Vakuüm və Hava Aparat Kəsici Aparatları: Əsas Fərqlər

Aşağı qısmın kontaktluyuqları ilə vakuum kontaktluyuqlarının müqayisəsi: Quruluş, performans və tətbiq

Aşağı qısmın kontaktluyuqları, yaxud ümumi və ya formlaşdırılmış qabiliyyətli kontaktluyuqlar (MCCBs) 380/690V AC və 1500V-ə qədər DC qüvvələri üçün dizayn olunmuşdur, nominal dəmir akıları 400A-dan 6300A və hətta 7500A-ya qədər ola bilir. Bu kontaktluyuqlar arku söndürmək üçün havanı istifadə edir. Ark uzadılması, bölünməsi və ark kanalı (ark körpüsü) vasitəsilə soxuma məruz qalaraq söndürülür. Bu kontaktluyuqlar 50kA, 80kA, 100kA və hətta 150kA qısa zəncir cütələrini kəsə bilirlər.

Əsas Komponentlər və Funksiyonallıq

• İşləmə Mekanizmi: Kontaktluyuğun ön hissəsində yerləşir və kontaktların ayrılması və bağlanması üçün lazımi sürəti təmin edir. Sürətli kontakt hərəkiyi arkı uzadır və soxutur, bu da onun sönməsinə kömək edir.

• Ağıllı Trip Vahidi: İşləmə mekanizminin yanına quraşdırılır və bu, aşağı qısmın kontaktluyuğun "mağzusudur". Sensörler vasitəsilə elektrik dəmiri və qüvvəni alır, elektrik parametrlərini hesablayır və onları öncədən qoyulmuş LSIG himayə ayarlarına müqayisə edir:

• L: Uzun muddət gecikmə (yuxarı yüklərin himayası)

• S: Qısa muddət gecikmə (qısa zəncirin himayası)

• I: Ani (həlli gediş)

• G: Yer bağlantısı himayası
  Bu ayarlara əsasən, trip vahidi yuxarı yük və ya qısa zəncir hallarında kontaktluyuğun açılmasını işləmə mekanizmina işarə edir, kompleks himayayı təmin edir.

• Ark Otağı və Terminallar: Kontaktluyuğun arxa hissəsində yerləşir, ark otağı kontaktları və ark kanalını ehtiva edir. Aşağı üçfazlı çıxış terminali aşağıdakılar ilə təchiz edilmişdir:

• Elektron dəmir sensörleri (trip vahidinə sinyal daxil etmək üçün)

• Elektromaqnit dəmir transformatorları (CT-lar) (trip vahidinə işləmə enerjisi təmin etmək üçün)

İşləmə mekanizmi adətən 10,000 əməliyyatdan az mühəndislik ömrüne malikdir.

Havadan Vakuumun Kəsilməsindəki İrəliləyiş

Tarixi olaraq, orta qısmın havadan kontaktluyuqları var idi, amma çox həcmli idilər, limitli kəsmə qabiliyyətinə malikdilər və məhsuldar arka (sıfırdan fərqli ark) yaratırlardı, bu da onları təhlükəli və praktiki olmayan edirdi.

Növbəti, vakuum kontaktluyuqları (VCBs) bənzər ümumi quruluşa malikdir: ön hissədə işləmə mekanizmi, arxa hissədə isə kəsici. Amma kəsici bir vakuum kəsici (və ya "vakuum şüşə") istifadə edir, bu strukturla bir lampa — hava nisbətən yüksək vakuumlu kapalı cam və ya keramika zarfla oxşar.

Vakuumda:

• Diyelektrik və dayanma qüvvə tələblərinə cavab vermək üçün yalnız kiçik kontakt boşluğu lazımdır.

• Metall buharın effektiv yayılmasına və ionlaşa bilən ortamın olmamasına görə, ark tez söndürülür.

Vakuum Kontaktluyuqlarının Tətbiqi

Vakuum kontaktluyuqlar çox sürətli inkişaf etmiş və indi aşağı, orta və yüksək qısmın sistemlərində geniş şəkildə istifadə olunur:

• Aşağı Qısmın VCB-ları: Adətən 1.14kV nominal dəyərə malikdir, nominal dəmir akıları 6300A-ya qədər və qısa zəncir kəsmə qabiliyyəti 100kA-ya qədər ola bilir.

• Orta Qısmın VCB-ları: Ən çox 3.6–40.5kV intervalında rast gəlinir, dəmir akıları 6300A-ya qədər və kəsmə qabiliyyəti 63kA-ya qədər ola bilir. Orta qısmın switchgear-inin 95%-dən çoxu indi vakuum kəsməsindən istifadə edir.

• Yüksək Qısmın VCB-ları: Tək pol kəsici 252kV-ya çatmışdır, və ardıcıl bağlanan kəsici ilə 550kV vakuum kontaktluyuqları elde edilib.

Əsas Dizayn Fərqləri

Havadan kontaktluyuqların kontakt yayları istifadə etməsi ilə fərqli olaraq, vakuum kontaktluyuqlarının işləmə mekanizmi aşağıdakı kimi olmalıdır:

• Kifayət qədər açma və bağlama sürəti təmin etmək

• Kifayət qədər kontakt təzyiqi təmin etmək

Bu kontakt təzyiqi, ən azı 3mm kontakt aşırığı sonra belə, nominal dəmir akısını saxlamaq və xətanın zamanı qısa müddətli zirvə dəmirini dayandırmaq üçün kifayət qədər qalmalıdır.

Vakuum Kontaktluyuqlarının Avantajları

• Yüksək etibarlılıq və təhlükəsizlik

• Mühit şəraitinə (toz, şirinlik, hündürlük) narahat olmamaq

• Sıfır ark flaş (xarici arka yoxdur)

• Kompakt ölçülər və uzun nəzarət aralıqları

Bu avantajlar, vakuum kontaktluyuqların kimya zavodları, kömür mağaları, nafta və gaz tesisləri kimi təhlükəli mühitlərdə, patlama riski və yangın təhlükəsi vacib olan yerlərdə ideal seçim kimi istifadə edilməsinə imkan verir.

Həqiqi Həyat Nümunəsi: Xəta Şərtlərində Vakuum və Havadan Kontaktluyuqların Performansının Müqayisəsi

Bir böyük kimya zavodu eyni kontakt şəkillərində və eyni xəta şərtlərində iki kontaktluyuq — bir havadan kontaktluyuq və bir vakuum kontaktluyuq — quraşdırdı.

Kontakt bir tie konfiqurasiyasındaydı, burada kontaktluyuğun hər iki tərəfindəki enerji mənbələri senkronlaşdırılmamışdı. Bu, kontakt boşluğunun üstündəki müvəqqəti qüvvənin nominal qüvvənin ikisinə yaxınlaşmasına və kontaktluyuğun başarısız olmasına səbəb oldu.

Nəticələr:

• Havadan Kontaktluyuq:
  Komplekt tərif olunan nəticəyə gəldi. Kontaktluyuğun qapısı parçalandı və hər iki tərəfdəki komşu switchgear ciddi dərəcədə zədələndi. Geniş miqyasda rekonstruksiya və yenidən quraşdırma tələb edildi.

• Vakuum Kontaktluyuq:
  Başarısızlıq daha az şiddətli idi. Vakuum kəsici əvəzinə yeni bir vakuum kəsici qoymaq və kontaktluyuq və kompartmanlardan arka nəticələrini (kömür) təmizlədikdən sonra, switchgear tez-tez xidmətə qayıtdı.

Nəticə

Vakuum kontaktluyuqlar, xüsusən ciddi müvəqqəti gərginlik hallarında, havadan kontaktluyuqlara nisbətən sübut, təhlükəsizlik və etibarlılıqda üstünlük göstərir. Onların kapalı vakuum kəsici, arkanın yayılmasını önələr, zədələnmə və işin dayanmasına minimal səbəb olur.

Kimya zavodları və kömür mağaları kimi partlayıcı və yanıcı mühitlərdə, vakuum kontaktluyuqların arksız işləməsi və sağlam performansı texnoloji və təhlükəsizlik avantajı yaratır.