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Grundkenntnisse Hochspannungs-Vakuum-Leistungsschalter

2023-02-22

Der Einfluss verschiedener mechanischer Eigenschaften auf die Produktleistung Die Qualität der mechanischen Eigenschaften des Produkts steht in einer wichtigen Beziehung zu den verschiedenen elektrischen Eigenschaften des Produkts und beeinflusst die Zuverlässigkeit des Produktbetriebs. Um die Leistung zu messenVakuum-Leistungsschalter, ist die Leistung der Vakuumisolationskammer selbst wichtig, aber auch die mechanischen Eigenschaften spielen eine entscheidende Rolle. Die Beziehung zwischen jedem mechanischen Eigenschaftsparameter und der Produktleistung wird wie folgt beschrieben:
1. Öffnungsweg Der Öffnungsweg der Kontakte hängt hauptsächlich von der Nennspannung und den Spannungsfestigkeitsanforderungen des Vakuum-Leistungsschalters ab. Im Allgemeinen wird bei niedriger Nennspannung der Öffnungsweg der Kontakte kleiner gewählt. Wenn der Öffnungsabstand jedoch zu klein ist, werden das Ausschaltvermögen und die Spannungsfestigkeit beeinträchtigt. Ein zu großer Öffnungsweg erhöht zwar die Spannungsfestigkeit, verringert aber die Lebensdauer des Faltenbalgs der Vakuumschaltröhre. Bei der Konstruktion sollte der Öffnungsabstand so klein wie möglich gewählt werden, unter der Bedingung, dass die Spannungsfestigkeitsanforderungen des Betriebs erfüllt werden. Der Öffnungsweg eines 10-kV-Vakuum-Leistungsschalters liegt normalerweise zwischen 8 und 12 mm und der eines 35-kV-Vakuum-Leistungsschalters zwischen 30 und 40 mm.
2. Wenn keine äußere Kraft auf den Kontaktdruck einwirkt, erzeugt der bewegliche Kontakt unter Einwirkung des atmosphärischen Drucks eine Schließkraft auf den inneren Hohlraum, um ihn mit dem statischen Kontakt zu schließen, der als Selbstschließkraft bezeichnet wird, und dessen Größe hängt vom Anschluss des Faltenbalgdurchmessers ab. Wenn sich die Lichtbogenlöschkammer im Betriebszustand befindet, ist die Kraft zu gering, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen den beweglichen und statischen Kontakten sicherzustellen, und es muss ein externer Druck aufgebracht werden. Die Summe aus aufgebrachtem Druck und Selbstschließkraft wird als Anpressdruck des Kontaktes bezeichnet. Dieser Anpressdruck hat folgende Auswirkungen:
(1) Stellen Sie einen guten Kontakt zwischen den dynamischen und statischen Kontakten sicher und machen Sie den Kontaktwiderstand kleiner als den angegebenen Wert.
(2) Erfüllen Sie die Anforderungen an die dynamische Stabilität im Nennkurzschlusszustand. Der Kontaktdruck sollte größer sein als die Abstoßungskraft zwischen den Kontakten im Nennkurzschlusszustand, um in diesem Zustand ein vollständiges Schließen und keine Beschädigung zu gewährleisten.
(3) Unterdrückung des Schliessprellens. Der Kontakt kann gepuffert werden, wenn er kollidiert, und die kinetische Energie der Kollision wird in die potentielle Energie der Feder umgewandelt, und das Prellen des Kontakts wird gehemmt.
(4) Bereitstellen einer Beschleunigungskraft zum Öffnen. Wenn der Kontaktdruck hoch ist, erhält der bewegliche Kontakt eine größere Öffnungskraft, die leicht zu brechen ist und die Lötstellen zum Schmelzen bringt, die Anfangsbeschleunigung des Öffnens erhöht, die Lichtbogenzeit verkürzt und die Schaltleistung verbessert. Der Kontaktdruck des Kontakts ist ein sehr wichtiger Parameter und sollte besser nach vielen Überprüfungen und Tests im ursprünglichen Design des Produkts ausgewählt werden. Wenn der Kontaktdruck zu gering ist, kann er die Anforderungen der obigen Aspekte nicht erfüllen; bei zu hohem Anpressdruck muss einerseits die Schließarbeit erhöht werden, andererseits müssen auch die mechanischen Festigkeitsanforderungen an die Lichtbogenlöschkammer und die gesamte Maschine verbessert werden. Es ist nicht wirtschaftlich.
3. Kontakthub (oder Kompressionshub)
Derzeit verwendet der Vakuum-Leistungsschalter ausnahmslos die Stoßkontaktmethode. Nachdem der bewegliche Kontakt auf den stationären Kontakt trifft, kann er nicht weiter vorrücken, und der Kontaktkontaktdruck wird von jeder Polkontakt-Druckfeder (manchmal als Schließfeder bezeichnet) bereitgestellt. Der sogenannte Kontakthub ist die Distanz zwischen dem Kontaktende des Schaltkontaktes und dem Kraftende der Kontaktdruckfeder, die sich bis zum Ende des Kontaktes weiterbewegt, also der Kompressionsweg der Kontaktfeder, so ist es auch Kompressionshub genannt.
Der Kontakthub hat zwei Funktionen, eine besteht darin, die Kontaktfeder zu drücken, um Kontaktdruck auf den Gegenkontakt auszuüben; zum anderen soll sichergestellt werden, dass nach dem Laufen und Schleifen noch ein gewisser Anpressdruck erhalten bleibt, um zuverlässig kontaktiert werden zu können. Im Allgemeinen kann der Kontakthub etwa 20 % bis 30 % des Öffnungsabstands betragen, und der 10-kV-Vakuum-Leistungsschalter beträgt etwa 3 bis 4 mm.
In der tatsächlichen Struktur derVakuum-Leistungsschalterist die Kontaktschließfeder so ausgelegt, dass sie auch in der Öffnungsstellung eine erhebliche Vorspannung und Vorspannung aufweist. Dies soll dem beweglichen Kontakt eine beträchtliche Festigkeit verleihen, um der elektrischen Kraft zu widerstehen und nicht zurückzuschrumpfen, wenn der bewegliche Kontakt den statischen Kontakt während des Schließvorgangs nicht berührt hat. Wenn der Kontakt den Moment berührt, steigt der Kontaktdruck plötzlich auf den Vordruckwert, um das Schließen zu verhindern, was ausreicht, um der elektrischen Abstoßung zu widerstehen und den Kontakt zu Beginn in einen guten Zustand zu versetzen. Mit fortschreitendem Kontakthub steigt der Kontaktdruck zwischen den Kontakten allmählich an, und wenn der Kontakthub endet, erreicht der Kontaktdruck den Auslegungswert. Der Kontakthub umfasst nicht den Vorkompressionsbereich der Schließfeder, der eigentlich der zweite Kompressionshub der Schließfeder ist.
4. Durchschnittliche Schließgeschwindigkeit Die durchschnittliche Schließgeschwindigkeit beeinflusst hauptsächlich den elektrischen Kontaktabbrand. Wenn die Schaltgeschwindigkeit zu niedrig ist, wird die Vordurchbruchzeit lang, der Lichtbogen wird lange bestehen, die Kontaktoberfläche wird stark abgenutzt und sogar die Kontakte werden verschweißt und kleben, was die elektrische Lebensdauer verringert der Lichtbogenlöschkammer. Wenn die Geschwindigkeit jedoch zu hoch ist, tritt leicht ein Schließruck auf, und die Ausgangsleistung des Betätigungsmechanismus nimmt ebenfalls zu, was große mechanische Auswirkungen auf die Lichtbogenlöschkammer und die gesamte Maschine hat und die Zuverlässigkeit und Mechanik beeinträchtigt Lebensdauer des Produkts. Die durchschnittliche Schließgeschwindigkeit beträgt normalerweise etwa 0,6 m/s.
5. Durchschnittliche Öffnungsgeschwindigkeit Die Öffnungsgeschwindigkeit des Leistungsschalters ist im Allgemeinen so schnell wie möglich, sodass die erste Öffnungsphase den Fehlerstrom 2~3 ms unterbrechen kann, bevor der Strom 0 erreicht; andernfalls kann die erste Öffnungsphase nicht geöffnet werden, und beim Fortfahren mit der nächsten Phase wird die ursprüngliche erste Öffnungsphase zur letzten Öffnungsphase, die Lichtbogenzeit wird verlängert, die Unterbrechungsschwierigkeit wird erhöht und sogar die Unterbrechung schlägt fehl. Wenn die Öffnungsgeschwindigkeit jedoch zu schnell ist, ist auch der Rückstoß der Öffnung groß. Wenn der Rückprall zu groß und die Vibration zu stark ist, kann es leicht zu einer Rückzündung kommen, daher sollte die Öffnungsgeschwindigkeit diesen Aspekt ebenfalls berücksichtigen. Die Öffnungsgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Energiespeicher der beweglichen Kontaktfeder und der Öffnungsfeder beim Schließen ab. Zur Erhöhung der Öffnungsgeschwindigkeit kann der Energiespeicher der Öffnungsfeder erhöht werden und auch die Kompression der Schließfeder erhöht werden. Dies erhöht zwangsläufig die Ausgangsleistung des Antriebs und die mechanische Festigkeit der gesamten Maschine, wodurch die technischen und wirtschaftlichen Indikatoren verringert werden. Nach jahrelangen Tests wird davon ausgegangen, dass die durchschnittliche Öffnungsgeschwindigkeit eines 10-kV-Vakuum-Leistungsschalters garantiert 0,95-1,2 m/s betragen kann.
6. Prellzeit beim Schließen Die Prellzeit beim Schließen ist die Zeit zwischen dem Geräusch des Leistungsschalters, dem ersten Berühren und dann Trennen des Kontakts, dem erneuten Berühren und Verlassen und dem Erreichen seines stabilen Kontakts.
Dieser Parameter ist in ausländischen Normen nicht eindeutig festgelegt. Ende 1989 schlug die Abteilung für elektrische Energie des Energieministeriums vor, dass die Schließprellzeit von Vakuum-Leistungsschaltern weniger als 2 ms betragen muss. Warum beträgt die Prellzeit beim Schließen weniger als 2 ms? Der Hauptgrund ist, dass der Moment des Schließens und Prellens eine LC-Hochfrequenzschwingung im Stromnetz oder in der Ausrüstung verursacht und die durch die Schwingung erzeugte Überspannung Schäden oder sogar Schäden an der Isolierung elektrischer Ausrüstung verursachen kann. Wenn das Schließen weniger als 2 ms dauert, wird keine große Überspannung erzeugt, die Isolierung des Geräts wird nicht beschädigt, und beim Schließen tritt kein Schweißen zwischen den beweglichen und statischen Kontakten auf.
7. Asynchronität beim Schließen und Öffnen Eine zu große Asynchronität beim Schließen führt leicht zum Prellen beim Schließen, da der von der Mechanik abgegebene Bewegungsimpuls nur vom Kontakt der ersten Schließphase getragen wird. Wenn die Asynchronität des Öffnens zu groß ist, verlängert sich die Lichtbogenzeit des Nachausschaltphasenrohrs und das Ausschaltvermögen wird reduziert.
Die Asynchronität des Schließens und Öffnens besteht im Allgemeinen gleichzeitig, sodass die Asynchronität des Schließens angepasst wird und die Asynchronität des Öffnens gewährleistet ist. Das Produkt erfordert, dass die Asynchronität des Schließens und Öffnens weniger als 2 ms beträgt.
8. Schließ- und Öffnungszeiten
Die Öffnungs- und Schließzeit bezieht sich auf den Zeitraum von dem Moment, wenn die Klemme der Betätigungsspule erregt wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn alle dreipoligen Kontakte geschlossen oder getrennt sind.
Einschalt- und Ausschaltspulen sind für Kurzarbeit ausgelegt. Die Einschaltzeit der Schließspule beträgt weniger als 100 ms und die der Öffnungsspule weniger als 60 ms. Die Öffnungs- und Schließzeiten sind in der Regel werksseitig eingestellt und müssen nicht mehr versetzt werden.
Wenn der Leistungsschalter im Stromerzeugungssystem verwendet und in der Nähe der Stromversorgung kurzgeschlossen wird, klingt der Fehlerstrom langsam ab. Wenn die Öffnungszeit sehr kurz ist, kann der vom Leistungsschalter unterbrochene Fehlerstrom eine große DC-Komponente enthalten, und die Unterbrechungsbedingung ist sogar noch schlechter. , was für das Öffnen des Leistungsschalters sehr nachteilig ist. Daher empfiehlt es sich, die Öffnungszeit des in der Energieerzeugungsanlage eingesetzten Vakuum-Leistungsschalters möglichst lang auszulegen.
9. Schleifenwiderstand
Der Schleifenwiderstandswert ist ein Parameter, der kennzeichnet, ob die Verbindung der Leiterschleife gut ist, und verschiedene Arten von Produkten haben spezifizierte Werte innerhalb eines bestimmten Bereichs. Wenn der Schleifenwiderstand den angegebenen Wert überschreitet, ist es wahrscheinlich, dass eine Verbindung der Leiterschleife einen schlechten Kontakt hat. Während des Hochstrombetriebs wird der lokale Temperaturanstieg am schlechten Kontakt zunehmen und in schweren Fällen sogar einen Teufelskreis verursachen und Oxidation und Verbrennung verursachen. Besonders bei Leistungsschaltern, die für Hochstrombetrieb verwendet werden, sollte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Es ist nicht erlaubt, die Brückenmethode zur Messung des Schleifenwiderstands zu verwenden, aber die DC-Spannungsabfallmethode, die in GB763 vorgeschrieben ist, muss verwendet werden.
10. Kontaktsystem
Die Kontakte vonVakuum-Leistungsschalternehmen oft Hinternkontakte an.
Da der Abstand zwischen den beweglichen und statischen Kontakten eines allgemeinen Vakuum-Leistungsschalters im geöffneten Zustand nur 16 mm beträgt, ist es schwierig, Kontaktflächen mit anderen Formen herzustellen, und die Beschädigung des Lichtbogens mit sofortiger Wirkung auf der flachen Kontaktfläche ist ebenfalls gering . Einer der Vorteile eines Vakuum-Leistungsschalters ist seine geringe Größe, und die beweglichen und statischen Kontakte müssen in einem absoluten Vakuumraum arbeiten. Wenn es in andere Docking-Methoden umgewandelt wird, wird das Volumen des Leistungsschalters selbst erhöht und der Leistungsschalter wird kleiner.

Einer der Vorteile eines Vakuum-Leistungsschalters ist seine geringe Größe, und die beweglichen und statischen Kontakte müssen in einem absoluten Vakuumraum arbeiten. Wenn es in andere Docking-Methoden umgewandelt wird, erhöht es auch die Lautstärke des Leistungsschalters selbst!


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