Orta Gerilim İç Mekan Vakumlu Devre Kesici Üreticileri

Endüstri bilgisi

Vakum Kesicinin Bozulması: Değiştirilmeden Kalan Hizmet Ömrünün Değerlendirilmesi

Vakum kesici herhangi bir cihazın temel fonksiyonel elemanıdır. Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesici ve bütünlüğü, kesicinin sürekli operasyonel güvenliğinin en önemli belirleyicisidir. Müdahale ortamının örneklenip kimyasal olarak test edilebildiği yağ veya SF₆ kırıcıların aksine, vakumun bütünlüğü geleneksel kimyasal analizle değerlendirilemez; vakumun kendisinin doğrulanması gerekir. Standart alan yöntemi, kesicinin açık kontakları boyunca belirli bir AC veya DC voltajının uygulandığı yüksek potansiyel (hi-pot) dayanım testidir. Yaklaşık 10⁻² Pa'nın altına düşen bir vakum, nominal dayanma seviyesinin çok altındaki voltajlarda kısmi boşalma veya tam arıza sergileyecektir; bu, kesicinin hizmete dönmesinden önce değiştirilmesinin gerekli olduğunu gösterir.

Temas erozyonu yaşamı sınırlayan ikinci mekanizmadır. Her kesinti olayı, temas yüzeylerinden az miktarda temas malzemesini (tipik olarak bir bakır-krom alaşımı) buharlaştırır. Kümülatif erozyon derinliği, kontak stroku hareketinin orijinal spesifikasyona göre kontrol edilmesiyle ölçülebilir. Çoğu üretici, çalıştırma mekanizmasının üzerine bir aşınma göstergesi koyar; gösterge değiştirme eşiğine ulaştığında, vakum bütünlüğünden bağımsız olarak kesicinin değiştirilmesi gerekir. Zhejiang Mingtuo Electrical Technology Co., Ltd.'de Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesicilerimiz, açıkça erişilebilen aşınma göstergeleri ve standartlaştırılmış yüksek potansiyel test noktaları ile tasarlanmış olup, yüksek voltaj test setinin ötesinde özel ekipmana ihtiyaç duymayan bakım ekipleri için rutin servis değerlendirmesini basit hale getirir.

Daha az tartışılan bir bozunma yolu, eskimiş vakum kesicilerden gelen X-ışını emisyonudur. Yaklaşık 20 kV'un üzerindeki voltajlarda, vakum içindeki temas yüzeylerinin elektron bombardımanı, seramik kaplamaya nüfuz eden yumuşak X-ışınları üretebilir. İlgili radyasyon seviyeleri genellikle düşük olsa da, IEC 62271-100 bu olguyu kabul etmektedir ve 24 kV ve üzeri İç Mekan Vakumlu Devre Kesiciler üzerinde hi-pot testleri yürüten bakım personelinin, gerilim uygulaması sırasında kesiciden mesafeyi koruması gerekir. Üreticilerin yüksek gerilim sınıflarına yönelik test prosedürleri bu nedenle minimum güvenli mesafeleri belirtir.

Çalışma Mekanizması Tipleri ve Anahtarlama Güvenilirliğine Etkileri Kapalı Alan Vakumlu Devre Kesiciler

İç Mekan Vakumlu Devre Kesicinin çalışma mekanizması, kontakların hassas hızlarda açılıp kapanmasını sağlamaktan sorumludur; bu, göründüğünden daha zorlu bir gerekliliktir. Kontak kapanma hızının çok düşük olması, kontağın sıçramasına neden olur, bu da arkı yeniden ateşleyebilir ve bir arıza kesintisi sırasında birden fazla yeniden vuruşa neden olabilir. Çok yüksek kapanma hızı, aşırı darbe kuvveti oluşturarak kontak aşınmasını hızlandırır ve potansiyel olarak seramik kesici kılıfına zarar verir. Benzer şekilde açılma hızı, ark sönmesi sırasında kontak aralığının büyüme hızını etkiler: çok yavaştır ve aralığın dielektrik geri kazanımı, geri kazanım voltajı tarafından geride bırakılır; çok hızlıdır ve şalt yapısına iletilen mekanik şok artar.

Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesiciler için her biri farklı bakım ve güvenilirlik özelliklerine sahip üç mekanizma türü yaygın olarak kullanılmaktadır:

Kalıcı mıknatıslı aktüatör, son yıllarda, kapasitör grubu anahtarlama veya ark ocağı besleme devreleri gibi yüksek çalışma frekansı gerektiren uygulamalarda İç Mekan Vakumlu Devre Kesiciler için önemli bir pazar payı kazanmıştır çünkü mekanik aşınma bileşenlerini neredeyse tamamen ortadan kaldırması, doğrudan daha uzun bakım aralıkları ve daha yüksek uzun vadeli güvenilirliğe dönüşmektedir. Buradaki ödün, kapasitör bankasının sağlığının başlı başına kritik bir bakım öğesi haline gelmesi ve güvenilir çalışma için yeterli depolanmış enerjinin doğrulanması amacıyla periyodik kapasitans ve ESR ölçümü gerektirmesidir.

Geçici Kurtarma Gerilimi ve Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesiciler için Kesinti Zorluğunu Neden Belirler?

Geçici Kurtarma Gerilimi (TRV), ark söndüğünde ancak kontak aralığının hala dielektrik gücünü yeniden oluşturduğu kısa pencere sırasında, akım sıfırından hemen sonra Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesicinin açılış kontakları boyunca görünen voltajdır. TRV, boşluğun dielektrik geri kazanım oranından daha hızlı yükselirse yeniden ateşleme meydana gelir ve ark yeniden başlar. Bu nedenle, TRV'nin tepe büyüklüğü ve yükseliş hızı (RRRV, kV/μs cinsinden ölçülür), yalnızca arıza akımının büyüklüğü değil, belirli bir arıza koşulunun kesintiye uğramasının ne kadar zor olduğunu tanımlayan temel parametrelerdir.

Çeşitli ağ koşulları, vakum kesiciler için özellikle şiddetli olan TRV karakteristikleri üretir. Kısa hat arızaları (bir havai hat üzerindeki şalt cihazından birkaç yüz metre uzakta meydana gelen arızalar), hattın ilerleyen dalga davranışı nedeniyle çok dik bir başlangıç ​​TRV artışı oluşturur ve bu, aynı akım seviyesinde terminal arızaları için derecelendirilmiş bir kesicinin dayanma kapasitesini aşabilir. IEC 62271-100, TRV dalga biçiminin arıza akımı düzeyine göre değişmesi nedeniyle, nominal kısa devre akımının farklı yüzdelerine karşılık gelen belirli TRV test görevlerini (T10, T30, T60, T100) tanımlar. Mantığa aykırı olarak, nominal kısa devre akımının (T10/T30 görevleri) %10-30'unda kesinti yapmak genellikle tam nominal akımı kesmekten daha zordur çünkü daha düşük akımlar, besleme voltajındaki değişim oranının ve dolayısıyla başlangıçtaki TRV eğiminin en dik olduğu bir noktada döngüde daha erken sönen daha küçük bir arkla sonuçlanır.

Vakum kesiciler, düşük akım seviyelerindeki kararsızlık nedeniyle arkın doğal akım sıfırdan önce söndüğü, akım kesme adı verilen ilgili bir olguya karşı özellikle hassastır. Bir endüktif devredeki ani akım kesintisi, büyüklüğü, devre endüktansı-kapasitans oranının karekökü ile çarpılan kesme akımı seviyesiyle orantılı olan bir voltaj yükselmesi üretir. Transformatör ve motor anahtarlama uygulamaları için, devrede yeterli aşırı gerilim korumasının bulunmaması durumunda akım kesme aşırı gerilimleri sistem geriliminin 3-5 katına ulaşabilir. Modern bakır-krom kontak malzemeleri, kesme akımı seviyelerini daha önceki tungsten kontakların tipik 10–15 A'sından 2–5 A'ya düşürerek kesme aşırı gerilimlerini önemli ölçüde sınırlandırmıştır, ancak sorun, yüksek endüktans-kapasitans oranlarına sahip devreler için geçerli olmaya devam etmektedir.

Şalt Veriyolu Düzenlemeleri ve İç Mekan Vakumlu Devre Kesiciyi Nasıl Şekillendirdikleri

Bir orta gerilim şalt tesisi kurulumunun veriyolu düzenlemesi, temel olarak, içindeki İç Mekan Vakumlu Devre Kesicilerin hangi operasyonel rolleri yerine getirmesi gerektiğini ve dolayısıyla spesifikasyonda hangi performans özelliklerine öncelik verilmesi gerektiğini belirler. Endüstriyel dağıtım trafo merkezlerinde en yaygın konfigürasyon olan basit tek bara düzenlemesi, her devre kesiciyi ya bir giriş (trafoyu otobüse bağlayan) ya da bir besleyici (veriyi yük devrelerine bağlayan) rolüne yerleştirir. Bu düzenlemede, kesiciden kesiciye ayrım, merkezi koruma koordinasyonu sorunudur ve temel spesifikasyon parametreleri, kısa devre kesme akımı ve gelen ve fider koruma röleleri arasındaki seçicilik ilişkisi olarak derecelendirilir.

Yüksek besleme sürekliliği gerektiren kamu hizmetlerinde ve büyük endüstriyel trafo merkezlerinde yaygın olan çift bara düzenlemeleri, anahtarlama görevleri besleyici kesicilerden temel olarak farklı olan bara kuplaj kesicileri ve bara bölümü kesicilerini sunar. Canlı ve potansiyel olarak arızalı bir veriyoluna kapatmak için bir veri yolu bağlayıcı kesiciye ihtiyaç duyulabilir; bu, kesicinin tepe oluşturma akımına dayanmasını gerektiren zorlu bir kapatma görevidir. Nominal kısa devre yapma kapasitesi (Icm), buradaki ilgili parametredir ve temas anında asimetrik arıza akımına eşit bir tepe değeri olarak ifade edilir; tipik olarak 50 Hz'de nominal simetrik kesme akımının 2,5 katıdır. Bu ayrım önemlidir çünkü kesme görevi için doğru boyutlandırılmış bir kesici, eğer iki değer spesifikasyon sırasında açıkça çapraz kontrol edilmezse, yapma görevi gerekliliğini karşılayamayabilir.

H-düzenlemesi ve halka-ana konfigürasyonları ek karmaşıklığa neden olur: kesiciler, yük altında kısmi halka kapatma ve açık halka yeniden yapılandırması da dahil olmak üzere herhangi bir ağ durumunda güvenli bir şekilde çalışabilmelidir. IEC 62271-100 nominal normal akım ve nominal kısa süreli dayanım akımı (Icw), bu konfigürasyonlarda kritik hale gelir; çünkü bara bağlantı kesicileri uzun süreler boyunca sürekli olarak tam yük akımını taşıyabilir ve aynı zamanda diğer koruma bölgeleri tarafından aşağı yönde arıza giderme sırasında açma olmadan arıza akımlarına dayanması da gerekir. Zhejiang Mingtuo'da İç Mekan Vakumlu Devre Kesicilerimizi, tip testi belgeleriyle tamamen doğrulanmış nominal kısa süreli dayanım akımıyla tasarlıyoruz ve bu parametrenin sistem güvenilirliğini doğrudan etkilediği karmaşık veri yolu konfigürasyonlarında güvenli kullanıma olanak sağlıyoruz.

İç Mekan Vakumlu Devre Kesiciler için Yalıtım Koordinasyonu: Hava, Katı ve Gaz Yalıtımı Arasında Seçim Yapma

İç Mekan Vakumlu Devre Kesiciler için vakum kesici ark sönmesini yönetir, ancak kesicinin dışındaki canlı parçaların fazdan faza ve fazdan toprağa yalıtımı, şalt cihazının fiziksel boyutunu, çevresel toleransı ve uzun vadeli bakım gereksinimlerini önemli ölçüde etkileyen ayrı bir tasarım alanıdır. Orta gerilim iç mekan pazarında üç yalıtım teknolojisi rekabet ediyor ve aralarındaki seçimin ilk satın alma maliyetinin ötesinde pratik sonuçları var.

Hava Yalıtımı (AIS)

Hava yalıtımlı şalt sistemi, birincil yalıtım ortamı olarak katı yalıtım yüzeyleri boyunca kaçak mesafesini ve açık havadaki açıklığı kullanır. Bu yaklaşım iyi anlaşılmıştır, yalıtım ortamının özel bir şekilde işlenmesini gerektirmez ve canlı parçaların görsel olarak incelenmesine olanak tanır. Dezavantajı ise boyutudur: 12 kV'ta yeterli açıklığın sağlanması, kabaca 125 mm'lik faz-toprak açıklığı gerektirir ve 24 kV'de bu, 270 mm'ye yükselir ve hava yalıtımlı panellerin fiziksel olarak büyük olmasını sağlar. Yalıtkan yüzeylerindeki kirlenme (toz, yoğuşma, tuz birikintileri) etkin kaçak mesafesini azaltır ve kirli ortamlarda elektrik atlamasına neden olabilir. Hava yalıtımlı iç mekan şalt sistemi bu nedenle genellikle temiz, iklim kontrollü iç mekan trafo merkezi ortamlarıyla sınırlıdır.

Katı Yalıtım (SIS / C-GIS çeşitleri)

Katı yalıtımlı şalt sistemi, canlı iletkenleri, baraları ve sıklıkla vakum kesici kontaklarını epoksi reçine veya dökme reçine içinde kapsüller. Sonuç, eşdeğer hava yalıtımlı tasarıma göre çok daha küçük ayak izine sahip, yoğuşmaya, kirliliğe ve küçük hayvan girişine karşı oldukça dirençli bir paneldir. Nemli tropikal iklimlerde, tünellerde, açık deniz platformlarında ve alan ve çevre koşullarının hava yalıtımını kullanışsız hale getirdiği kentsel yeraltı trafo merkezlerinde katı yalıtım giderek daha fazla tercih edilmektedir. Sınırlama, onarılabilirliktir: katı yalıtımlı bir düzenek içindeki bir flashover, tipik olarak reçineye onarılamaz bir şekilde zarar verir ve hava yalıtımlı bir bara ile mümkün olabileceği gibi temizleme ve yeniden kaplama yerine tüm modülün değiştirilmesini gerektirir. Epoksi reçinenin termal döngü ve kısmi deşarj stresi altında yaşlanması da, servis sırasında kısmi deşarjın izlenmesini gerektiren uzun vadeli bir sorundur.

SF₆ Gaz Yalıtımı (GIS)

SF₆ yalıtımlı şalt sistemi, SF₆'nin atmosferik basınçtaki havanın yaklaşık 2,5 katı dielektrik dayanımı nedeniyle orta gerilimde herhangi bir yalıtım teknolojisinin en küçük fiziksel ayak izini elde eder. Bununla birlikte, SF₆, 100 yılda CO₂'den 23.500 kat daha fazla küresel ısınma potansiyeline sahip güçlü bir sera gazıdır ve yeni şalt teçhizatı kurulumlarında kullanımı, Avrupa'da ve diğer yargı bölgelerinde giderek artan düzenleyici baskılarla karşı karşıyadır. Temiz hava, kuru hava ve floronitril bazlı karışımlar (çeşitli üreticilerin g³ ve Temiz Hava teknolojileri gibi) dahil olmak üzere alternatif gazlar artık iç mekan orta gerilim şalt donanımı için SF₆ içermeyen alternatifler olarak mevcuttur, ancak bu alternatifler tasarım ayarlamaları gerektiren farklı dielektrik ve termal özelliklere sahiptir. Bugün 30-40 yıllık hizmet ömrü için belirlenen Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesiciler için SF₆ düzenlemesinin gidişatı, yalıtım teknolojisi seçiminde meşru bir faktördür.

Bina İçi Vakumlu Kesici Panellerinde Koruma Rölesi Entegrasyonu ve Sekonder Kablolama Kalitesi

Orta gerilim şalt panosunun operasyonel zekası, koruma rölesinde ve ikincil kablolamada bulunur; bu alan, vakum kesicinin fiziğinden tamamen ayrıdır ancak sistem güvenilirliği açısından aynı derecede kritiktir. Bir İç Mekan Vakumlu Devre Kesici mükemmel işlevsel bir kesiciye ve çalışma mekanizmasına sahip olabilir ve koruma rölesi doğru şekilde bir açma sinyali vermezse veya CT ikincil terminalleri ile röle girişi arasındaki ikincil kablolar açık devre ise veya yüksek dirençli bağlantılara sahipse yine de hatayı temizlemede başarısız olabilir. Bu karşılıklı bağımlılık, ikincil devrenin devreye alınması ve bakımının, birincil anahtarlama ekipmanının test edilmesiyle aynı titizliği hak ettiği anlamına gelir.

Akım trafosunun (CT) sekonder devreleri, iç mekan şalt sisteminde çalışan tüm bakım personeli tarafından anlaşılması gereken özel bir tehlike sunar. Primer iletken akım taşırken CT sekonder devresi asla açık devre yapılmamalıdır. CT sekonder sargısı, birincil akım tarafından oluşturulan amper-dönüş dengesini korumaya çalışır; İkincil bir yük olmadan, tam manyetomotor kuvvet, açık terminaller boyunca ölümcül elektrik çarpmasına neden olmaya ve CT yalıtımını kalıcı olarak yok etmeye yetecek kadar, birkaç kilovolta ulaşabilen voltaj yükselmeleri oluşturarak akıyı derin doygunluğa yönlendirir. Servisteki CT'lerin yakınında herhangi bir ikincil kablolama çalışması yapılmadan önce, CT sekonderinin yalnızca röle giriş terminallerinde değil, özel bir kısa devre bağlantısı kullanılarak CT terminal bloğunda kısa devre yapılması gerekir.

Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesicilerle birlikte kullanılan modern sayısal koruma röleleri, pratikte sıklıkla yeterince kullanılmayan kapsamlı kendi kendini izleme ve olay kaydetme yeteneklerini içerir. Her röle açması, alarmı ve ikili giriş durumu değişikliği, zaman damgasına tabi tutulur ve rölenin olay günlüğünde milisaniyelik çözünürlükte saklanır. Bir arıza olayından sonra bu veriler, koruma işlemi sırasının kesin bir şekilde yeniden yapılandırılmasını sağlar - hangi elemanın ilk önce alındığı, otomatik tekrar kapamanın çalıştırılıp çalıştırılmadığı, kesicinin yardımcı kontak geri bildiriminin beklenen süre içinde başarılı açılmayı onaylayıp onaylamadığı. Röle olay günlüklerinin yalnızca olaylardan sonra değil, planlı bakımın bir parçası olarak sistematik olarak incelenmesi, kötüleşen CT devrelerinin, çalışma mekanizmasındaki bobin direnci değişikliklerinin veya röle ayar sapmalarının, bir koruma arızasına neden olmadan önce erken tanımlanmasına olanak tanır.

Kapasitör Grubu ve Motor Anahtarlama: Standart Sınıf İç Mekan Vakumlu Devre Kesicilerin Üstesinden Gelemeyeceği Özel Görevler

Orta gerilim ağındaki tüm anahtarlama görevleri eşdeğer değildir ve iki yük türü (kapasitör bankları ve büyük motorlar), İç Mekan Vakumlu Devre Kesiciler üzerinde arıza kesintisinden farklı ve bazı durumlarda bundan daha zorlu anahtarlama stresleri oluşturur. IEC 62271-100, belirli nominal görevleri tanımlayarak bu konuyu ele alır: kapasitör anahtarlama için C1 ve C2 ve motor anahtarlama için E1 ve E2; C2 ve E2, standart kısa devre testlerinin ötesinde tip testi doğrulaması gerektiren daha zahmetli koşulları temsil eder.

Kapasitör kümesinin değiştirilmesi, kapanma sırasında yüksek frekanslı ani akımlar üretir; bu akımların tepe büyüklüğü ve frekansı, kapasitör kümesi boyutuna ve kaynak ile kapasitör arasındaki endüktansa bağlıdır. Arka arkaya kapasitör sırası değişimi - diğerlerine zaten enerji verilirken bir bankanın kapatılması - en ciddi durumdur, çünkü zaten şarj edilmiş kapasitörler çok düşük empedans yoluyla gelen depoya boşalır ve 300 Hz ila birkaç kilohertz frekanslarında nominal akımın 20-100 katına ulaşabilen ani akımlar üretir. Standart kesiciler bu görev için test edilmemiştir; doğrulanmış ani akım ve frekans kapasitesine sahip C2 sınıfı bir İç Mekan Vakumlu Devre Kesici gereklidir. Muhtemel ani akımın C2 dereceli kapasiteyi bile aştığı kurulumlarda ani akımı sınırlamak için bazen devreye kapatma dirençleri veya ön yerleştirme indüktörleri eklenir.

Motor anahtarlaması farklı bir stres modeli oluşturur. Açılma sırasında motorun dönen manyetik alanı, makine yavaşladıkça azalan bir frekanstaki voltajı korur. Hızlı otomatik tekrar kapama veya transfer anahtarlama düzenlerinde olduğu gibi, yeniden kapama sırasında kaynak tarafı voltajı ve motorun arka EMF'si faz dışıysa, açma kontakları arasındaki anlık voltaj, nominal voltajın iki katını aşabilir. Çoklu yeniden çarpma senaryolarında faz dışı anahtarlama veya voltaj yükselmesi olarak adlandırılan bu durum, kesicinin sık motor anahtarlaması için geçerli olan E2 görevi için derecelendirilmemesi durumunda vakum kesici zarfına zarar verebilir. Zhejiang Mingtuo, kapasitör grubu veya motor besleyici görevleri için Orta Gerilim Vakumlu Devre Kesicileri belirleyen müşterilere uygulamaya özel rehberlik sunarak seçilen cihazın yalnızca genel arıza kesinti derecelendirmelerine güvenmek yerine gerçek anahtarlama koşulları için uygun IEC görev derecelendirmesini taşımasını sağlar.