MVRing本体のSF6フリー真空負荷開閉器の並列アーク消火方式の紹介

2024-12-12

高電圧回路が切断されると、電圧によって空気が分解され、高温で高伝導性の自由ガスが生成されます。この自由ガスは瞬間的な高温火花、つまりアークとして現れます。

アークの損傷は非常に大きく、アークは高温を発生させ、接点表面をアブレーションし、絶縁材を焼損させます。元々切断されていた2つの接点にアークによって電流が流れ、スイッチが回路を切断するまでの時間が長くなり、電力系統の短絡故障による損傷が悪化します。アークは火災や爆発を引き起こす可能性があります。

そのため、アーク消弧は高電圧電気機器において重要な役割を担うようになりました。リング本体を例に挙げると、高電圧回路のスイッチングを完結する必要があり、空港や住宅地などの人口密集地域に設置する必要があるため、安全性を確保する必要があります。

アークを排除するための従来の方法には、主に次のアイデアが含まれます。

ドロップ Vオルテージ。

電圧を下げるといえば、回路内の電圧を直接下げたいと考える人もいますが、これは明らかに不可能です。結局のところ、機器が行うべきことは、高電圧送電中に回路の切断を完了することです。必ずしも高電圧送電を低電圧送電に切り替えることはできません。ここでのドロップ電圧とは、ドロップ接点が切断された瞬間の電圧です。U = IRであることは周知の事実であり、接点が切断されるとRは瞬時に増加します。Uを最小限に抑えたい場合は、接点が切断された瞬間に接点を流れる電流が最小になるようにする必要があります。また、交流回路では、負荷の種類によっては、電流と電圧のゼロクロスが同期しないことが多いことに注意してください。

接点が開いているときの電圧を最小限に抑えるには、電流がゼロを横切るときに動作が発生するようにします。理想的には、Iは正確に0、U = IR = 0であるため、アークは発生しません。しかし、実際にはそうではありません。この考え方は難しいものです。難しいのは、機械構造が50Hzの電流で正確に動作する必要があることです。電流の急激な変化（50Hz）と比較すると、機械接点の動きは遅すぎます。さらに重要なのは、2つの動作間の時間差も異なることです。今回はトリガーすると15ms後に切断され、次にトリガーすると22ms後に切断されます。このジッター範囲は、50Hzの電流下では非常に重要です。

空気 B下げるえ消すあrc.

アークが発生した後、エアブローによってアークを消火することができます。これは一般的にアークブローと呼ばれています。アークブローは、気流を利用してアークに作用させることで、アークを効果的に冷却し、アークゾーン内の圧力を高め、残留自由ガスを除去するため、優れた消火性能を発揮します。アークブローの方式は、水平吹きと垂直吹きの2種類があります。

さらに、アーク発生箇所の周囲にグリッドを追加することで、アークを遮断し、アークを素早く消火することができます。

もちろん、アークを消すには誰かに息を吹きかけるだけでは十分ではありません。接触動作によって発生する空気の流れを利用してアークを吹き消すことができます。

通常の状況では、ほとんどの場合、アーク吹き付け方式が用いられます。この方式の導入コストはそれほど高くないためです。例えば、様々なアーク消火室には、アーク吹き付け機構とグリッドが備えられています。

交換する まエディア。

より絶縁性の高い媒体に置き換え、その媒体内で回路を遮断すれば、アークを減少させることができます。最も簡単に考えられるのは真空です。真空遮断器のアーク消弧効果は非常に優れていますが、真空はコストが高く、寿命も短いです。

現在最も一般的に使用されている媒体は、六フッ化硫黄（SF6）です。これは、100年前にフランスの化学者、モアッサンとルボーによって合成された合成ガスです。

六フッ化硫黄には以下の特性があります。

高い熱伝導率により、アーク熱を素早く逃がすことができます。無色、無臭、無毒で、化学的性質が安定しており、室温で化学反応を起こしにくいという特徴があります。そのため、六フッ化硫黄は電力業界で中高圧電気機器の絶縁材や遮断材として広く使用されています。しかし、六フッ化硫黄は温室効果ガスであり、地球温暖化係数（GWP）は23,500です。これは、六フッ化硫黄1キログラムが二酸化炭素23,500キログラムと同等の影響を持つことを意味します。これは非常に深刻な問題です。

安全で環境に優しく、長寿命のソリューションはありますか?

平行 Vアキュウム私中断（SVI） ス解決策。

これは、シュナイダーエレクトリックが初めて提案し、リング型主電源装置に採用された、より安全で環境に優しいソリューションです。並列真空遮断ソリューションは、真空消弧室と空中遮断スイッチで構成され、部品点数が少なく低コストで、一般的な3ステーションスイッチ操作を実現します。

シュナイダーエレクトリックのソリューションを例に、SVI の原理を紹介しましょう。

可動接点が動くと、電流は固定接点から真空遮断器へと伝達されます。また、可動接点と固定接点が分離した瞬間には、接点は同電位となるため、アークは発生しないことに注意してください。

電流は閉位置にある真空遮断器を通過します。次に、可動接点の駆動によりピボットロッドが回転し、真空遮断器を開閉させます。

電流遮断が完了すると、可動接点はピボットロッドを解放し、遮断位置まで回転を続けます。バッファスプリングの作用により、ピボットロッドは元の位置に戻り、真空遮断器を閉じます。

このソリューションにより、真空遮断器のサイズとコストを削減できます。真空遮断器は遮断段階でのみ動作するため、遮断時の過渡回復電圧に耐えますが、短絡遮断能力、短時間電流耐量、連続電流耐量は必要ありません。遮断段階では、電流は真空遮断器を通過しません。さらに、遮断段階では、電流が真空遮断器を流れる時間はわずか数ミリメートルです。

絶縁状態では、可動接点と固定接点は乾燥空気中で絶縁されます。

分離された媒体としての乾燥空気には、次のような利点があります。

無毒で作業者にも安全です。公共の場所の近くに設置しても有毒ガス漏れの心配がなく、安心してご使用いただけます。

これは汚染がなく、六フッ化硫黄の代わりとなり、温室効果を回避します。

使い方は簡単です。機器を廃棄する際、ガスは複雑な回収プロセスを経る必要がなく、直接放出できます。

並列真空遮断には利点があり、六フッ化硫黄溶液に取って代わる可能性が高いことがわかります。

さらに、全体の操作手順は、現在使用されている3ポジション六フッ化硫黄スイッチと同じであることがわかりました。1回目の操作で遮断/遮断を実現し、2回目の操作で接地を実現します。シュナイダーエレクトリックのリング型メインユニットソリューションは、六フッ化硫黄スイッチと同じ設置面積で、バスバーの銅バーやケーブル接続部の高さも変更されていません。簡単に変更でき、従来の六フッ化硫黄方式を新しい方式に転換できるため、より環境に優しく安全なソリューションとなっています。