Isang Artikulo upang maintindihan kung paano Pumili ng Mekanikal na mga Parameter ng Vacuum Circuit Breakers

1. Rated Contact Gap

Kapag ang vacuum circuit breaker ay nasa bukas na posisyon, ang layo sa pagitan ng kilusang kontak at ng pirmeng kontak sa loob ng vacuum interrupter ay tinatawag na rated contact gap. Ang parameter na ito ay pinapahalagahan ng maraming factor, kabilang ang rated voltage ng breaker, kondisyong operasyonal, kalikasan ng interrupting current, materyales ng kontak, at dielectric strength ng vacuum gap. Ito ay pangunahing nakadepende sa rated voltage at materyales ng kontak.

Ang rated contact gap ay malaking nag-aapekto sa insulation performance. Habang lumalaki ang gap mula sa zero, ang dielectric strength ay lalong sumusunod. Gayunpaman, pagkatapos ng isang tiyak na punto, ang paglalakas pa ng gap ay nagbibigay ng mas maliit na benepisyo sa insulation performance at maaaring lubhang mabawasan ang mechanical life ng interrupter.

Batay sa karanasan sa pag-install, operasyon, at pag-maintain, ang karaniwang range ng rated contact gap ay:

• 6kV at ibaba: 4–8 mm

• 10kV at ibaba: 8–12 mm

• 35kV: 20–40 mm

2. Contact Travel (Overtravel)

Ang contact travel ay dapat mapili upang masiguro na sapat na contact pressure ay napapanatili kahit matapos ang wear ng kontak. Ito rin ay nagbibigay ng initial kinetic energy sa moving contact sa panahon ng pagbubukas, na nagpapataas ng initial opening speed upang sirain ang welded joints, bawasan ang arcing time, at palakasin ang dielectric recovery. Sa panahon ng pag-sarado, ito ay nagbibigay ng smooth buffering para sa contact spring, na nagbabawas ng contact bounce.

Kung ang contact travel ay masyadong maliit:

• Insufficient contact pressure matapos ang wear

• Mababang initial opening speed, na nakakaapekto sa breaking capacity at thermal stability

• Severe closing bounce at vibration

Kung ang contact travel ay masyadong malaki:

• Lumalaking closing energy na kinakailangan

• Nababawasan ang reliability ng closing operation

Karaniwan, ang contact travel ay 20%–40% ng rated contact gap. Para sa 10kV vacuum circuit breakers, ito ay karaniwang 3–4 mm.

3. Contact Operating Pressure

Ang operating pressure ng mga kontak ng vacuum circuit breaker ay may malaking epekto sa performance. Ito ay ang kabuuang self-closing force ng vacuum interrupter at ang contact spring force. Ang tamang pagpili ay dapat tumugon sa apat na requirement:

• Pananatili ng contact resistance sa mga limitadong halaga

• Pagtugon sa mga requirement ng dynamic stability test

• Pagbawas ng closing bounce

• Pagbawas ng opening vibration

Ang closing under short-circuit current ay ang pinakamahirap na kondisyon: ang pre-arc currents ay nag-generate ng electromagnetic repulsion, na nagdudulot ng contact bounce, habang ang closing speed ay nasa pinakamababa. Ang scenario na ito ay kritikal na nagtetest kung sapat ba ang contact pressure.

Kung ang contact pressure ay masyadong mababa:

• Lumalaking closing bounce time

• Mas mataas na main circuit resistance, na nagdudulot ng sobrang init na rise sa panahon ng continuous operation

Kung ang contact pressure ay masyadong mataas:

• Lumalaking spring force (dahil ang self-closing force ay constant)

• Mas mataas na closing energy requirement

• Mas malaking impact at vibration sa vacuum interrupter, na nagdudulot ng panganib ng pinsala

Sa praktikal, ang contact electromagnetic force ay depende hindi lamang sa peak short-circuit current kundi pati na rin sa contact structure, size, hardness, at opening speed. Mahalagang komprehensibong approach.

Empirical data para sa contact pressure batay sa interrupting current:

• 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. Opening Speed

Ang opening speed ay direktang nakakaapekto sa rate kung saan ang dielectric strength ay bumabalik pagkatapos ng current zero. Kung ang recovery ng dielectric strength ay mas mabagal kaysa sa rising recovery voltage, maaaring magkaroon ng arc re-ignition. Upang maiwasan ang re-ignition at bawasan ang arcing time, sapat na opening speed ay mahalaga.

Ang opening speed ay depende pangunahin sa rated voltage. Para sa fixed voltage at contact gap, ang kinakailangang speed ay nag-iiba depende sa interrupting current, load type, at recovery voltage. Mas mataas na interrupting currents at capacitive currents (na may mataas na recovery voltage) ay nangangailangan ng mas mataas na opening speeds.

Karaniwang opening speed para sa 10kV vacuum breakers: 0.8–1.2 m/s, minsan lumalampas sa 1.5 m/s.

Sa praktikal, ang initial opening speed (na in-measure sa unang ilang millimeters) ay may mas malaking epekto sa breaking performance kaysa sa average speed. Ang high-performance at 35kV vacuum breakers madalas na nagspesipiko ng initial speed na ito.

Bagama't ang mas mataas na speed ay tila makabubuti, ang excessive speed ay nagdudulot ng mas maraming opening vibration at over-travel, na nagpapalakas ng stress sa bellows at nagdudulot ng maagang pagod at leakage. Ito rin ay nagdudulot ng mas maraming mechanical stress sa mechanism, na nagpapalubha ng panganib ng pag-fail ng component.

5. Closing Speed

Dahil sa mataas na static dielectric strength ng vacuum interrupters sa rated gap, ang kinakailangang closing speed ay mababa kumpara sa opening speed. Sapat na closing speed ay kinakailangan upang bawasan ang pre-arc electrical erosion at iwasan ang contact welding. Ngunit, ang excessive closing speed ay nagdudulot ng mas mataas na closing energy at nagpapalakas ng impact sa interrupter, na nagpapalubha ng service life.

Karaniwang closing speed para sa 10kV vacuum breakers: 0.4–0.7 m/s, hanggang 0.8–1.2 m/s kung kinakailangan.

6. Closing Bounce Time

Ang closing bounce time ay isang pangunahing indikador ng performance ng vacuum circuit breaker. Ito ay pinapahalagahan ng contact pressure, closing speed, contact gap, materyales ng kontak, interrupter design, breaker structure, at kalidad ng installation/adjustment.

Mas maikling bounce time ay nagpapahiwatig ng mas mahusay na performance. Ang excessive bounce ay nagdudulot ng severe electrical erosion, nagdudulot ng mas mataas na panganib ng overvoltage, at maaaring magresulta sa contact welding sa panahon ng short-circuit o capacitor switching operations, pati na rin sa thermal stability tests. Ang prolonged bounce ay nagpapabilis ng pagod ng bellows.

Para sa 10kV vacuum breakers na may copper-chromium contacts, ang closing bounce ay hindi dapat lampa sa 2 ms. Para sa ibang materyales, ito ay maaaring medyo mas mataas pero hindi dapat lampa sa 5 ms.

7. Three-Pole Synchronism

Ang three-pole synchronism ay nagmamasid sa degree ng simultaneity sa pag-sarado o pagbubukas ng tatlong poles. Dahil ang values ng opening at closing synchronism ay katulad, kadalasang ang closing synchronism lang ang nasispesipiko.

Ang poor synchronism ay severely affects breaking capacity at nagpapahaba ng arcing time. Dahil sa mabilis na operating speeds at maliit na gaps, ang precise adjustment ay madaling makakatugon sa requirements. Ang closing synchronism ay karaniwang nangangailangan na nasa loob ng 1 ms.

8. Alignment of Moving and Fixed Contacts (Coaxiality)

Ang proper coaxial alignment ng moving at fixed contacts ay critical para sa performance ng vacuum interrupter at ito ay sinisigurado sa pamamagitan ng manufacturing precision. Kung ang alignment na ito ay napatutunan pagkatapos ng installation, ito ay depende sa uri ng operating mechanism at assembly process.

Para sa suspended mechanisms, ang alignment ay pangunahing pinag-uusapan ng mechanism mismo. Para sa floor-mounted types, ang mechanical alignment ay equal importance. Sa panahon ng installation, iwasan ang pag-apply ng shear o lateral forces sa interrupter.

Karaniwang coaxiality tolerance: ≤2 mm.