasie. Dit is die som van die vakuumonderbreker se inherente self-toevoegingskrag en die kontakveerkrag. Die regte keuse moet vier vereistes volg:

• Hou die kontakweerstand binne gespesifiseerde limiete

• Voldoen aan dinamiese stabiliteitsproefvereistes

• Demp toevoegingsspring

• Verminder oopmaaktrilling

Toevoeging onder kortsluitstroom is die mees vraeënde toestand: voorboogstrome genereer elektromagnetiese afstoting, wat kontakspring veroorsaak, terwyl die toevoegingskoers sy laagste is. Hierdie scenario toets krities of die kontakdruk voldoende is.

Indien die kontakdruk te laag is:

• Verhoogde toevoegingsspringtyd

• Hoër hoofkretsweerstand, wat lei tot onredelike temperatuurstyging tydens kontinue bedryf

Indien die kontakdruk te hoog is:

• Verhoogde veerkrag (aangesien die self-toevoegingskrag konstant is)

• Hoër toevoegingsenergievereiste

• Groter impak en trilling op die vakuumonderbreker, wat skade risiko

In praktyk hang die kontakelektromagneetse krag nie net af van die piekkortsluitstroom, maar ook van die kontakstruktuur, grootte, hardheid, en oopmaaksnelheid. 'n Omvattende benadering is noodsaaklik.

Empiriese data vir kontakdruk gebaseer op onderbreekstroom:

• 12.5 kA: 50 kg

• 16 kA: 70 kg

• 20 kA: 90–120 kg

• 31.5 kA: 140–180 kg

• 40 kA: 230–250 kg

4. Oopmaaksnelheid

Oopmaaksnelheid het direkte invloed op die tempo waarteen die elektriese sterkte na stroom nul herstel. Indien die herstel van die elektriese sterkte trager is as die stygende herstelspanning, kan boogheraansteking plaasvind. Om heraansteking te verhoed en booggtye te verminder, is voldoende oopmaaksnelheid noodsaaklik.

Oopmaaksnelheid hang hoofsaaklik af van die nominale spanning. By 'n vaste spanning en kontakafstand, varieer die vereiste snelheid met die onderbreekstroom, belastingtipe, en herstelspanning. Hoër onderbreekstrome en kapasitiewe strome (met hoë herstelspanning) vereis hoër oopmaaksnelhede.

Tipiese oopmaaksnelheid vir 10kV vakuumklikkers: 0.8–1.2 m/s, soms oorskry 1.5 m/s.

In praktyk het die aanvanklike oopmaaksnelheid (gemeten oor die eerste paar millimeter) 'n groter impak op die onderbreekprestasie as die gemiddelde snelheid. Hoogprestasie en 35kV vakuumklikkers spesifiseer dikwels hierdie aanvanklike snelheid.

Hoewel 'n hoër snelheid voordeelig lyk, verhoog te hoë 'n snelheid die oopmaaktrilling en oortrek, wat die spanning op die bellow vererger en lei tot vroegsame vermoeidheid en lek. Dit verhoog ook die meganiese spanning op die meganisme, wat foute aan komponente risiko.

5. Toevoegingskoers

As gevolg van die hoë statiese elektriese sterkte van vakuumonderbrekers by nominale afstand, is die vereiste toevoegingskoers beduidend laer as die oopmaaksnelheid. Voldoende toevoegingskoers is nodig om voorboog-elektriese erosie te minimeer en kontakwelding te verhoed. Echter, te hoë 'n toevoegingskoers verhoog die toevoegingsenergie en onderwerp die onderbreker aan groter impak, wat die dienslewe verminder.

Tipiese toevoegingskoers vir 10kV vakuumklikkers: 0.4–0.7 m/s, tot 0.8–1.2 m/s indien vereis.

6. Toevoegingsspringtyd

Toevoegingsspringtyd is 'n sleutelaanduiding van vakuumklikkerprestasie. Dit word beïnvloed deur kontakdruk, toevoegingskoers, kontakafstand, kontakmateriaal, onderbrekerontwerp, klikkerstruktuur, en installasie/aanpassingskwaliteit.

'n Korter springtyd dui op beter prestasie. Te veel spring veroorsaak ernstige elektriese erosie, verhoog die risiko van oorspanning, en kan lei tot kontakwelding tydens kortsluit- of kondensator-oorgangsbewyking, sowel as termiese stabiliteitsproewe. Langdurige spring versnel ook die vermoeidheid van die bellow.

Vir 10kV vakuumklikkers met koper-kromkontakte mag die toevoegingsspring nie oorskry 2 ms. Vir ander material mag dit iets hoër wees, maar moet nie oorskry 5 ms nie.

7. Driepool-sinkronisiteit

Driepool-sinkronisiteit meet die graad van gelyktydige toevoeging of oopmaak van die drie pool. Aangesien die waardes vir oopmaak- en toevoegings-sinkronisiteit soortgelyk is, word normaalweg slegs toevoegings-sinkronisiteit spesifiseer.

Slechte sinkronisiteit beïnvloed die onderbreekvermoë ernstig en verleng booggtye. As gevolg van vinnige bedryfskoerse en klein afstande, kan presiese aanpassing maklik vereistes volg. Toevoegings-sinkronisiteit word gewoonlik vereis om binne 1 ms te wees.

8. Uitlyning van Bewegende en Vaste kontakte (Koaksialiteit)

Regte koaksiale uitlyning van bewegende en vaste kontakte is krities vir vakuumonderbrekerprestasie en word verseker deur vervaardigingspresisie. Of hierdie uitlyning na installasie behou word, hang af van die tipe operasie-meganisme en monteerproses.

Vir opgehangde meganismes, word uitlyning hoofsaaklik deur die meganisme self bepaal. Vir vloormonteerde tipes is meganiese uitlyning ewe belangrik. Tydens installasie, vermy laterale of skuinse kragte op die onderbreker.

Tipiese koaksialiteitstoleransie: ≤2 mm.