Con il continuo sviluppo dei sistemi di alimentazione, è in aumento anche l'applicazione degli interruttori automatici sotto vuoto, il che è inseparabile dai loro vantaggi.Tuttavia, ci sono sempre alcuni inconvenienti. Ad esempio, il problema della sovratensione degli interruttori automatici in vuoto ha in qualche modo influenzato la loro velocità di sviluppo. Pertanto, dobbiamo trovare modi per mitigare o prevenire la sovratensione negli interruttori automatici in vuoto. Sotto, interruttore automatico sotto vuoto Huadian|Il produttore di interruttori automatici in vuoto VS1 spiegherà i tipi di misure di protezione e sovratensione relative agli interruttori automatici in vuoto.
I. Principali tipi di interruttori automatici in vuoto per sovratensione
Le sovratensioni di funzionamento degli interruttori automatici in vuoto si verificano principalmente durante il processo di apertura (interruzione) e sono comuni i seguenti tre tipi:
1. Sovratensione di taglio della corrente-
Meccanismo: gli interruttori automatici in vuoto hanno capacità di estinzione dell'arco-estremamente potenti. Quando si interrompe una piccola corrente CA (come la corrente di avviamento di un trasformatore o di un motore scarico), la corrente può essere interrotta forzatamente (ovvero, taglio della corrente-) prima del suo naturale punto di passaggio per lo zero-. In questo momento, l'energia magnetica immagazzinata nel carico induttivo (come gli avvolgimenti del motore) verrà convertita in energia del campo elettrico, caricando la capacità equivalente del carico, generando così sovratensioni estremamente elevate.
Caratteristiche: l'ampiezza della sovratensione è correlata all'entità del valore di taglio della corrente-e all'induttanza del carico. Maggiore è il valore di taglio della corrente-, maggiore è la sovratensione. Questo è il tipo più comune di sovratensione negli interruttori automatici in vuoto.
2. Sovratensione per riaccensioni multiple (-sovratensione per riaccensioni multiple ad alta-frequenza)
Meccanismo: dopo lo sgancio dell'interruttore, la distanza tra i contatti è molto ridotta. Se la tensione di ripristino (tensione di ripristino della frequenza industriale) tra i contatti è superiore alla resistenza di isolamento del mezzo di contatto durante l'interruzione, la distanza si romperà nuovamente (ri-accensione). A causa del recupero estremamente rapido del mezzo sottovuoto, questo processo può verificarsi più volte nell'arco di microsecondi (riaccensione ad alta-frequenza-). Ogni ri-accensione è accompagnata dall'estinzione di una corrente ad alta-frequenza e dalla reiniezione di energia, pompando continuamente energia nel carico attraverso un effetto cumulativo, provocando un aumento graduale della sovratensione.
Caratteristiche: questo tipo di sovratensione ha un'elevata pendenza e una grande ampiezza, rappresentando una minaccia significativa per l'isolamento inter-spira e l'isolamento longitudinale dei motori. Si verifica principalmente quando si interrompono motori ad alta-tensione o trasformatori scarichi.
3. Sovratensione capacitiva di interruzione del carico
Meccanismo: quando si interrompe un banco di condensatori, vengono generate sovratensioni ad alta-ampiezza e ad alta-frequenza a causa della ri-accensione dell'arco. Se l'interruttore si riaccende-dopo l'interruzione, equivale a che un gruppo di condensatori già carichi si scarichi su un altro gruppo di condensatori attraverso l'arco, formando oscillazioni ad alta-frequenza, portando ad un forte aumento di tensione.
Caratteristiche: Questa situazione può generare sovratensioni estremamente elevate (normalmente 2-3 volte o addirittura superiori alla tensione verso terra), che mettono seriamente a rischio la sicurezza dei condensatori e degli interruttori stessi.
II. Misure di protezione da sovratensione per interruttori automatici in vuoto
Per i tipi di sovratensione sopra-menzionati, la protezione viene generalmente ottenuta attraverso una combinazione di "blocco" (riducendo il valore di taglio della corrente-) e "drenaggio" (fornendo un percorso di scarica o assorbendo energia). Le misure di protezione comuni includono quanto segue:
1. Installazione di un resistore-condensatore assorbitore (dispositivo di assorbimento RC)
Principio: è costituito da un resistore (R) e un condensatore (C) collegati in serie e in parallelo sul lato carico.
Condensatore (C): riduce l'impedenza di picco del carico, rallenta l'aumento della sovratensione e quindi riduce la componente ad alta-frequenza della sovratensione di riaccensione.
Resistore (R): dissipa l'energia, sopprime le oscillazioni e previene la risonanza tra il condensatore e l'induttanza del carico.
Scenari applicabili: utilizzato principalmente per proteggere motori e trasformatori, particolarmente efficace nella soppressione di sovratensioni di riaccensione multiple e di sovratensioni di taglio di corrente-.
Vantaggi: effetto di protezione stabile, che limita sia l'ampiezza che la pendenza delle sovratensioni.
Svantaggi: dimensioni maggiori, costi più elevati e consumo energetico dovuti al riscaldamento del resistore-a lungo termine.
2. Installazione degli scaricatori di sovratensione all'ossido di zinco (MOA)
Principio: utilizzo delle eccellenti caratteristiche volt-ampere non lineari dei varistori all'ossido di zinco. Sotto la normale tensione operativa, lo scaricatore è in uno stato di alta-resistenza (corrente di dispersione a livello di-microampere); quando si verifica una sovratensione che supera la soglia operativa, conduce rapidamente, scaricando l'energia di sovratensione a terra, bloccando così la tensione entro l'intervallo che l'isolamento dell'apparecchiatura può sopportare.
Differenziazione del tipo:
Scaricatori di sovratensione di tipo a distribuzione ordinaria: utilizzati principalmente per limitare le sovratensioni dovute ai fulmini.
Scaricatori di sovratensione dedicati del tipo a macchina rotante: progettati specificatamente per proteggere i motori, caratterizzati da una tensione residua inferiore e da un migliore adattamento al livello di isolamento del motore.
Scenari applicabili: utilizzato principalmente per limitare le sovratensioni di taglio della corrente-. Va notato che i normali scaricatori di sovratensione hanno una velocità di risposta lenta alle sovratensioni di riaccensione multiple sui bordi iniziali delle onde ripide e l'effetto di protezione può essere limitato; di solito devono essere utilizzati insieme agli RC (Scaricatori di corrente resistente).
3. Installare un filtro induttore-condensatore (L-C).
Principio: un induttore (L) è collegato in serie con un condensatore (C) in parallelo sul lato carico. L'induttore blocca la corrente ad alta-frequenza e il condensatore riduce la velocità di variazione della tensione (du/dt). La combinazione filtra efficacemente i componenti di oscillazione ad alta-frequenza, rallentando sostanzialmente il processo di accumulo di sovratensione.
Scenari applicabili: Luoghi con requisiti di protezione da sovratensione estremamente elevati (ad es. motori speciali, apparecchiature critiche).
4. Selezionare un interruttore automatico in vuoto con un valore di taglio di corrente- basso
Principio: affrontare la sovratensione alla fonte. Il valore di corrente-di taglio di un interruttore automatico in vuoto è strettamente correlato al materiale dei contatti. L'utilizzo di materiali di contatto a basso valore di-corrente-di taglio- (ad esempio, materiale CuCr (rame-cromo) con lavorazione speciale) può ridurre il valore di corrente-di taglio a un livello molto basso (ad esempio, 0,5 A - 2A), riducendo così in modo significativo l'ampiezza della sovratensione alla sua sorgente.
Valutazione: questa è la misura di protezione ideale, ma a causa della lavorazione del materiale e dei limiti di costo, a volte deve essere utilizzata insieme ad altri dispositivi di protezione.
5. Installare un resistore o un condensatore in parallelo
Principio: collegare un resistore o un condensatore in parallelo ai contatti dell'interruttore.
Resistore parallelo: riduce la velocità di aumento della tensione di ripristino durante la riaccensione, diminuendo la probabilità di riaccensione.
Condensatore parallelo: riduce la pendenza della tensione di recupero tra i contatti.
Valutazione: questo metodo è tipicamente integrato nella progettazione interna dell'interruttore; l'installazione sul campo è rara.
Riepilogo e raccomandazioni per la selezione
Nelle applicazioni pratiche di ingegneria, spesso una singola misura non viene utilizzata isolatamente. Viene invece impiegata una combinazione di misure di protezione in base al valore e all'importanza dell'oggetto protetto:
Per trasformatori/linee ordinari: vengono generalmente selezionati interruttori automatici in vuoto a basso valore di-corrente-di taglio-con scaricatori di sovratensione all'ossido di zinco per uso generale-installati sul lato delle sbarre collettrici per la protezione di backup.
Per i motori ad alta-tensione: i motori hanno livelli di isolamento inferiori e sono sensibili alle forti sovratensioni. Si consiglia uno schema di protezione combinato che utilizzi assorbitori RC (per sopprimere le sovratensioni di riaccensione e ridurre la pendenza) e scaricatori di sovratensione dedicati per le macchine elettriche rotanti (per limitare le sovratensioni di tipo energetico).
Per banchi di condensatori: si consiglia di installare scaricatori di sovratensione all'ossido di zinco gapless (dedicati alla protezione dei condensatori) sul lato interruttore, preferibilmente in prossimità dei condensatori. A volte sono necessari anche reattori in serie per sopprimere le correnti di spunto e le sovratensioni.
Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd., fondata nel 2007, è stata profondamente coinvolta nel campo delle apparecchiature di controllo degli interruttori di distribuzione dell'energia da quindici anni. Non solo abbiamo partecipato alla ricerca e sviluppo dell'interruttore automatico sotto vuoto a magneti permanenti domestici VS1/VEGM, ma investiamo anche quasi il 7%-8% delle nostre entrate annuali in ricerca e sviluppo, esclusivamente per superare i punti critici del settore e salvaguardare il funzionamento sicuro dei sistemi di alimentazione. La nostra serie principale VEGM adotta un design solido-del polo sigillato. Utilizzando la tecnologia APG, l'ampolla sottovuoto e i terminali di uscita superiori e inferiori sono completamente incorporati in resina epossidica ad alte prestazioni. Ciò non solo risolve completamente il problema dell'erosione dell'isolamento da parte di polvere e umidità, ma migliora anche la resistenza dell'interruttore agli shock meccanici. Sia nel freddo estremo delle alte quote che nell'ambiente polveroso degli impianti industriali, gli interruttori automatici Shaanxi Huadian possono funzionare stabilmente. Vi preghiamo di contattarci:pannie@hdswitchgear.com.
