Üks artikkel, millest saate õppida, kuidas valida vakuumpõhiste lülitehnika mehaanilised parameetrid

1. Nõutav kontaktivahe

Kui vakuumpüramu on avatud asendis, siis vakuumkatkis olevate liikuvate ja paigaliste kontaktide vaheline kaugus nimetatakse nõutavaks kontaktivaheks. See parameeter sõltub mitmest tegurist, sealhulgas püramu nõutavast pingest, töötingimustest, katkestatava voolu omadustest, kontaktmaterjalist ja vakuumivahe dielektrilisest tugevusest. See sõltub peamiselt nõutavast pingest ja kontaktmaterjalist.

Nõutav kontaktivahe mõjutab oluliselt eraldusomadusi. Kui vahe suureneb nullist, paraneb dielektriline tugevus. Kuid mingi punkti ületades ei tooda enam kasu eraldusomaduste paranemise osas ja võib tõsiselt vähendada katkija mehaanilist eluajad.

Paigaldamise, töötamise ja hooldamise kogemuste põhjal on tavalised nõutavad kontaktivahe piirkonnad:

• 6kV ja alla: 4–8 mm

• 10kV ja alla: 8–12 mm

• 35kV: 20–40 mm

2. Kontaktitee (Üleliikumine)

Kontaktiteed tuleb valida nii, et tagada piisav kontaktipinge isegi kontaktide sõrmemise järel. See annab liikuvale kontaktile algse kinetilise energiat avamisel, suurendades algset avamiskiirust, et murda koheldud ühendusi, vähendada elektriliivade kestust ja kiirendada dielektrilist taastumist. Sulgemisel võimaldab see kontaktiveodandil pakkuda siledat tampumist, vähendades kontaktide hüpplemist.

Kui kontaktitee on liiga väike:

• Piisamatu kontaktipinge sõrmemise järel

• Madal algne avamiskiirus, mis mõjutab katkestamisvõimet ja soojuslikku stabiilsust

• Tugev sulgemishüpplemine ja vibratsioon

Kui kontaktitee on liiga suur:

• Suurem sulgemiseenergia nõue

• Vähene sulgemise usaldusväärsus

Tavaliselt on kontaktitee 20%–40% nõutavast kontaktivahest. 10kV vakuumpüramute puhul on see tavaliselt 3–4 mm.

3. Kontaktide tööpinge

Vakuumpüramu kontaktide tööpinge mõjutab oluliselt jõudlust. See on summa vakuumkatkija enda sulgemispingest ja kontaktiveodandil pinnast. Sobiva valiku tegemiseks tuleb täita neli nõuet:

• Hoida kontaktipinge piirides

• Täita dünaamilise stabiilsuse testinõuded

• Vähendada sulgemishüpplemist

• Vähendada avamise vibratsiooni

Sulgemine lühikese kringliga on kõige nõudlikum tingimus: eel-elektriliivade vool genereerib elektromagnetilist vastupanekut, mis põhjustab kontaktide hüpplemist, samas kui sulgemiskiirus on oma madalaimal tasemel. See stsenaarium kriitiliselt testimine, kas kontaktipinge on piisav.

Kui kontaktipinge on liiga madal:

• Pikkem sulgemishüpplemisaeg

• Kõrgem pealingi vastus, mis viib ebaproportsionaalselt suure temperatuuri tõusuni pideva töö ajal

Kui kontaktipinge on liiga kõrge:

• Suurem veodandil pinge (kuna sulgemispinge on konstantne)

• Kõrgem sulgemiseenergia nõue

• Suurem mõju ja vibratsioon vakuumkatkijale, mis võib põhjustada kahjustusi

Praktikas sõltub kontaktide elektromagnetiline jõud mitte ainult maksimaalsest lühikese kringliga, vaid ka kontaktide struktuurist, suurusest, kõvusest ja avamiskiirusest. On vaja üldist lähenemist.

Empiirilised andmed kontaktipinge kohta katkestatava voolu alusel:

• 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. Avamiskiirus

Avamiskiirus mõjutab otse dielektrilise tugevuse taastumiskiirust nullejärgsel. Kui dielektrilise tugevuse taastumine on aeglasem kui taastumispingu tõus, võib esineda elektriliiva uuesti süttimine. Elektriliiva uuesti süttimise vältimiseks ja selle kestuse minimeerimiseks on vaja piisavat avamiskiirust.

Avamiskiirus sõltub peamiselt nõutavast pingest. Kindla pingega ja kontaktivahega sõltub nõutav kiirus katkestatavast voolust, laadi tüübist ja taastumispingust. Suuremad katkestatavad voolud ja kapatsiitvood (kõrged taastumispingud) nõuavad suuremaid avamiskiiruseid.

Tavaline avamiskiirus 10kV vakuumpüramute puhul: 0,8–1,2 m/s, mõnikord ületab 1,5 m/s.

Praktikas mõjutab algne avamiskiirus (mõõdetud esimesel paar miljardil meetril) rohkem katkestamisjõudlust kui keskmine kiirus. Kõrgetehnoloogilised ja 35kV vakuumpüramud määratlevad sageli selle algse kiiruse.

Kuigi suurem kiirus näib kasulik, suurendab liiga suur kiirus avamise vibratsiooni ja üleliikumist, intensiivides stressi rullikul ja põhjustades varajast väsimist ja lekke. See suurendab ka mehaanilist stressi seadmes, riskides komponentide väljakatked.

5. Sulgemiskiirus

Vakuumkatkija kõrge staatiline dielektriline tugevus nõutaval vahega teeb vajaliku sulgemiskiiruse oluliselt madalamaks kui avamiskiiruse. Piisav sulgemiskiirus on vajalik, et minimeerida eel-elektriliivade elektrilist sõrmemist ja vältida kontaktide koheldumist. Kuid liiga suur sulgemiskiirus suurendab sulgemiseenergia nõuet ja panustab suuremat mõju katkijasse, vähendades selle kasutusaega.

Tavaline sulgemiskiirus 10kV vakuumpüramute puhul: 0,4–0,7 m/s, kui vaja 0,8–1,2 m/s.

6. Sulgemishüpplemisaeg

Sulgemishüpplemisaeg on oluline näitaja vakuumpüramu jõudluse kohta. Selle mõjutavad kontaktipinge, sulgemiskiirus, kontaktivahe, kontaktmaterjal, katkija disain, püramustruktuur ja paigaldamise/ümbritseva kvaliteet.

Lühem hüpplemisaeg näitab paremat jõudlust. Liiga pikk hüpplemine põhjustab tugevat elektrilist sõrmemist, suurendab ülepinge riski ja võib põhjustada kontaktide koheldumist lühikese kringliga või kondensaatorite lülitamisel, samuti soojuslike stabiilsustestidel. Pika hüpplemisaeg kiirendab rulliku väsimist.

10kV vakuumpüramute puhul kupru-kroomkontaktidega ei tohi sulgemishüpplemisaeg ületada 2 ms. Muude materjalide puhul võib see olla veidi kõrgem, kuid ei tohi ületada 5 ms.

7. Kolme pooli sünkroonsus

Kolme pooli sünkroonsus mõõdab kolme pooli sulgemise või avamise ühtlasi. Kuna avamise ja sulgemise sünkroonsusväärtused on sarnased, määratakse tavaliselt ainult sulgemise sünkroonsus.

Halb sünkroonsus mõjutab tõsiselt katkestamisvõimet ja pikendab elektriliivade kestust. Kiire töökiiruse ja väikeste vahega saab täpsed reguleerimised hõlpsasti rahuldada nõudmisi. Sulgemise sünkroonsust nõutakse tavaliselt 1 ms sees.

8. Liikuvate ja paigaliste kontaktide joondus (koosnähtus)

Liikuvate ja paigaliste kontaktide õige koosnähtus on kriitiliselt oluline vakuumkatkija jõudluse seisukohalt ja seda tagatakse tootmise täpsuse kaudu. Kas see joondus säilitatakse paigaldamise järel, sõltub töömekhanismi tüübist ja monteerimisprotsessist.

Rippuvate mehhanismide puhul määrab joonduse peamiselt mehhanism ise. Maapindal paigutatud tüüpide puhul on mehhaniline joondus sama oluline. Paigaldamisel tuleb vältida vakuumkatkija suhtes liigutust või poolikku jõudu.

Tavaline koosnähtuse tolerants: ≤2 mm.