Ένα άρθρο για να καταλάβετε πώς να επιλέξετε τους μηχανικούς παράμετρους των βυθιστικών αναδιαλειμματοποιητών

1. Τυπική Απόσταση Επαφής

Όταν ένα βακουομετρικό σπάσιμο είναι σε ανοιχτή θέση, η απόσταση μεταξύ της κινούμενης και της σταθερής επαφής μέσα στον βακουομετρικό διακόπτη γνωστή ως τυπική απόσταση επαφής. Αυτός ο παράμετρος επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της τυπικής τάσης του διακόπτη, των συνθηκών λειτουργίας, της φύσης του ρεύματος που διακόπτεται, του υλικού επαφής και της ηλεκτροστατικής αντοχής της βακουομετρικής απόστασης. Πρωτίστως εξαρτάται από την τυπική τάση και το υλικό επαφής.

Η τυπική απόσταση επαφής επηρεάζει σημαντικά την απόδοση της μόνωσης. Όσο η απόσταση αυξάνεται από μηδέν, η ηλεκτροστατική αντοχή βελτιώνεται. Ωστόσο, πέρα από ένα σημείο, η περαιτέρω αύξηση της απόστασης δεν έχει σημαντική απόδοση στην μόνωση και μπορεί να μειώσει σοβαρά τη μηχανική ζωή του διακόπτη.

Βάσει της εμπειρίας εγκατάστασης, λειτουργίας και συντήρησης, οι τυπικές διαστάσεις της τυπικής απόστασης επαφής είναι:

• 6kV και κάτω: 4–8 mm

• 10kV και κάτω: 8–12 mm

• 35kV: 20–40 mm

2. Διαδρομή Επαφής (Υπερδιαδρομή)

Η διαδρομή επαφής πρέπει να επιλεγεί ώστε να εξασφαλίζεται αρκετή πίεση επαφής ακόμη και μετά την εξάντληση. Επίσης, παρέχει στην κινούμενη επαφή αρχική κινητική ενέργεια κατά την άνοιγση, αυξάνοντας την αρχική ταχύτητα άνοιγσης για τη διάλυση των ενωμένων συνδέσεων, τη μείωση της διάρκειας της αρκετής και την επιτάχυνση της ηλεκτροστατικής ανάκαμψης. Κατά την κλείσιμο, επιτρέπει στην ελατηρία επαφής να παρέχει ομαλή αμορτίζωση, μειώνοντας την αναπήδηση της επαφής.

Αν η διαδρομή επαφής είναι πολύ μικρή:

• Μη αρκετή πίεση επαφής μετά την εξάντληση

• Χαμηλή αρχική ταχύτητα άνοιγσης, που επηρεάζει την ικανότητα διάλυσης και τη θερμική σταθερότητα

• Εξαιρετική αναπήδηση και διέγερση κατά την κλείσιμο

Αν η διαδρομή επαφής είναι πολύ μεγάλη:

• Αυξημένη απαιτούμενη ενέργεια κλείσιμος

• Μειωμένη αξιοπιστία της λειτουργίας κλείσιμος

Συνήθως, η διαδρομή επαφής είναι 20%–40% της τυπικής απόστασης επαφής. Για βακουομετρικούς διακόπτες 10kV, αυτή είναι συνήθως 3–4 mm.

3. Πίεση Λειτουργίας Επαφής

Η πίεση λειτουργίας των επαφών ενός βακουομετρικού διακόπτη έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση. Είναι η άθροιση της εγγενούς δύναμης κλείσιμος του βακουομετρικού διακόπτη και της δύναμης της ελατηρίας επαφής. Η σωστή επιλογή πρέπει να εκπληρώνει τέσσερις απαιτήσεις:

• Διατήρηση της αντίστασης επαφής εντός των προσδιορισμένων ορίων

• Εκπλήρωση των απαιτήσεων των δοκιμών δυναμικής σταθερότητας

• Καταστολή της αναπήδησης κλείσιμος

• Μείωση της διέγερσης άνοιγσης

Το κλείσιμο υπό συντομωτικό ρεύμα είναι η πιο απαιτητική συνθήκη: τα προ-αρκετής ρεύματα παράγουν μαγνητοηλεκτρική απώθηση, προκαλώντας αναπήδηση επαφής, ενώ η ταχύτητα κλείσιμος είναι στο ελάχιστο. Αυτή η σκηνή δοκιμάζει κριτικά αν η πίεση επαφής είναι αρκετή.

Αν η πίεση επαφής είναι πολύ χαμηλή:

• Αυξημένη διάρκεια αναπήδησης κλείσιμος

• Υψηλότερη αντίσταση κύριου κύκλου, που οδηγεί σε υπερβολική θερμοκρασιακή αύξηση κατά τη συνεχή λειτουργία

Αν η πίεση επαφής είναι πολύ υψηλή:

• Αυξημένη δύναμη ελατηρίας (αφού η δύναμη κλείσιμος είναι σταθερή)

• Υψηλότερη απαιτούμενη ενέργεια κλείσιμος

• Μεγαλύτερη επίδραση και διέγερση στον βακουομετρικό διακόπτη, που δημιουργεί κίνδυνο κατάρρευσης

Στην πράξη, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη επαφής εξαρτάται όχι μόνο από το κορύφωση του συντομωτικού ρεύματος, αλλά και από τη δομή, το μέγεθος, την σκληρότητα και την ταχύτητα άνοιγσης. Ένας ολοκληρωμένος προσέγγισης είναι απαραίτητος.

Εμπειρικά δεδομένα για την πίεση επαφής με βάση το ρεύμα διάλυσης:

• 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. Ταχύτητα Άνοιγσης

Η ταχύτητα άνοιγσης επηρεάζει άμεσα το ρυθμό ανάκαμψης της ηλεκτροστατικής αντοχής μετά το μηδέν του ρεύματος. Αν η ανάκαμψη της ηλεκτροστατικής αντοχής είναι πιο αργή από την ανάκαμψη της τάσης, μπορεί να συμβεί η αναπήδηση της αρκετής. Για την πρόληψη της αναπήδησης και τη μείωση της διάρκειας της αρκετής, είναι απαραίτητη η αρκετή ταχύτητα άνοιγσης.

Η ταχύτητα άνοιγσης εξαρτάται κυρίως από την τυπική τάση. Για σταθερή τάση και απόσταση επαφής, η απαιτούμενη ταχύτητα μεταβάλλεται με το ρεύμα διάλυσης, τον τύπο φορτίου και την ανάκαμψη τάσης. Υψηλότερα ρεύματα διάλυσης και ρεύματα χωρητικότητας (με υψηλή ανάκαμψη τάσης) απαιτούν υψηλότερες ταχύτητες άνοιγσης.

Τυπική ταχύτητα άνοιγσης για βακουομετρικούς διακόπτες 10kV: 0.8–1.2 m/s, μερικές φορές υπερβαίνοντας τα 1.5 m/s.

Στην πράξη, η αρχική ταχύτητα άνοιγσης (μετρημένη στα πρώτα λίγα χιλιοστά) έχει μεγαλύτερη επίδραση στην απόδοση διάλυσης από την μέση ταχύτητα. Οι υψηλότερης απόδοσης και 35kV βακουομετρικοί διακόπτες συνήθως καθορίζουν αυτή την αρχική ταχύτητα.

Ενώ η υψηλότερη ταχύτητα φαίνεται ωφέλιμη, η υπερβολική ταχύτητα αυξάνει την διέγερση άνοιγσης και την υπερδιαδρομή, εντείνοντας τον άντραξη του βελόνη και οδηγώντας σε πρόωρη κόπωση και διαρροή. Επίσης, αυξάνει τη μηχανική άντραξη στο μηχανισμό, δημιουργώντας κίνδυνο για πτώση συστατικών.

5. Ταχύτητα Κλείσιμος

Λόγω της υψηλής στατικής ηλεκτροστατικής αντοχής των βακουομετρικών διακόπτων στην τυπική απόσταση, η απαιτούμενη ταχύτητα κλείσιμος είναι σημαντικά χαμηλότερη από την ταχύτητα άνοιγσης. Αρκετή ταχύτητα κλείσιμος είναι απαραίτητη για τη μείωση της ηλεκτρικής ερόσιον πριν από την αρκετή και την πρόληψη της ενωμένης επαφής. Ωστόσο, η υπερβολική ταχύτητα κλείσιμος αυξάνει την απαιτούμενη ενέργεια και υποβάλλει τον διακόπτη σε μεγαλύτερη άντραξη, μειώνοντας την ζωή υπηρεσίας.

Τυπική ταχύτητα κλείσιμος για βακουομετρικούς διακόπτες 10kV: 0.4–0.7 m/s, μέχρι 0.8–1.2 m/s αν απαιτείται.

6. Χρόνος Αναπήδησης Κλείσιμος

Ο χρόνος αναπήδησης κλείσιμος είναι ένας κλειδί δείκτης της απόδοσης του βακουομετρικού διακόπτη. Επηρεάζεται από την πίεση επαφής, την ταχύτητα κλείσιμος, την απόσταση επαφής, το υλικό επαφής, την σχεδίαση του διακόπτη, την δομή του διακόπτη και την ποιότητα εγκατάστασης/προσαρμογής.

Πιο μικρός χρόνος αναπήδησης οδηγεί σε καλύτερη απόδοση. Η υπερβολική αναπήδηση προκαλεί σοβαρή ηλεκτρική ερόσιον, αυξάνει τον κίνδυνο υπερτάσης και μπορεί να οδηγήσει σε ενωμένη επαφή κατά την λειτουργία συντομωτικού ή στην ενεργοποίηση καταναλωτών χωρητικότητας, καθώς και σε δοκιμές θερμικής σταθερότητας. Ο παρατεταμένος χρόνος αναπήδησης επιταχύνει επίσης την κόπωση του βελόνη.

Για βακουομετρικούς διακόπτες 10kV με επαφές χαλκού-χρωμίου, ο χρόνος αναπήδησης κλείσιμος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 2 ms. Για άλλα υλικά, μπορεί να είναι λίγο υψηλότερος, αλλά δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 5 ms.

7. Συγχρονισμός Τριών Πόλων

Ο συγχρονισμός τριών πόλων μετράει το βαθμό ταυτόχρονης λειτουργίας κλείσιμος ή άνοιγσης των τριών πόλων. Επειδή οι τιμές συγχρονισμού άνοιγσης και κλείσιμος είναι παρόμοιες, συνήθως καθορίζεται μόνο ο συγχρονισμός κλείσιμος.

Ο κακός συγχρονισμός επηρεάζει σοβαρά την ικανότητα διάλυσης και παρατείνει την διάρκεια της αρκετής. Λόγω των ταχείων ταχυτήτων λειτουργίας και των μικρών αποστάσεων, η ακριβής προσαρμογή μπορεί εύκολα να επιτευχθεί. Ο συγχρονισμός κλείσιμος είναι συνήθως απαιτούμενος να είναι εντός 1 ms.

8. Στοίχιση Κινούμενων και Σταθερών Επαφών (Συναξόνιος)

Η σωστή συναξόνια στοίχιση των κινούμενων και σταθερών επαφών είναι κρίσιμη για την απόδοση του βακουομετρικού διακόπτη και εξασφαλίζεται μέσω της ακρίβειας κατασκευής. Αν αυτή η στοίχιση διατηρείται μετά την εγκατάσταση, εξαρτάται από τον τύπο του μηχανισμού λειτου