Введение в схему параллельного гашения дуги вакуумных выключателей нагрузки без элегаза в главном блоке MVRing

При отключении высоковольтной цепи напряжение разрушает воздух, в результате чего образуются свободные газы с высокой температурой и высокой проводимостью, которые мгновенно проявляются в виде высокотемпературных искр, называемых дугами.

Ущерб от дуги очень велик: дуга генерирует высокую температуру, которая разрушает поверхность контакта и сжигает изоляционный материал. Два изначально разомкнутых контакта образовали ток из-за наличия дуги, что увеличило время отключения выключателем цепи и усугубило ущерб, вызванный коротким замыканием в энергосистеме. Дуги могут вызывать пожары или даже взрывы.

Поэтому гашение дуги стало важным звеном в высоковольтном электрооборудовании. Возьмем, к примеру, блок кольцевой магистрали. Он должен выполнять коммутацию высоковольтных цепей, и его необходимо размещать в густонаселенных районах, таких как аэропорты и жилые районы. Его безопасность должна быть обеспечена.

Для устранения дуг традиционные методы в основном включают следующие идеи:

1. Отбросьте Внапряжение.

Говоря о снижении напряжения, некоторые люди надеются напрямую снизить напряжение в цепи, но это, очевидно, невозможно. В конце концов, то, что должно сделать оборудование, это завершить отключение цепи во время передачи высокого напряжения. Оно не всегда может изменить передачу высокого напряжения на передачу низкого напряжения. Напряжение падения здесь - это напряжение в момент, когда контакт падения отключен! Мы знаем, что U=IR, когда контакт отключен, R мгновенно увеличится. Если мы хотим минимизировать U, мы должны убедиться, что ток, протекающий через контакт, минимален в момент, когда контакт отключен. Также обратите внимание, что в цепях переменного тока переходы через ноль тока и напряжения часто не синхронизированы, в зависимости от типа нагрузки.

Чтобы минимизировать напряжение на контакте, когда контакт разомкнут, убедитесь, что действие происходит, когда ток пересекает ноль. Поэтому в идеале I точно равен 0, U=IR=0, поэтому дуга не возникнет. Но это не так. Эта идея сложна. Сложность в том, что механическая конструкция должна точно работать при токе 50 Гц. По сравнению с быстрыми изменениями тока (50 Гц) механические контакты движутся слишком медленно. Что еще более важно, разница во времени между двумя действиями также отличается! В этот раз, когда вы запускаете его, он отключается через 15 мс, а в следующий раз, когда вы запускаете его, он отключается через 22 мс. Этот диапазон джиттера очень важен при токе 50 Гц.

2. Воздух Бмычание Эвычеркнуть Аrc.

После возникновения дуги ее можно погасить с помощью продувки воздухом, что мы часто называем продувкой дуги. Продувка дуги использует поток воздуха для воздействия на дугу, что может эффективно охлаждать дугу, повышать давление в зоне дуги и удалять остаточный свободный газ, поэтому она имеет хорошие характеристики гашения дуги. Метод продувки дуги может быть горизонтальным или вертикальным.

Более того, вокруг места, где возникает дуга, можно добавить несколько сеток, чтобы дугу можно было отсечь. Это помогает быстро погасить дугу.

Конечно, гашение дуги не заключается в том, чтобы найти того, на кого дуть. Поток воздуха, создаваемый контактным действием, может быть использован для завершения операции по гашению дуги.

При нормальных обстоятельствах используется большинство методов гашения дуги. В конце концов, стоимость внедрения этого метода невелика. Например, различные камеры гашения дуги будут иметь механизмы гашения дуги и сетки.

3. Заменить Мэдиа.

Если заменить среду на среду с лучшими изолирующими свойствами и разорвать цепь в этой среде, дуга может быть уменьшена. Самое простое, что можно придумать, это вакуум. Эффект гашения дуги вакуумным прерывателем очень хорош, но стоимость вакуума высока, а срок его службы короток.

Наиболее часто используемой средой в настоящее время является гексафторид серы SF6. Это синтетический газ, который был синтезирован 100 лет назад двумя французскими химиками Муассаном и Лебо.

Гексафторид серы имеет следующие характеристики:

Высокая теплопроводность позволяет быстро отводить температуру дуги. Он бесцветен, не имеет запаха, нетоксичен, имеет стабильные химические свойства и не склонен к химическим реакциям при комнатной температуре. Поэтому гексафторид серы широко используется в электроэнергетике в качестве изоляционной и размыкающей среды для электрооборудования среднего и высокого напряжения. Однако гексафторид серы является парниковым газом и имеет потенциал глобального потепления (ПГП) 23 500, что означает, что 1 килограмм гексафторида серы оказывает такое же воздействие, как 23 500 килограммов углекислого газа. Это очень серьезно.

Существуют ли решения, которые безопасны, экологичны и имеют длительный срок службы?

4. Параллельный Вакум япрерывание (SVI) Срешение.

Это более безопасное и экологически чистое решение, впервые предложенное Schneider Electric и использованное в кольцевых магистральных блоках. Параллельное вакуумное прерывающее решение состоит из вакуумной дугогасительной камеры и изолирующего выключателя в воздухе, который реализует обычную трехстанционную работу выключателя с небольшим количеством деталей и низкой стоимостью.

Давайте рассмотрим решение Schneider Electric в качестве примера, чтобы представить принцип SVI.

При движении подвижных контактов ток передается от неподвижных контактов к вакуумному прерывателю. И следует отметить, что в момент, когда подвижный контакт и статический контакт разъединены, поскольку контакты находятся под одинаковым потенциалом, дуга не возникнет.

Затем ток проходит через вакуумный прерыватель в закрытом положении. Затем, приводимый в движение подвижным контактом, поворотный стержень вращается и приводит в действие вакуумный прерыватель, чтобы открыть и закрыть его.

Когда прерывание тока завершено, подвижный контакт освобождает поворотный стержень и продолжает вращаться в положение изоляции. Под действием буферной пружины поворотный стержень возвращается в исходное положение, тем самым замыкая вакуумный прерыватель.

Это решение может уменьшить размер и стоимость вакуумного прерывателя. Поскольку вакуумный прерыватель работает только на этапе отключения, он выдержит переходное восстанавливающееся напряжение во время отключения, но ему не нужно иметь способность замыкания короткого замыкания, способность выдерживать кратковременный ток и способность выдерживать постоянный ток. Во время фазы закрытия ток не проходит через вакуумный прерыватель. Более того, во время фазы отключения время протекания тока через вакуумный прерыватель составляет всего несколько миллиметров.

В состоянии изоляции подвижные контакты и неподвижные контакты изолированы в сухом воздухе.

Сухой воздух как изолированная среда имеет следующие преимущества:

Нетоксично и безопасно для операторов. Вы можете быть уверены, что оборудование установлено вблизи общественных мест, не беспокоясь об утечке токсичного газа.

Он не загрязняет окружающую среду, заменяет гексафторид серы и не создает парникового эффекта.

Он прост в использовании. При утилизации оборудования газ не нужно проходить сложный процесс восстановления, его можно выпускать напрямую.

Видно, что параллельное вакуумное прерывание имеет преимущества и, вероятно, заменит раствор гексафторида серы.

Более того, мы обнаружили, что весь процесс работал так же, как и в случае с трехпозиционным переключателем на основе гексафторида серы, используемым в настоящее время: одна операция для достижения разрыва/изоляции, а вторая операция для достижения заземления. Даже решение кольцевого главного блока Schneider Electric имеет ту же площадь, что и переключатель на основе гексафторида серы, и даже высота медных шин шин и кабельных соединений остается неизменной. Его можно легко модифицировать, и исходная схема на основе гексафторида серы была преобразована в новую схему. Таким образом, это более экологичное и безопасное решение.