مع التطور المستمر لأنظمة الطاقة، يتزايد أيضًا استخدام قواطع الدائرة الفراغية، وهو أمر لا ينفصل عن مزاياها.ومع ذلك، هناك دائما بعض العيوب. على سبيل المثال، مشكلة الجهد الزائد لقواطع الدائرة الفراغية أثرت على سرعة تطورها إلى حد ما. ولذلك، نحن بحاجة إلى إيجاد طرق لتخفيف أو منع الجهد الزائد في قواطع الدائرة الكهربائية. أدناه، هواديان فراغ قواطع دوائر|سوف تشرح الشركة المصنعة لقواطع الدائرة الفراغية VS1 أنواع الجهد الزائد وإجراءات الحماية المتعلقة بقواطع الدائرة الفراغية.
I. أنواع الجهد الزائد الرئيسية لقواطع الدائرة الفراغية
تحدث الفولتية الزائدة أثناء تشغيل قواطع الدائرة الفراغية بشكل رئيسي أثناء عملية الفتح (الكسر)، والأنواع الثلاثة التالية شائعة:
1. التيار-قطع الجهد الزائد
الآلية: تتمتع قواطع الدائرة الكهربائية بقدرات قوية للغاية على إطفاء القوس-. عند مقاطعة تيار متناوب صغير (مثل تيار البدء لمحول أو محرك غير محمّل)، قد يتم قطع التيار بالقوة (أي قطع التيار-) قبل نقطة عبور الصفر الطبيعية-. في هذا الوقت، سيتم تحويل الطاقة المغناطيسية المخزنة في الحمل الاستقرائي (مثل ملفات المحرك) إلى طاقة مجال كهربائي، وشحن السعة المكافئة للحمل، وبالتالي توليد جهد زائد عالي للغاية.
الخصائص: يرتبط سعة الجهد الزائد بحجم قيمة القطع الحالية -ومحاثة الحمل. كلما زادت قيمة القطع الحالية-، زاد الجهد الزائد. هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الجهد الزائد في قواطع الدائرة الكهربائية.
2. الجهد الزائد لإعادة الإشعال المتعدد- (الجهد الزائد لإعادة الإشعال المتعدد -التردد العالي-الجهد الزائد للإشعال)
الآلية: بعد تعطل قاطع الدائرة الكهربائية، تكون المسافة بين نقاط الاتصال صغيرة جدًا. إذا كان جهد الاسترداد (جهد استرداد تردد الطاقة) بين نقاط الاتصال أعلى من قوة العزل لوسط الاتصال أثناء الانقطاع، فسوف تنهار الفجوة مرة أخرى (إعادة -الإشعال). نظرًا للاسترداد السريع للغاية للوسط الفراغي، قد تحدث هذه العملية عدة مرات خلال أجزاء من الثانية (إعادة الإشعال بتردد عالي--). كل عملية إعادة إشعال تكون مصحوبة بانطفاء تيار عالي التردد- وإعادة حقن الطاقة، مما يؤدي إلى ضخ الطاقة بشكل مستمر إلى الحمل من خلال تأثير تراكمي، مما يتسبب في ارتفاع الجهد الزائد خطوة بخطوة.
الخصائص: يتميز هذا النوع من الجهد الزائد بانحدار عالٍ وسعة كبيرة، مما يشكل تهديدًا كبيرًا لعزل -المنعطفات والعزل الطولي للمحركات. ويحدث هذا بشكل رئيسي عند مقاطعة المحركات ذات الجهد العالي-أو المحولات غير المحملة.
3. انقطاع الحمل بالسعة الجهد الزائد
الآلية: عند مقاطعة بنك مكثف، يتم توليد -سعة عالية وتردد عالي-جهد زائد بسبب إعادة الإشعال بالقوس الكهربائي-. إذا أعيد إشعال قاطع الدائرة- بعد انقطاعه، فإن ذلك يعادل تفريغ مجموعة من المكثفات المشحونة بالفعل إلى مجموعة أخرى من المكثفات عبر القوس، مما يشكل تذبذبات عالية التردد-، مما يؤدي إلى زيادة حادة في الجهد.
الخصائص: يمكن أن يولد هذا الوضع جهدًا زائدًا عاليًا للغاية (عادةً 2-3 مرات أو حتى أعلى من الجهد الكهربي إلى الأرض)، مما يهدد بشكل خطير سلامة المكثفات وقواطع الدائرة نفسها.
ثانيا. تدابير حماية الجهد الزائد لقواطع دوائر الفراغ
بالنسبة لأنواع الجهد الزائد-المذكورة أعلاه، يتم تحقيق الحماية عادةً من خلال مزيج من "الحجب" (تقليل قيمة القطع الحالية-) و"التصريف" (توفير مسار تفريغ أو امتصاص الطاقة). تشمل تدابير الحماية الشائعة ما يلي:
1. تركيب مقاوم -ممتص للمكثف (جهاز امتصاص RC)
المبدأ: يتكون من مقاومة (R) ومكثف (C) متصلين على التوالي وعلى التوازي على جانب الحمل.
المكثف (C): يقلل من مقاومة زيادة الحمل، ويبطئ ارتفاع الجهد الزائد، وبالتالي يقلل مكون التردد العالي-لإعادة تشغيل الجهد الزائد.
المقاوم (R): يبدد الطاقة، ويمنع التذبذب، ويمنع الرنين بين المكثف ومحاثة الحمل.
السيناريوهات القابلة للتطبيق: يُستخدم بشكل أساسي لحماية المحركات والمحولات، وهو فعال بشكل خاص في منع الجهد الزائد لإعادة الإشعال المتعدد وجهد القطع الزائد للتيار-.
المزايا: تأثير حماية مستقر، مما يحد من سعة وانحدار الجهد الزائد.
العيوب: حجم أكبر، وتكلفة أعلى، واستهلاك للطاقة بسبب تسخين المقاوم على المدى الطويل-.
2. تركيب مانعات زيادة أكسيد الزنك (MOA)
المبدأ: الاستفادة من خصائص الفولت غير الخطية الممتازة-الأمبير لمكثفات أكسيد الزنك. تحت جهد التشغيل العادي، يكون مانع التسرب في حالة مقاومة عالية-(تيار تسرب بمستوى ميكرو أمبير-)؛ عندما يحدث جهد زائد ويتجاوز عتبة التشغيل، فإنه يوصل بسرعة، ويفرغ طاقة الجهد الزائد إلى الأرض، وبالتالي تثبيت الجهد ضمن النطاق الذي يمكن أن يتحمله عزل المعدات.
تمايز النوع:
مانعات الصواعق من نوع التوزيع العادي: تستخدم بشكل أساسي للحد من الجهد الزائد للصواعق.
مانعات الصواعق من نوع الماكينة الدوارة المخصصة: مصممة خصيصًا لحماية المحركات، وتتميز بجهد متبقي أقل وتوافق أفضل مع مستوى عزل المحرك.
السيناريوهات المطبقة: يُستخدم بشكل أساسي للحد من الجهد الزائد للقطع الحالي-. تجدر الإشارة إلى أن مانعات الصواعق العادية لها سرعة استجابة بطيئة لجهود إعادة الإشعال المتعددة عند الحواف الأمامية للموجة شديدة الانحدار، وقد يكون تأثير الحماية محدودًا؛ عادةً ما تحتاج إلى استخدامها جنبًا إلى جنب مع RC (موانع التيار المقاومة).
3. قم بتركيب مرشح مكثف محث - (L-C).
المبدأ: يتم توصيل ملف الحث (L) على التوالي مع مكثف (C) على التوازي على جانب الحمل. يحجب المحرِّض تيارًا عالي التردد-، ويقلل المكثف معدل تغير الجهد (du/dt). يعمل هذا المزيج على تصفية مكونات التذبذبات عالية التردد-بشكل فعال، مما يؤدي بشكل أساسي إلى إبطاء عملية تراكم الجهد الزائد.
السيناريوهات القابلة للتطبيق: المواقع ذات متطلبات الحماية من الجهد الزائد العالية للغاية (على سبيل المثال، المحركات الخاصة، والمعدات الحيوية).
4. حدد قاطع دائرة مفرغ ذو قيمة قطع تيار منخفضة-.
المبدأ: معالجة الجهد الزائد من مصدره. ترتبط قيمة القطع الحالية-لقاطع الدائرة الكهربائية بشكل وثيق بمادة التلامس. يمكن أن يؤدي استخدام مواد تلامس -تيار-قطع-منخفضة القيمة (على سبيل المثال، مادة CuCr (النحاس-الكروم) مع معالجة خاصة) إلى تقليل قيمة القطع الحالية-إلى مستوى منخفض جدًا (على سبيل المثال، 0.5A - 2A)، مما يقلل بشكل كبير من سعة الجهد الزائد عند مصدره.
التقييم: هذا هو الإجراء الوقائي الأكثر مثالية، ولكن نظرًا لمعالجة المواد وقيود التكلفة، فإنه يحتاج أحيانًا إلى استخدامه جنبًا إلى جنب مع أجهزة الحماية الأخرى.
5. قم بتركيب مقاوم أو مكثف متوازي
المبدأ: قم بتوصيل المقاوم أو المكثف على التوازي عبر نقاط اتصال قاطع الدائرة.
المقاومة الموازية: تقلل من معدل ارتفاع جهد الاسترداد أثناء إعادة الإشعال، مما يقلل من احتمالية إعادة الإشعال.
مكثف متوازي: يقلل من انحدار جهد الاسترداد بين جهات الاتصال.
التقييم: عادةً ما يتم دمج هذه الطريقة في التصميم الداخلي لقاطع الدائرة الكهربائية؛ التثبيت الميداني نادر.
ملخص وتوصيات الاختيار
في التطبيقات الهندسية العملية، غالبًا لا يتم استخدام مقياس واحد بمعزل عن الآخر. وبدلاً من ذلك، يتم استخدام مجموعة من تدابير الحماية بناءً على قيمة الشيء المحمي وأهميته:
بالنسبة للمحولات/الخطوط العادية: يتم عادةً تحديد قواطع دوائر مفرغة ذات قيمة -تيار-قطع-منخفضة، مع تركيب مانعات زيادة التيار من أكسيد الزنك ذات الأغراض العامة- على جانب قضيب التوصيل للحماية الاحتياطية.
بالنسبة للمحركات ذات الجهد العالي-: تتميز المحركات بمستويات عزل أقل كما أنها حساسة للموجات الحادة. يوصى باستخدام نظام حماية مشترك باستخدام ممتصات RC (لقمع الجهد الزائد لإعادة التشغيل وتقليل الانحدار) ومانعات الصواعق المخصصة للآلات الكهربائية الدوارة (للحد من الجهد الزائد من نوع الطاقة-.
بالنسبة لبنوك المكثفات: يوصى بتركيب مانعات الصواعق من أكسيد الزنك بدون فجوات (مخصصة لحماية المكثف) على جانب قاطع الدائرة، ويفضل أن تكون قريبة من المكثفات. في بعض الأحيان، تكون هناك حاجة أيضًا إلى مفاعلات متسلسلة لقمع تيارات التدفق والجهد الزائد.
تأسست شركة Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd. في عام 2007، وقد شاركت بعمق في مجال معدات التحكم في مفاتيح توزيع الطاقة لمدة خمسة عشر عامًا. لم نشارك فقط في البحث والتطوير لقاطع الدائرة الكهربائية الفراغي المغناطيسي الدائم المحلي السائد VS1/VEGM، ولكننا استثمرنا أيضًا ما يقرب من 7%-8% من إيراداتنا السنوية في البحث والتطوير، فقط للتغلب على نقاط الضعف في الصناعة وحماية التشغيل الآمن لأنظمة الطاقة. تعتمد سلسلة VEGM الرئيسية لدينا{10}}تصميم عمود محكم الغلق. باستخدام تقنية APG، تم دمج قاطع الفراغ والمحطات الصادرة العلوية والسفلية بالكامل في راتنجات الإيبوكسي عالية الأداء. وهذا لا يحل مشكلة تآكل العزل بسبب الغبار والرطوبة فحسب، بل يعزز أيضًا مقاومة قاطع الدائرة للصدمات الميكانيكية. سواء في البرد القارس للارتفاعات العالية أو البيئة المتربة للمنشآت الصناعية، يمكن لقواطع الدائرة الكهربائية Shaanxi Huadian أن تعمل بثبات. يرجى الاتصال بنا:pannie@hdswitchgear.com.
