Med den kontinuerliga utvecklingen av kraftsystem ökar också tillämpningen av vakuumbrytare, vilket är oskiljaktigt från deras fördelar.Det finns dock alltid några nackdelar. Till exempel har överspänningsproblemet med vakuumbrytare påverkat deras utvecklingshastighet i viss utsträckning. Därför måste vi hitta sätt att mildra eller förhindra överspänning i vakuumbrytare. Nedan, Huadian vakuumkretsbrytare|Tillverkaren av VS1 vakuumkretsbrytare kommer att förklara typerna av överspänning och skyddsåtgärder relaterade till vakuumbrytare.
I. Huvudsakliga överspänningstyper av vakuumbrytare
Driftöverspänningar hos vakuumbrytare uppstår huvudsakligen under öppningsprocessen, och följande tre typer är vanliga:
1. Ström-Klippande överspänning
Mekanism: Vakuumbrytare har extremt starka-bågsläckande egenskaper. När en liten växelström avbryts (som startströmmen för en obelastad transformator eller motor), kan strömmen tvångsbrytas (dvs. -strömbryta) före dess naturliga nollpunkt-. Vid denna tidpunkt kommer den magnetiska energin som är lagrad i den induktiva lasten (som motorlindningar) att omvandlas till elektrisk fältenergi, ladda motsvarande kapacitans för lasten, och därigenom generera extremt höga överspänningar.
Egenskaper: Överspänningsamplituden är relaterad till storleken på strömavskärningsvärdet- och belastningsinduktansen. Ju högre strömavskärningsvärde- desto högre överspänning. Detta är den vanligaste typen av överspänning i vakuumbrytare.
2. Flera-tändningsöverspänning (hög-frekvent multipel återtändningsöverspänning)
Mekanism: Efter att en strömbrytare löst ut är avståndet mellan kontakterna mycket litet. Om återvinningsspänningen (strömfrekvensåtervinningsspänningen) mellan kontakterna är högre än kontaktmediets isoleringsstyrka under avbrott, kommer gapet att bryta igen (åter-tändning). På grund av den extremt snabba återhämtningen av vakuummediet kan denna process inträffa flera gånger inom mikrosekunder (hög-återantändning-). Varje återtändning åtföljs av utsläckning av en hög-ström och återinjicering av energi, som kontinuerligt pumpar in energi i lasten genom en kumulativ effekt, vilket gör att överspänningen stiger steg för steg.
Egenskaper: Den här typen av överspänning har en hög branthet och stor amplitud, vilket utgör ett betydande hot mot isoleringen mellan-svängar och längsgående isolering av motorer. Det uppstår främst vid avbrott i hög-motorer eller obelastade transformatorer.
3. Kapacitiv lastavbrott överspänning
Mekanism: När en kondensatorbank avbryts, genereras hög-amplitud och hög-frekvent överspänning på grund av bågåtertändning. Om strömbrytaren -tänds igen efter avbrott, motsvarar det en grupp redan laddade kondensatorer som laddas ur till en annan grupp av kondensatorer genom bågen och bildar högfrekventa svängningar, vilket leder till en kraftig ökning av spänningen.
Egenskaper: Denna situation kan generera extremt höga överspänningar (vanligtvis 2-3 gånger eller till och med högre än spänningen till jord), vilket allvarligt hotar säkerheten för själva kondensatorerna och strömbrytarna.
II. Överspänningsskyddsåtgärder för vakuumbrytare
För de ovannämnda-överspänningstyperna uppnås skydd vanligtvis genom en kombination av "blockering" (minska strömavskärningsvärdet-) och "dränering" (tillhandahåller en urladdningsväg eller absorberar energi). Vanliga skyddsåtgärder inkluderar följande:
1. Installera ett motstånd-kondensatorabsorberare (RC Absorptionsenhet)
Princip: Består av ett motstånd (R) och en kondensator (C) kopplade i serie och parallellt på lastsidan.
Kondensator (C): Minskar lastens överspänningsimpedans, bromsar ökningen av överspänning och minskar på så sätt den hög-frekventa komponenten av återtändningsöverspänning.
Motstånd (R): Avleder energi, undertrycker oscillation och förhindrar resonans mellan kondensatorn och belastningsinduktansen.
Tillämpliga scenarier: Används främst för att skydda motorer och transformatorer, särskilt effektivt för att undertrycka multipla återtändningsöverspänningar och-strömbrytande överspänningar.
Fördelar: Stabil skyddseffekt, begränsar både amplituden och brantheten hos överspänningar.
Nackdelar: Större storlek, högre kostnad och energiförbrukning på grund av långvarig-motståndsuppvärmning.
2. Installation av zinkoxidöverspänningsavledare (MOA)
Princip: Att använda de utmärkta olinjära volt-ampereegenskaperna hos zinkoxidvaristorer. Under normal driftspänning är avledaren i ett högt-motståndstillstånd (mikroampere-läckström); när en överspänning uppstår och överskrider drifttröskeln, leder den snabbt, laddar ur överspänningsenergin till jord, och klämmer därigenom spänningen inom det område som utrustningens isolering tål.
Typdifferentiering:
Överspänningsskydd av vanlig distributionstyp: Används i första hand för att begränsa blixtöverspänningar.
Dedikerade överspänningsskydd av roterande maskintyp: Speciellt utformade för att skydda motorer, med lägre restspänning och bättre matchning av motorns isoleringsnivå.
Tillämpliga scenarier: Används främst för att begränsa-strömbrytande överspänningar. Det bör noteras att vanliga överspänningsavledare har en långsam svarshastighet på flera återtändningsöverspänningar vid branta vågförkanter, och skyddseffekten kan vara begränsad; de behöver vanligtvis användas tillsammans med RC (Resistant Current Arresters).
3. Installera ett induktor-kondensatorfilter (L-C).
Princip: En induktor (L) kopplas i serie med en kondensator (C) parallellt på lastsidan. Induktorn blockerar hög-ström och kondensatorn minskar hastigheten på spänningsändringen (du/dt). Kombinationen filtrerar effektivt bort hög-oscillationskomponenter, vilket i grunden saktar ner processen för överspänningsuppbyggnad.
Tillämpliga scenarier: Platser med extremt höga överspänningsskyddskrav (t.ex. specialmotorer, kritisk utrustning).
4. Välj en vakuumbrytare med ett lågt strömavbrott-
Princip: Adressering av överspänningen vid dess källa. Det aktuella-skärvärdet för en vakuumbrytare är nära relaterat till kontaktmaterialet. Användning av kontaktmaterial med lågt-ström-skär-värde (t.ex. CuCr (koppar-krom)-material med speciell bearbetning) kan reducera det nuvarande-skärvärdet till en mycket låg nivå (t.ex. 0,5A - 2A), och därmed avsevärt minska överspänningen vid dess källa.
Utvärdering: Detta är den mest idealiska skyddsåtgärden, men på grund av materialbearbetning och kostnadsbegränsningar behöver den ibland användas tillsammans med andra skyddsanordningar.
5. Installera ett parallellmotstånd eller en kondensator
Princip: Anslut ett motstånd eller en kondensator parallellt över brytarkontakterna.
Parallell resistor: Minskar hastigheten för återvinningsspänningsökning under återtändning, vilket minskar sannolikheten för återtändning.
Parallell kondensator: Minskar brantheten i återvinningsspänningen mellan kontakterna.
Utvärdering: Denna metod är vanligtvis integrerad i strömbrytarens interna design; fältinstallation är sällsynt.
Sammanfattning och urvalsrekommendationer
I praktiska tekniska tillämpningar används ofta inte ett enda mått isolerat. Istället används en kombination av skyddsåtgärder utifrån skyddsobjektets värde och betydelse:
För vanliga transformatorer/ledningar: Lågt-ström-avskärnings-värdesvakuumbrytare väljs vanligtvis, med allmänna-överspänningsavledare av zinkoxid installerade på samlingsskenans sida för reservskydd.
För högspänningsmotorer-: Motorer har lägre isoleringsnivåer och är känsliga för branta överspänningar. Ett kombinerat skyddssystem som använder RC-absorbenter (för att undertrycka återtändningsöverspänningar och reducera branthet) och dedikerade överspänningsavledare för roterande elektriska maskiner (för att begränsa energi-överspänningar) rekommenderas.
För kondensatorbankar: Det rekommenderas att installera gaplösa överspänningsavledare av zinkoxid (avsedda för kondensatorskydd) på strömbrytarsidan, helst nära kondensatorerna. Ibland behövs även seriereaktorer för att undertrycka inkopplingsströmmar och överspänningar.
Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd., etablerat 2007, har varit djupt involverat i området för styrutrustning för kraftdistribution i femton år. Vi deltog inte bara i forskningen och utvecklingen av den vanliga inhemska vakuumbrytaren VS1/VEGM, utan investerar också nästan 7 %-8 % av våra årliga intäkter i forskning och utveckling, enbart för att övervinna smärta i branschen och garantera säker drift av kraftsystem. Vår huvudsakliga VEGM-serie har en solid-förseglad stolpedesign. Med hjälp av APG-teknik är vakuumbrytaren och de övre och nedre utgående terminalerna helt inbäddade i högpresterande epoxiharts. Detta löser inte bara helt problemet med damm- och fukterosion av isoleringen, utan förbättrar också strömbrytarens motstånd mot mekaniska stötar. Vare sig det är i extrem kyla på höga höjder eller i dammiga miljöer i industrianläggningar, kan Shaanxi Huadian strömbrytare fungera stabilt. Vänligen kontakta oss:pannie@hdswitchgear.com.
