Pengenalan kepada Skim Pemadaman Arka Selari bagi Suis Pemutus Beban Vakum bebas SF6 dalam Unit Utama MVRing

Apabila litar voltan tinggi diputuskan, voltan akan memecahkan udara untuk menghasilkan gas bebas suhu tinggi dan kekonduksian tinggi, yang kelihatan sebagai percikan suhu tinggi serta-merta, iaitu arka.

Kerosakan arka adalah sangat tinggi: arka akan menghasilkan suhu tinggi, yang akan mengecilkan permukaan sentuhan dan membakar bahan penebat. Kedua-dua sesentuh yang asalnya terputus membentuk arus kerana kehadiran arka, yang memanjangkan masa untuk suis memutuskan litar dan memburukkan lagi kerosakan yang disebabkan oleh kerosakan litar pintas dalam sistem kuasa. Arka boleh menyebabkan kebakaran atau bahkan letupan.

Oleh itu, pemadaman arka telah menjadi pautan penting dalam peralatan elektrik voltan tinggi. Ambil unit utama gelang sebagai contoh. Ia perlu melengkapkan pensuisan litar voltan tinggi, dan ia mesti diletakkan di kawasan berpenduduk padat seperti lapangan terbang dan kawasan perumahan. Keselamatannya mesti dipastikan.

Untuk menghapuskan arka, kaedah tradisional terutamanya termasuk idea berikut:

1. Lepaskan Voltage.

Bercakap tentang mengurangkan voltan, sesetengah orang berharap dapat mengurangkan voltan secara langsung dalam litar, tetapi ini jelas tidak mungkin. Lagipun, apa yang perlu dilakukan oleh peralatan ialah menyelesaikan pemotongan litar semasa penghantaran voltan tinggi. Ia tidak boleh sentiasa menukar penghantaran voltan tinggi kepada penghantaran voltan rendah. Voltan jatuh di sini ialah voltan pada masa ini apabila sesentuh jatuh terputus! Kita tahu bahawa U=IR, apabila kenalan diputuskan, R akan meningkat serta-merta. Jika kita ingin meminimumkan U, kita harus memastikan bahawa arus yang mengalir melalui sesentuh adalah minimum pada masa sesentuh terputus. Juga ambil perhatian bahawa dalam litar AC, lintasan sifar arus dan voltan selalunya tidak disegerakkan, bergantung pada jenis beban.

Untuk meminimumkan voltan pada sesentuh apabila sesentuh dibuka, pastikan tindakan itu berlaku apabila arus melintasi sifar. Jadi idealnya, saya betul-betul 0, U=IR=0, jadi tiada arka akan berlaku. Tetapi ini tidak berlaku. Idea ini sukar. Kesukarannya ialah struktur mekanikal mesti beroperasi dengan tepat pada arus 50Hz. Berbanding dengan perubahan pantas dalam arus (50Hz), sesentuh mekanikal bergerak terlalu perlahan. Lebih penting lagi, perbezaan masa antara kedua-dua aksi juga berbeza! Kali ini anda mencetuskannya, ia terputus sambungan selepas 15ms, dan kali seterusnya anda mencetuskannya, ia terputus sambungan selepas 22ms. Julat jitter ini sangat penting di bawah arus 50Hz.

2. Udara Bmelaung ke Expalingkan Arc.

Selepas arka dijana, arka boleh dipadamkan dengan hembusan udara, yang sering kita panggil hembusan arka. Tiupan arka menggunakan aliran udara untuk bertindak pada arka, yang boleh menyejukkan arka dengan berkesan, meningkatkan tekanan dalam zon arka, dan menghilangkan sisa gas bebas, jadi ia mempunyai prestasi pemadaman arka yang baik. Kaedah tiupan arka boleh menjadi tiupan mendatar atau tiupan menegak.

Selain itu, beberapa grid boleh ditambah di sekeliling bahagian di mana arka dijana, supaya arka boleh dipotong. Ini membantu dengan cepat memadamkan arka.

Sudah tentu, memadamkan arka bukanlah tentang mencari seseorang untuk ditiup. Aliran udara yang dihasilkan oleh tindakan sentuhan boleh digunakan untuk menyelesaikan operasi meniup arka.

Dalam keadaan biasa, kebanyakan kaedah tiupan arka digunakan. Lagipun, kos pelaksanaan kaedah ini tidak tinggi. Sebagai contoh, pelbagai ruang pemadam arka akan mempunyai mekanisme dan grid tiupan arka.

3. Gantikan Media.

Jika kita menggantikan medium dengan sifat penebat yang lebih baik dan memecahkan litar dalam medium ini, arka boleh dikurangkan. Perkara paling mudah untuk difikirkan ialah vakum. Kesan pemadaman arka pencelah vakum adalah sangat baik, tetapi kos vakum adalah tinggi dan hayatnya pendek.

Medium yang paling biasa digunakan sekarang ialah sulfur heksafluorida SF6. Ia adalah gas sintetik yang telah disintesis 100 tahun yang lalu oleh dua ahli kimia Perancis, Moissan dan Lebeau.

Sulfur heksafluorida mempunyai ciri-ciri berikut:

Kekonduksian haba yang tinggi boleh menghantar suhu arka dengan cepat. Ia tidak berwarna, tidak berbau, tidak toksik, mempunyai sifat kimia yang stabil, dan tidak terdedah kepada tindak balas kimia pada suhu bilik. Oleh itu, sulfur heksafluorida digunakan secara meluas dalam industri kuasa sebagai penebat dan medium pemecah untuk peralatan elektrik voltan sederhana dan tinggi. Walau bagaimanapun, sulfur heksafluorida adalah gas rumah hijau dan mempunyai potensi pemanasan global (GWP) sebanyak 23,500, yang bermaksud bahawa 1 kilogram sulfur heksafluorida mempunyai kesan yang sama dengan 23,500 kilogram karbon dioksida. Ini sangat serius.

Adakah terdapat sebarang penyelesaian yang selamat, mesra alam dan mempunyai jangka hayat yang panjang?

4. selari Vakuum sayamengganggu (SVI) Spenyelesaian.

Ini adalah penyelesaian yang lebih selamat dan mesra alam, pertama kali dicadangkan oleh Schneider Electric dan digunakan dalam unit utama cincin. Penyelesaian gangguan vakum selari terdiri daripada ruang pemadam arka vakum dan suis pengasing di udara, yang merealisasikan operasi suis tiga stesen biasa dengan sebilangan kecil bahagian dan kos rendah.

Mari kita ambil penyelesaian Schneider Electric sebagai contoh untuk memperkenalkan prinsip SVI.

Apabila sesentuh bergerak bergerak, arus dipindahkan dari sesentuh pegun ke pencelah vakum. Dan perlu diingatkan bahawa pada masa ini apabila kenalan bergerak dan kenalan statik dipisahkan, kerana kenalan berada pada potensi yang sama, tiada arka akan berlaku.

Arus kemudiannya melalui pencelah vakum dalam kedudukan tertutup. Seterusnya, didorong oleh sesentuh alih, rod pangsi berputar dan memacu pencelah vakum untuk membuka dan menutup.

Apabila gangguan semasa selesai, sesentuh bergerak melepaskan rod pangsi dan terus berputar ke kedudukan pengasingan. Di bawah tindakan spring penampan, rod pivot kembali ke kedudukan asalnya, dengan itu menutup pencelah vakum.

Penyelesaian ini boleh mengurangkan saiz dan kos pencelah vakum. Oleh kerana pencelah vakum hanya berfungsi pada peringkat pecah, ia akan menahan voltan pemulihan sementara semasa pecah, tetapi ia tidak perlu mempunyai keupayaan menutup litar pintas, keupayaan menahan arus jangka pendek, dan keupayaan menahan arus berterusan. Semasa fasa penutupan, arus tidak melalui pencelah vakum. Selain itu, semasa fasa pecah, masa untuk arus mengalir melalui pencelah vakum hanya beberapa milimeter.

Dalam keadaan pengasingan, sesentuh bergerak dan sesentuh pegun diasingkan dalam udara kering.

Sebagai medium dalam pengasingan, udara kering mempunyai kelebihan berikut:

Tidak toksik dan selamat untuk pengendali. Anda boleh yakin bahawa peralatan dipasang berhampiran tempat awam tanpa perlu risau tentang kebocoran gas toksik.

Ia bebas pencemaran, menggantikan sulfur heksafluorida dan mengelakkan kesan rumah hijau.

Ia mudah digunakan. Apabila peralatan dibuang, gas tidak perlu melalui proses pemulihan yang rumit dan boleh dilepaskan terus.

Dapat dilihat bahawa gangguan vakum selari mempunyai kelebihan dan berkemungkinan menggantikan larutan sulfur heksafluorida.

Selain itu, kami mendapati bahawa keseluruhan proses dikendalikan dengan cara yang sama seperti suis heksafluorida sulfur tiga kedudukan yang digunakan pada masa ini: satu operasi untuk mencapai pecah/pengasingan, dan operasi kedua untuk mencapai pembumian. Malah penyelesaian unit utama cincin Schneider Electric mempunyai jejak yang sama seperti suis heksafluorida sulfur, malah ketinggian bar tembaga bar bas dan sambungan kabel kekal tidak berubah. Ia boleh diubah suai dengan mudah dan yang asal Skim heksafluorida sulfur telah diubah menjadi skema baru. Jadi ia adalah penyelesaian yang lebih mesra alam dan lebih selamat.