Grundlæggende viden om højspændingsvakuumafbryder
2023-02-22
Påvirkningen af forskellige mekaniske egenskaber på produktets ydeevne Kvaliteten af produktets mekaniske egenskaber har et vigtigt forhold til produktets forskellige elektriske egenskaber og påvirker pålideligheden af produktets drift. For at måle ydeevnen afvakuumafbryder, er selve vakuumisoleringskammerets ydeevne vigtig, men de mekaniske egenskaber spiller også en afgørende rolle. Forholdet mellem hver mekanisk karakteristisk parameter og produktets ydeevne er beskrevet som følger:
1. Åbningsafstand Kontakternes åbningsafstand afhænger hovedsageligt af den nominelle spænding og spændingskravene til vakuumafbryderen. Generelt, når den nominelle spænding er lav, er åbningsafstanden for kontakterne valgt til at være mindre. Men hvis åbningsafstanden er for lille, vil brudkapaciteten og modstå spændingsniveauet blive påvirket. Hvis åbningsafstanden er for stor, selvom modstandsspændingsniveauet kan øges, vil det reducere levetiden for vakuumafbryderens bælge. Under design skal åbningsafstanden vælges så lille som muligt under forudsætning af at opfylde driftsmodstandsspændingskravene. Åbningsafstanden for en 10kV vakuumafbryder er normalt mellem 8 og 12 mm, og den for en 35kV vakuumafbryder er mellem 30 og 40 mm.
2. Når der ikke er nogen ydre kraft på kontakttrykket, vil den bevægelige kontakt generere en lukkekraft på det indre hulrum under påvirkning af atmosfærisk tryk for at få det til at lukke med den statiske kontakt, som kaldes selvlukkende kraft, og dens størrelse afhænger af bælgens åbningsdiameter. Når lysbueslukningskammeret er i funktionsdygtig tilstand, er kraften for lille til at sikre god elektrisk kontakt mellem de bevægelige og statiske kontakter, og der skal påføres et eksternt tryk. Summen af det påførte tryk og den selvlukkende kraft kaldes kontaktens kontakttryk. Dette kontakttryk har følgende virkninger:
(1) Sørg for god kontakt mellem de dynamiske og statiske kontakter, og gør kontaktmodstanden mindre end den specificerede værdi.
(2) Opfylde kravene til dynamisk stabilitet i den nominelle kortslutningstilstand. Kontakttrykket skal være større end den frastødende kraft mellem kontakterne i den nominelle kortslutningstilstand for at sikre fuldstændig lukning og ingen skade i denne tilstand.
(3) Undertrykke lukningsbounce. Kontakten kan bufferes, når den kolliderer, og kollisionens kinetiske energi omdannes til fjederens potentielle energi, og kontaktens hoppende dæmpes.
(4) Giv en accelerationskraft til åbning. Når kontakttrykket er højt, får den bevægelige kontakt en større åbningskraft, som er let at bryde og vil smelte loddeforbindelserne, øge den indledende åbningsacceleration, reducere lysbuetiden og forbedre brudkapaciteten. Kontaktens kontakttryk er en meget vigtig parameter, og den er mere egnet til at blive valgt efter mange verifikationer og tests i det indledende design af produktet. Hvis kontakttrykket er for lille, kan det ikke opfylde kravene i ovenstående aspekter; men hvis kontakttrykket er for højt, er det på den ene side nødvendigt at øge lukkeoperationsarbejdet, og på den anden side skal de mekaniske styrkekrav til lysbueslukningskammeret og hele maskinen også forbedres. Det er ikke økonomisk.
3. Kontaktslag (eller kompressionsslag)
På nuværende tidspunkt anvender vakuumafbryderen kontaktmetoden af butt-typen uden undtagelse. Efter at den bevægelige kontakt har ramt den stationære kontakt, kan den ikke bevæge sig længere frem, og kontaktkontakttrykket tilvejebringes af hver polkontaktkompressionsfjeder (nogle gange kaldet en lukkefjeder). Det såkaldte kontaktslag er afstanden mellem kontakten på kontakten og kraftenden af kontakttrykfjederen, der fortsætter med at bevæge sig til enden af kontakten, det vil sige kontaktfjederens kompressionsafstand, så det er også kaldet kompressionsslaget.
Kontaktslaget har to funktioner, den ene er at trykke på kontaktfjederen for at give kontakttryk til den tilhørende kontakt; den anden er at sikre, at et vist kontakttryk stadig opretholdes efter kørsel og slibning, så det kan kontaktes pålideligt. Generelt kan kontaktslaget være omkring 20 % til 30 % af åbningsafstanden, og 10 kV vakuumafbryderen er omkring 3 til 4 mm.
I selve strukturen afvakuumafbryder, er kontaktlukkefjederen designet til at have en betydelig mængde for- og fortryk selv i åbningspositionen. Dette er for at få den bevægelige kontakt til at have betydelig styrke til at modstå den elektriske kraft og ikke krympe tilbage, når den bevægelige kontakt ikke har rørt den statiske kontakt under lukningsprocessen. Når kontakten rører øjeblikket, stiger kontakttrykket pludselig til fortryksværdien for at forhindre det lukkende spring, hvilket er nok til at modstå den elektriske frastødning og gøre kontakten i en god tilstand i begyndelsen; efterhånden som kontaktslaget skrider frem, øges kontakttrykket mellem kontakterne gradvist, og når kontaktslaget slutter, når kontakttrykket designværdien. Kontaktslaget inkluderer ikke lukkefjederens forkompressionsområde, som faktisk er lukkefjederens andet kompressionsslag.
4. Gennemsnitlig lukkehastighed Den gennemsnitlige lukkehastighed påvirker hovedsageligt den elektriske erosion af kontakter. Hvis omskiftningshastigheden er for lav, vil før-nedbrudstiden være lang, lysbuen vil eksistere i lang tid, kontaktfladen vil være meget slidt, og selv kontakterne vil blive svejset og sat fast, hvilket vil reducere den elektriske levetid af lysbueslukningskammeret. Men hvis hastigheden er for høj, vil der let opstå lukningsstød, og udgangseffekten af betjeningsmekanismen vil også stige, hvilket vil have en stor mekanisk indvirkning på lysbueslukningskammeret og hele maskinen og påvirke pålideligheden og mekanisk produktets levetid. Den gennemsnitlige lukkehastighed er normalt omkring 0,6 m/s.
5. Gennemsnitlig åbningshastighed Afbryderens åbningshastighed er generelt så hurtig som muligt, således at den første åbningsfase kan bryde fejlstrømmen 2~3ms før strømmen nærmer sig 0; ellers kan den første åbningsfase ikke åbnes, og fortsætter til den næste fase, bliver den oprindelige første åbningsfase den sidste åbningsfase, lysbuetiden forlænges, vanskeligheden ved at bryde øges, og selv brydningen mislykkes. Men hvis åbningshastigheden er for høj, er åbningens rebound også stor. Hvis tilbageslaget er for stort, og vibrationen er for kraftig, er det let at forårsage genantændelse, så åbningshastigheden bør også tage højde for dette aspekt. Åbningshastigheden afhænger hovedsageligt af energilagringen af den bevægelige kontaktfjeder og åbningsfjederen ved lukning. For at øge åbningshastigheden kan åbningsfjederens energilagring øges, og lukkefjederens kompression kan også øges. Dette vil uundgåeligt øge udgangseffekten af driftsmekanismen og den mekaniske styrke af hele maskinen, hvilket reducerer de tekniske og økonomiske indikatorer. Efter mange års test vurderes det, at den gennemsnitlige åbningshastighed for en 10kV vakuumafbryder kan garanteres at være 0,95-1,2m/s.
6. Lukke bounce tid Lukke bounce tid er tiden mellem når afbryderen er støjende, når kontakten først rører, og derefter adskilles, kan røre og forlade igen, og når sin stabile kontakt.
Denne parameter er ikke klart fastsat i udenlandske standarder. I slutningen af 1989 foreslog Energiministeriets Elkraftafdeling, at lukketiden for vakuumafbrydere skulle være mindre end 2ms. Hvorfor er den lukkede bounce-tid mindre end 2ms? Hovedårsagen er, at tidspunktet for lukning og hoppe vil forårsage højfrekvente LC-svingninger i elsystemet eller udstyret, og den overspænding, der genereres af oscillationen, kan forårsage skade eller endda skade på isoleringen af elektrisk udstyr. Når det lukkende bounce er mindre end 2ms, vil der ikke blive genereret nogen stor overspænding, udstyrets isolering vil ikke blive beskadiget, og der vil ikke være nogen svejsning mellem de bevægelige og statiske kontakter ved lukning.
7. Lukke- og åbningsasynkronitet Hvis asynkroniteten af lukningen er for stor, vil det let forårsage lukningens hoppe, fordi bevægelsesimpulsen fra mekanismen kun bæres af kontakten i den første lukkefase. Hvis asynkroniteten af åbningen er for stor, vil lysbuetiden for faserøret efter åbning blive forlænget, og brudkapaciteten vil blive reduceret.
Asynkroniciteten af lukning og åbning eksisterer generelt på samme tid, så asynkroniteten af lukning justeres, og asynkroniciteten af åbning er garanteret. Produktet kræver, at asynkroniteten af lukning og åbning er mindre end 2ms.
8. Lukke- og åbningstid
Åbnings- og lukketid refererer til tidsrummet fra det øjeblik, hvor terminalen på driftsspolen aktiveres, til det tidspunkt, hvor de tre-polede kontakter alle er lukkede eller adskilte.
Lukke- og åbnespoler er designet til korttidsarbejde. Tændingstiden for lukkespolen er mindre end 100 ms, og den for åbningsspolen er mindre end 60 ms. Åbnings- og lukketiderne justeres generelt, når afbryderen forlader fabrikken, og der er ingen grund til at flytte den igen.
Når afbryderen bruges i strømproduktionssystemet og kortsluttes i nærheden af strømforsyningen, falder fejlstrømmen langsomt. Hvis åbningstiden er meget kort, kan fejlstrømmen afbrudt af afbryderen indeholde en stor DC-komponent, og brudtilstanden er endnu værre. , hvilket er meget skadeligt for åbningen af afbryderen. Derfor er det tilrådeligt at designe åbningstiden for vakuumafbryderen, der bruges i elproduktionssystemet, så længe som muligt.
9. Sløjfemodstand
Sløjfemodstandsværdien er en parameter, der karakteriserer, om forbindelsen af den ledende sløjfe er god, og forskellige typer produkter har specificerede værdier inden for et bestemt område. Hvis sløjfemodstanden overstiger den specificerede værdi, er det sandsynligt, at en forbindelse af den ledende sløjfe er i dårlig kontakt. Ved højstrømsdrift vil den lokale temperaturstigning ved den dårlige kontakt stige, og i alvorlige tilfælde vil det endda forårsage en ond cirkel og forårsage oxidation og forbrænding. Især for afbrydere, der bruges til højstrømsdrift, skal der udvises ekstra opmærksomhed. Det er ikke tilladt at bruge brometoden til at måle sløjfemodstanden, men DC-spændingsfaldsmetoden angivet i GB763 skal anvendes.
10. Kontaktsystem
Kontakterne tilvakuumafbrydereanvender ofte kontakter af numsetypen.
Fordi afstanden mellem de bevægelige og statiske kontakter på en generel vakuumafbryder i åbningstilstand kun er 16 mm, er det vanskeligt at lave kontaktflader af andre former, og skaden af den øjeblikkelige virkningsbue på den flade kontaktflade er også lille . En af fordelene ved en vakuumafbryder er dens lille størrelse, og de bevægelige og statiske kontakter skal fungere i et absolut vakuumrum. Hvis det laves om til andre dockingmetoder, vil volumen af selve afbryderen blive øget, og afbryderen bliver mindre.
1. Åbningsafstand Kontakternes åbningsafstand afhænger hovedsageligt af den nominelle spænding og spændingskravene til vakuumafbryderen. Generelt, når den nominelle spænding er lav, er åbningsafstanden for kontakterne valgt til at være mindre. Men hvis åbningsafstanden er for lille, vil brudkapaciteten og modstå spændingsniveauet blive påvirket. Hvis åbningsafstanden er for stor, selvom modstandsspændingsniveauet kan øges, vil det reducere levetiden for vakuumafbryderens bælge. Under design skal åbningsafstanden vælges så lille som muligt under forudsætning af at opfylde driftsmodstandsspændingskravene. Åbningsafstanden for en 10kV vakuumafbryder er normalt mellem 8 og 12 mm, og den for en 35kV vakuumafbryder er mellem 30 og 40 mm.
2. Når der ikke er nogen ydre kraft på kontakttrykket, vil den bevægelige kontakt generere en lukkekraft på det indre hulrum under påvirkning af atmosfærisk tryk for at få det til at lukke med den statiske kontakt, som kaldes selvlukkende kraft, og dens størrelse afhænger af bælgens åbningsdiameter. Når lysbueslukningskammeret er i funktionsdygtig tilstand, er kraften for lille til at sikre god elektrisk kontakt mellem de bevægelige og statiske kontakter, og der skal påføres et eksternt tryk. Summen af det påførte tryk og den selvlukkende kraft kaldes kontaktens kontakttryk. Dette kontakttryk har følgende virkninger:
(1) Sørg for god kontakt mellem de dynamiske og statiske kontakter, og gør kontaktmodstanden mindre end den specificerede værdi.
(2) Opfylde kravene til dynamisk stabilitet i den nominelle kortslutningstilstand. Kontakttrykket skal være større end den frastødende kraft mellem kontakterne i den nominelle kortslutningstilstand for at sikre fuldstændig lukning og ingen skade i denne tilstand.
(3) Undertrykke lukningsbounce. Kontakten kan bufferes, når den kolliderer, og kollisionens kinetiske energi omdannes til fjederens potentielle energi, og kontaktens hoppende dæmpes.
(4) Giv en accelerationskraft til åbning. Når kontakttrykket er højt, får den bevægelige kontakt en større åbningskraft, som er let at bryde og vil smelte loddeforbindelserne, øge den indledende åbningsacceleration, reducere lysbuetiden og forbedre brudkapaciteten. Kontaktens kontakttryk er en meget vigtig parameter, og den er mere egnet til at blive valgt efter mange verifikationer og tests i det indledende design af produktet. Hvis kontakttrykket er for lille, kan det ikke opfylde kravene i ovenstående aspekter; men hvis kontakttrykket er for højt, er det på den ene side nødvendigt at øge lukkeoperationsarbejdet, og på den anden side skal de mekaniske styrkekrav til lysbueslukningskammeret og hele maskinen også forbedres. Det er ikke økonomisk.
3. Kontaktslag (eller kompressionsslag)
På nuværende tidspunkt anvender vakuumafbryderen kontaktmetoden af butt-typen uden undtagelse. Efter at den bevægelige kontakt har ramt den stationære kontakt, kan den ikke bevæge sig længere frem, og kontaktkontakttrykket tilvejebringes af hver polkontaktkompressionsfjeder (nogle gange kaldet en lukkefjeder). Det såkaldte kontaktslag er afstanden mellem kontakten på kontakten og kraftenden af kontakttrykfjederen, der fortsætter med at bevæge sig til enden af kontakten, det vil sige kontaktfjederens kompressionsafstand, så det er også kaldet kompressionsslaget.
Kontaktslaget har to funktioner, den ene er at trykke på kontaktfjederen for at give kontakttryk til den tilhørende kontakt; den anden er at sikre, at et vist kontakttryk stadig opretholdes efter kørsel og slibning, så det kan kontaktes pålideligt. Generelt kan kontaktslaget være omkring 20 % til 30 % af åbningsafstanden, og 10 kV vakuumafbryderen er omkring 3 til 4 mm.
I selve strukturen afvakuumafbryder, er kontaktlukkefjederen designet til at have en betydelig mængde for- og fortryk selv i åbningspositionen. Dette er for at få den bevægelige kontakt til at have betydelig styrke til at modstå den elektriske kraft og ikke krympe tilbage, når den bevægelige kontakt ikke har rørt den statiske kontakt under lukningsprocessen. Når kontakten rører øjeblikket, stiger kontakttrykket pludselig til fortryksværdien for at forhindre det lukkende spring, hvilket er nok til at modstå den elektriske frastødning og gøre kontakten i en god tilstand i begyndelsen; efterhånden som kontaktslaget skrider frem, øges kontakttrykket mellem kontakterne gradvist, og når kontaktslaget slutter, når kontakttrykket designværdien. Kontaktslaget inkluderer ikke lukkefjederens forkompressionsområde, som faktisk er lukkefjederens andet kompressionsslag.
4. Gennemsnitlig lukkehastighed Den gennemsnitlige lukkehastighed påvirker hovedsageligt den elektriske erosion af kontakter. Hvis omskiftningshastigheden er for lav, vil før-nedbrudstiden være lang, lysbuen vil eksistere i lang tid, kontaktfladen vil være meget slidt, og selv kontakterne vil blive svejset og sat fast, hvilket vil reducere den elektriske levetid af lysbueslukningskammeret. Men hvis hastigheden er for høj, vil der let opstå lukningsstød, og udgangseffekten af betjeningsmekanismen vil også stige, hvilket vil have en stor mekanisk indvirkning på lysbueslukningskammeret og hele maskinen og påvirke pålideligheden og mekanisk produktets levetid. Den gennemsnitlige lukkehastighed er normalt omkring 0,6 m/s.
5. Gennemsnitlig åbningshastighed Afbryderens åbningshastighed er generelt så hurtig som muligt, således at den første åbningsfase kan bryde fejlstrømmen 2~3ms før strømmen nærmer sig 0; ellers kan den første åbningsfase ikke åbnes, og fortsætter til den næste fase, bliver den oprindelige første åbningsfase den sidste åbningsfase, lysbuetiden forlænges, vanskeligheden ved at bryde øges, og selv brydningen mislykkes. Men hvis åbningshastigheden er for høj, er åbningens rebound også stor. Hvis tilbageslaget er for stort, og vibrationen er for kraftig, er det let at forårsage genantændelse, så åbningshastigheden bør også tage højde for dette aspekt. Åbningshastigheden afhænger hovedsageligt af energilagringen af den bevægelige kontaktfjeder og åbningsfjederen ved lukning. For at øge åbningshastigheden kan åbningsfjederens energilagring øges, og lukkefjederens kompression kan også øges. Dette vil uundgåeligt øge udgangseffekten af driftsmekanismen og den mekaniske styrke af hele maskinen, hvilket reducerer de tekniske og økonomiske indikatorer. Efter mange års test vurderes det, at den gennemsnitlige åbningshastighed for en 10kV vakuumafbryder kan garanteres at være 0,95-1,2m/s.
6. Lukke bounce tid Lukke bounce tid er tiden mellem når afbryderen er støjende, når kontakten først rører, og derefter adskilles, kan røre og forlade igen, og når sin stabile kontakt.
Denne parameter er ikke klart fastsat i udenlandske standarder. I slutningen af 1989 foreslog Energiministeriets Elkraftafdeling, at lukketiden for vakuumafbrydere skulle være mindre end 2ms. Hvorfor er den lukkede bounce-tid mindre end 2ms? Hovedårsagen er, at tidspunktet for lukning og hoppe vil forårsage højfrekvente LC-svingninger i elsystemet eller udstyret, og den overspænding, der genereres af oscillationen, kan forårsage skade eller endda skade på isoleringen af elektrisk udstyr. Når det lukkende bounce er mindre end 2ms, vil der ikke blive genereret nogen stor overspænding, udstyrets isolering vil ikke blive beskadiget, og der vil ikke være nogen svejsning mellem de bevægelige og statiske kontakter ved lukning.
7. Lukke- og åbningsasynkronitet Hvis asynkroniteten af lukningen er for stor, vil det let forårsage lukningens hoppe, fordi bevægelsesimpulsen fra mekanismen kun bæres af kontakten i den første lukkefase. Hvis asynkroniteten af åbningen er for stor, vil lysbuetiden for faserøret efter åbning blive forlænget, og brudkapaciteten vil blive reduceret.
Asynkroniciteten af lukning og åbning eksisterer generelt på samme tid, så asynkroniteten af lukning justeres, og asynkroniciteten af åbning er garanteret. Produktet kræver, at asynkroniteten af lukning og åbning er mindre end 2ms.
8. Lukke- og åbningstid
Åbnings- og lukketid refererer til tidsrummet fra det øjeblik, hvor terminalen på driftsspolen aktiveres, til det tidspunkt, hvor de tre-polede kontakter alle er lukkede eller adskilte.
Lukke- og åbnespoler er designet til korttidsarbejde. Tændingstiden for lukkespolen er mindre end 100 ms, og den for åbningsspolen er mindre end 60 ms. Åbnings- og lukketiderne justeres generelt, når afbryderen forlader fabrikken, og der er ingen grund til at flytte den igen.
Når afbryderen bruges i strømproduktionssystemet og kortsluttes i nærheden af strømforsyningen, falder fejlstrømmen langsomt. Hvis åbningstiden er meget kort, kan fejlstrømmen afbrudt af afbryderen indeholde en stor DC-komponent, og brudtilstanden er endnu værre. , hvilket er meget skadeligt for åbningen af afbryderen. Derfor er det tilrådeligt at designe åbningstiden for vakuumafbryderen, der bruges i elproduktionssystemet, så længe som muligt.
9. Sløjfemodstand
Sløjfemodstandsværdien er en parameter, der karakteriserer, om forbindelsen af den ledende sløjfe er god, og forskellige typer produkter har specificerede værdier inden for et bestemt område. Hvis sløjfemodstanden overstiger den specificerede værdi, er det sandsynligt, at en forbindelse af den ledende sløjfe er i dårlig kontakt. Ved højstrømsdrift vil den lokale temperaturstigning ved den dårlige kontakt stige, og i alvorlige tilfælde vil det endda forårsage en ond cirkel og forårsage oxidation og forbrænding. Især for afbrydere, der bruges til højstrømsdrift, skal der udvises ekstra opmærksomhed. Det er ikke tilladt at bruge brometoden til at måle sløjfemodstanden, men DC-spændingsfaldsmetoden angivet i GB763 skal anvendes.
10. Kontaktsystem
Kontakterne tilvakuumafbrydereanvender ofte kontakter af numsetypen.
Fordi afstanden mellem de bevægelige og statiske kontakter på en generel vakuumafbryder i åbningstilstand kun er 16 mm, er det vanskeligt at lave kontaktflader af andre former, og skaden af den øjeblikkelige virkningsbue på den flade kontaktflade er også lille . En af fordelene ved en vakuumafbryder er dens lille størrelse, og de bevægelige og statiske kontakter skal fungere i et absolut vakuumrum. Hvis det laves om til andre dockingmetoder, vil volumen af selve afbryderen blive øget, og afbryderen bliver mindre.
En af fordelene ved en vakuumafbryder er dens lille størrelse, og de bevægelige og statiske kontakter skal fungere i et absolut vakuumrum. Hvis det laves om til andre dockingmetoder, vil det også øge volumen af selve afbryderen!
