با توسعه مداوم سیستم های قدرت، استفاده از کلیدهای خلاء نیز رو به افزایش است که از مزایای آنها جدا نیست.با این حال، همیشه برخی از معایب وجود دارد. برای مثال مشکل اضافه ولتاژ کلیدهای خلاء تا حدودی سرعت توسعه آنها را تحت تاثیر قرار داده است. بنابراین، ما باید راه هایی برای کاهش یا جلوگیری از اضافه ولتاژ در قطع کننده های مدار خلاء پیدا کنیم. زیر، مدار شکن خلاء هوادیان|سازنده مدار شکن خلاء VS1 انواع ولتاژهای اضافی و اقدامات حفاظتی مربوط به قطع کننده های مدار خلاء را توضیح خواهد داد.
I. انواع اضافه ولتاژ اصلی مدارشکن های خلاء
اضافه ولتاژهای عملیاتی کلیدهای خلاء عمدتاً در طول فرآیند باز کردن (شکستن) رخ می دهد و سه نوع زیر رایج است:
1. جریان{1}}کاهش ولتاژ اضافه
مکانیسم: قطع کننده های مدار خلاء دارای قابلیت خاموش کردن قوس{0} بسیار قوی هستند. هنگام قطع یک جریان متناوب AC کوچک (مانند جریان شروع یک ترانسفورماتور یا موتور بدون بار)، جریان ممکن است به اجبار قطع شود (یعنی قطع-جریان) قبل از نقطه عبور طبیعی-صفر آن. در این زمان، انرژی مغناطیسی ذخیره شده در بار القایی (مانند سیم پیچ های موتور) به انرژی میدان الکتریکی تبدیل می شود و ظرفیت معادل بار را شارژ می کند و در نتیجه اضافه ولتاژهای بسیار بالایی ایجاد می کند.
ویژگی ها: دامنه اضافه ولتاژ به بزرگی مقدار برش جریان- و اندوکتانس بار مربوط می شود. هر چه مقدار برش{2}}جریان بزرگتر باشد، اضافه ولتاژ بیشتر است. این رایج ترین نوع اضافه ولتاژ در قطع کننده های مدار خلاء است.
2. ولتاژ اضافه احتراق مجدد چندگانه (ولتاژ اضافه احتراق چندگانه با فرکانس بالا
مکانیسم: پس از قطع کردن یک کلید، فاصله بین کنتاکت ها بسیار کم است. اگر ولتاژ بازیابی (ولتاژ بازیابی فرکانس توان) بین کنتاکت ها بیشتر از قدرت عایق محیط تماس در هنگام وقفه باشد، شکاف دوباره خراب می شود (-احتراق مجدد). به دلیل بازیابی بسیار سریع محیط خلاء، این فرآیند ممکن است چندین بار در عرض میکروثانیه اتفاق بیفتد (-اشتعال مجدد با فرکانس بالا-). هر{6}}اشتعال مجدد با خاموش شدن یک جریان با فرکانس بالا و تزریق مجدد انرژی همراه است که به طور مداوم انرژی را از طریق یک اثر تجمعی به بار پمپ می کند و باعث می شود ولتاژ گام به گام افزایش یابد.
ویژگی ها: این نوع اضافه ولتاژ دارای شیب زیاد و دامنه بزرگی است که تهدیدی قابل توجه برای عایق{0}}بین پیچ و عایق طولی موتورها است. عمدتاً هنگام قطع شدن موتورهای ولتاژ بالا یا ترانسفورماتورهای بدون بار رخ می دهد.
3. اضافه ولتاژ قطع بار خازنی
مکانیسم: هنگام قطع شدن یک بانک خازن، اضافه ولتاژهای-دامنه و{1} فرکانس بالا به دلیل احتراق مجدد قوس- ایجاد میشود. اگر مدارشکن پس از قطع دوباره-شعله ور شود، معادل آن است که گروهی از خازنهای از قبل شارژ شده از طریق قوس به گروه دیگری از خازنها تخلیه میشوند و نوسانات فرکانس بالا ایجاد میکنند که منجر به افزایش شدید ولتاژ میشود.
ویژگی ها: این وضعیت می تواند اضافه ولتاژهای بسیار بالایی ایجاد کند (معمولاً 2-3 برابر یا حتی بیشتر از ولتاژ به زمین) که به طور جدی ایمنی خود خازن ها و کلیدهای مدار را تهدید می کند.
II. اقدامات حفاظت از اضافه ولتاژ برای بریکرهای مدار خلاء
برای انواع-اضافه ولتاژ ذکر شده در بالا، حفاظت معمولاً از طریق ترکیبی از "مسدود کردن" (کاهش-مقدار قطع جریان) و "تخلیه" (ارائه مسیر تخلیه یا جذب انرژی) حاصل می شود. اقدامات حفاظتی رایج شامل موارد زیر است:
1. نصب یک مقاومت{1}}جاذب خازن (دستگاه جذب RC)
اصل: متشکل از یک مقاومت (R) و یک خازن (C) است که به صورت سری و موازی در سمت بار متصل می شوند.
خازن (C): امپدانس موج بار را کاهش می دهد، افزایش ولتاژ را کاهش می دهد، و بنابراین مولفه فرکانس بالا- اضافه ولتاژ احتراق مجدد را کاهش می دهد.
مقاومت (R): انرژی را هدر می دهد، نوسان را سرکوب می کند و از تشدید بین خازن و اندوکتانس بار جلوگیری می کند.
سناریوهای قابل اجرا: عمدتاً برای محافظت از موتورها و ترانسفورماتورها استفاده میشود، بهویژه در سرکوب اضافه ولتاژهای احتراق مجدد و اضافه ولتاژهای قطع جریان-.
مزایا: اثر حفاظتی پایدار، محدود کردن دامنه و شیب اضافه ولتاژ.
معایب: اندازه بزرگتر، هزینه بیشتر و مصرف انرژی به دلیل گرمایش مقاومتی طولانی مدت.
2. نصب برقگیرهای اکسید روی (MOA)
اصل: استفاده از ویژگیهای غیرخطی ولت{0}}آمپر عالی وریستورهای اکسید روی. تحت ولتاژ عملیاتی معمولی، برقگیر در حالت مقاومت بالا (میکرو آمپر-جریان نشتی سطح) قرار دارد. هنگامی که اضافه ولتاژ رخ می دهد و از آستانه عملیاتی فراتر می رود، به سرعت هدایت می شود و انرژی اضافه ولتاژ را به زمین تخلیه می کند و در نتیجه ولتاژ را در محدوده ای که عایق تجهیزات می تواند تحمل کند، می گیرد.
تمایز نوع:
برقگیرهای معمولی نوع توزیع: عمدتاً برای محدود کردن اضافه ولتاژ صاعقه استفاده می شود.
برقگیرهای نوع ماشین دوار اختصاصی: به طور خاص برای محافظت از موتورها طراحی شده اند و دارای ولتاژ باقیمانده کمتر و تطابق بهتر با سطح عایق موتور هستند.
سناریوهای قابل اجرا: اساساً برای محدود کردن ولتاژهای کاهش{0} فعلی استفاده میشود. لازم به ذکر است که برقگیرهای معمولی سرعت پاسخ آهسته به اضافه ولتاژهای احتراق مجدد در لبه های شیب دار موج دارند و اثر حفاظتی ممکن است محدود باشد. آنها معمولاً باید همراه با RC (مقاومت کننده جریان مقاوم) استفاده شوند.
3. یک فیلتر سلف-خازن (L-C) نصب کنید
اصل: یک سلف (L) به صورت سری با یک خازن (C) به صورت موازی در سمت بار متصل می شود. سلف جریان فرکانس بالا را مسدود میکند و خازن سرعت تغییر ولتاژ (du/dt) را کاهش میدهد. این ترکیب به طور موثر اجزای{3}} نوسان فرکانس بالا را فیلتر میکند و اساساً روند افزایش ولتاژ را کند میکند.
سناریوهای قابل اجرا: مکان هایی با الزامات حفاظتی در برابر ولتاژ بسیار بالا (مانند موتورهای ویژه، تجهیزات حیاتی).
4. یک قطع کننده مدار خلاء با مقدار قطع جریان کم- انتخاب کنید
اصل: پرداختن به اضافه ولتاژ در منبع آن. مقدار برش جریان-شکن مدار خلاء ارتباط نزدیکی با مواد تماس دارد. استفاده از مواد تماس کم-جریان-برش-مقدار پایین (مثلاً مواد CuCr (مس-کروم) با پردازش ویژه) میتواند مقدار برش فعلی- را به سطح بسیار پایینی (مثلاً 0.5A - 2A) کاهش دهد و در نتیجه دامنه بیش از منبع آن را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
ارزیابی: این ایدهآلترین اقدام حفاظتی است، اما به دلیل محدودیتهای پردازش مواد و هزینه، گاهی اوقات نیاز است که همراه با سایر وسایل حفاظتی مورد استفاده قرار گیرد.
5. یک مقاومت یا خازن موازی نصب کنید
اصل: یک مقاومت یا خازن را به صورت موازی از طریق کنتاکت های مدار شکن وصل کنید.
مقاومت موازی: میزان افزایش ولتاژ بازیابی را در هنگام احتراق کاهش می دهد و احتمال احتراق را کاهش می دهد.
خازن موازی: شیب ولتاژ بازیابی بین کنتاکت ها را کاهش می دهد.
ارزیابی: این روش معمولاً در طراحی داخلی قطع کننده مدار ادغام می شود. نصب میدانی نادر است.
خلاصه و توصیه های انتخاب
در کاربردهای مهندسی عملی، یک معیار واحد اغلب به صورت مجزا مورد استفاده قرار نمی گیرد. در عوض، ترکیبی از اقدامات حفاظتی بر اساس ارزش و اهمیت شی محافظت شده به کار گرفته می شود:
برای ترانسفورماتورها/خطوط معمولی: معمولاً قطع کنندههای مدار خلاء با مقدار کم-جریان-برش- انتخاب میشوند که برای محافظت پشتیبان، برقگیرهای اکسید روی عمومی{3} در سمت شین نصب میشوند.
برای موتورهای ولتاژ بالا: موتورها سطح عایق کمتری دارند و به نوسانات تند حساس هستند. یک طرح حفاظتی ترکیبی با استفاده از جاذب های RC (برای سرکوب اضافه ولتاژهای احتراق و کاهش شیب) و برقگیرهای اختصاصی برای ماشین های الکتریکی دوار (برای محدود کردن ولتاژهای{2} نوع انرژی) توصیه می شود.
برای بانک های خازنی: توصیه می شود برقگیرهای بدون شکاف اکسید روی (مخصوص حفاظت از خازن) را در سمت قطع کننده مدار، ترجیحا نزدیک به خازن ها نصب کنید. گاهی اوقات، راکتورهای سری نیز برای سرکوب جریان های هجومی و اضافه ولتاژ مورد نیاز هستند.
Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd. که در سال 2007 تأسیس شد، به مدت 15 سال عمیقاً در زمینه تجهیزات کنترل سوئیچ توزیع برق درگیر بوده است. ما نه تنها در تحقیق و توسعه جریان اصلی قطع کننده مدار خلاء آهنربای دائم داخلی VS1/VEGM شرکت کردیم، بلکه نزدیک به 7%-8% از درآمد سالانه خود را در تحقیق و توسعه سرمایه گذاری کردیم، صرفاً برای غلبه بر مشکلات صنعت و محافظت از عملکرد ایمن سیستم های قدرت. سری اصلی VEGM ما از یک{10}}طراحی محکم و مهر و موم شده استفاده میکند. با استفاده از فناوری APG، قطع کننده خلاء و پایانه های خروجی بالا و پایین به طور کامل در رزین اپوکسی با کارایی بالا تعبیه شده اند. این نه تنها مشکل فرسایش گرد و غبار و رطوبت عایق را به طور کامل حل می کند، بلکه مقاومت مدارشکن را در برابر شوک مکانیکی افزایش می دهد. چه در سرمای شدید ارتفاعات و چه در محیط پر گرد و غبار کارخانه های صنعتی، کلیدهای مدار Shaanxi Huadian می توانند به طور پایدار کار کنند. لطفا با ما تماس بگیرید:pannie@hdswitchgear.com.
