Czy wyłącznik próżniowy doświadcza zaciskania prądu, gdy przerywa małe prądy pojemnościowe lub indukcyjne?

Przerywanie małych prądów indukcyjnych (np. nieobciążone transformatory, małe silniki, reaktory)

Charakterystyka rdzenia: Prąd jest na siłę „odcinany”, co powoduje jego przerywanie.

1. Proces fizyczny

Prąd w cewce indukcyjnej nie może zmieniać się gwałtownie (iL jest ciągły). Kiedy wyłącznik zadziała, łuk w wyłączniku próżniowym ulega wydłużeniu i ochłodzeniu. Ze względu na niezwykle szybki powrót wytrzymałości ośrodka próżniowego, łuk może zostać wygaszony na siłę, zanim prąd częstotliwości sieciowej osiągnie swój naturalny punkt zerowy (np. gdy prąd wynosi jeszcze kilka lub nawet dziesiątki amperów).

2. Dlaczego dochodzi do bieżącego siekania?

Łuk próżniowy ma dużą zdolność-gaszenia łuku. Kiedy prąd spadnie do pewnego poziomu (zwanego „prądem cięcia” Ichopa), opary metalu dostarczane przez plamkę katodową są niewystarczające do podtrzymania łuku i łuk nagle zgaśnie.

3. Mechanizm generowania przepięć:

W chwili wygaśnięcia łuku (t0 ) prąd cewki indukcyjnej iL=Ichop (przy założeniu kierunku dodatniego). W tym momencie energia pola magnetycznego zmagazynowana w cewce indukcyjnej wynosi 21 LIchop2 .

Ponieważ prąd nie może zmienić się gwałtownie, prąd ten natychmiast naładuje pojemność rozproszoną C po stronie obciążenia. Według U=C1 ∫idt napięcie kondensatora gwałtownie wzrośnie.

Teoretycznie szczytowe przepięcie na przerwie może osiągnąć:

Umax =U0 +Ichop CL gdzie U0 to chwilowa wartość napięcia zasilania, L to indukcyjność obciążenia, a C to równoważna pojemność względem masy.

Wynik: przepięcie-odcinające prąd. Wielokrotność tego przepięcia jest wprost proporcjonalna do wartości odcięcia prądu Ichop i odwrotnie proporcjonalna do pojemności pętli C. Im mniejsza pojemność zastępcza obciążenia (np. transformator-o dużej pojemności z bardzo krótkimi przewodami), tym mniejsze jest C i wyższe przepięcie, które może zagrozić izolacji międzyzwojowej uzwojenia.

Rozłączanie małych prądów kondensatorów (np. nieobciążonych kabli, baterii kondensatorów, długich linii)

Charakterystyka rdzenia: Prąd w naturalny sposób przekracza zero i gaśnie łuk, ale jest podatny na ponowne zajarzenie/ponowny zapłon.

1. Proces fizyczny: prąd kondensatora wyprzedza napięcie o 90 stopni. Kiedy prąd kondensatora iC w naturalny sposób przekracza zero (t=0), napięcie zasilania osiąga dokładnie wartość szczytową ±Um.

W tym momencie płytki kondensatora są w pełni naładowane, napięcie =Um, styki wyłącznika właśnie się rozłączyły, a przerwa łukowa powróciła.

Dlaczego trudno jest odciąć prąd?

Ponieważ jest to prąd pojemnościowy, temperatura łuku jest niska, gdy prąd przekracza zero, co ułatwia jego gaszenie. Co więcej, łuk gaśnie naturalnie po przekroczeniu zera i nie ma wymuszonego przedwczesnego przerwania prądu, więc koncepcja „odcięcia prądu” w zasadzie nie istnieje.

Mechanizm generowania przepięcia (re-przebicie): po wygaśnięciu łuku po przekroczeniu przez zero, jedna strona przerwy to napięcie zasilania us (t)≈0 (zmieniające się przy zera), a druga strona to napięcie uwięzionego kondensatora uc =Um

Przejściowe napięcie powrotne ur =uc −us będzie oscylować i rosnąć od Um przy częstotliwości zasilania.

Jeśli współczynnik odzyskiwania wytrzymałości dielektrycznej szczeliny próżniowej nie nadąża za szybkością narastania ur (zwłaszcza początkowymi oscylacjami-wysokiej częstotliwości), izolacja ulegnie-zniszczeniu, to znaczy ponownemu-zniszczeniu.

Gdy wystąpi-ponowna awaria, napięcie zasilania us będzie ładowało i rozładowywało kondensator C, generując oscylacje o wysokiej-częstotliwości. Jeśli kondensator-ulegnie ponownemu uszkodzeniu po przekroczeniu przez prąd zera i wygaśnięciu łuku, może wystąpić większe przepięcie.

Wynik: zbyt wysokie napięcie-ponownego zapłonu (wielokrotne-zapłony mogą osiągnąć 3-5-krotność napięcia fazowego. W przypadku baterii kondensatorów często stosuje się selektywne zamykanie faz lub przełączanie synchroniczne, aby uniknąć-przebicia wstępnego i ponownego zapłonu.

Tabela porównawcza i podsumowująca

porównanie parametrów produktu

Przedmiot	Przerwa w prądzie w małych cewkach indukcyjnych (np. transformatorach-bez obciążenia)	Przerwa w prądzie o niskiej-pojemności (np. baterie kondensatorów)
Typowe obciążenia	Transformatory, reaktory, silniki	Kondensatory, długie kable i otwarte obwody
Charakterystyka przebiegu prądu	Prąd jest wyłączany na siłę, zanim osiągnie zero	Wygaszanie prądu naturalnego-przecinającego łuk zerowy
Główne zjawiska	Bieżące siekanie	Ponowne uderzenie
Źródła energii	Energia magnetyczna zmagazynowana w cewce indukcyjnej 21LI2	Wymiana energii pomiędzy zasilaczem a kondensatorem
Rodzaje przepięć	Przepięcie zaciskania (tłumienie-wysokiej częstotliwości)	Przepięcie ponownego zapłonu (oscylacje-wysokiej częstotliwości)
Niebezpieczna izolacja	Skręć-w-obróć i nałóż-na-warstwę izolacji (fale czołowe o-stromej-wysokiej częstotliwości)	Izolacja od uziemienia i od fazy-do-fazy (wyższa amplituda)
Wspólne środki ograniczające	Równoległe ograniczniki przepięć, pochłaniacze RC i wyłączniki-o małej-zdolności wyłączania	Przełącznik synchronizujący, rezystor zamykający, prądt-reaktor ograniczający

Streszczenie

Obciążenie indukcyjne: prąd chce kontynuować przepływ, ale nagle zostaje zatrzymany → Napięcie gwałtownie wzrasta →-Przepięcie przerywające prąd.

Obciążenie pojemnościowe: Uwięzienie napięcia (ładunek uwięziony), napięcie odzyskiwania jest zbyt wysokie, przerwanie przerwy → powtarzające się ładowanie i rozładowywanie → przepięcie ponownego zapłonu.

produkt sprzedawany na gorąco

Wyłącznik automatyczny generatora wysokiego napięcia VTZ-15/T5000-63to wyłącznik próżniowy przeznaczony do gniazd generatorów w systemach trójfazowych prądu przemiennego 15 kV i niższych o napięciu 15 kV i częstotliwości 50 Hz. Jest on stosowany głównie w obwodach pomocniczych małych i średnich-jednostek hydroelektrycznych, generatorów energii cieplnej, nowych systemów wytwarzania energii i obiektów przemysłowych,-takich jak te w sektorach chemicznym i przetwórczym,-które wykorzystują własne możliwości wytwarzania energii na potrzeby własne.

vtz-12/T5000-63 indoor high voltage generator circuit breaker