高圧真空遮断器の基礎知識
2023-02-22
各種機械特性が製品性能に与える影響 製品の機械特性の良し悪しは、製品の各種電気特性と重要な関係を持ち、製品動作の信頼性に影響を与えます。のパフォーマンスを測定するには真空遮断器、真空隔離チャンバー自体の性能は重要ですが、機械的特性も決定的な役割を果たします。各機械特性パラメータと製品性能の関係は次のとおりです。
1. 開放距離 接点の開放距離は、主に真空遮断器の定格電圧と耐電圧要件に依存します。一般的に、定格電圧が低い場合、接点の開離距離は小さく選択されます。ただし、開放距離が小さすぎると、遮断容量や耐電圧レベルに影響を与えます。開度が大きすぎると、耐電圧レベルを上げることができますが、真空バルブのベローズの寿命が短くなります。設計時には、動作の耐電圧要件を満たすという条件の下で、開口距離をできるだけ小さく選択する必要があります。通常、10kV 真空遮断器の開放距離は 8 ～ 12mm、35kV 真空遮断器の開放距離は 30 ～ 40mm です。
2. 接触圧力に外力がない場合、可動接点は大気圧の作用で内部キャビティに閉じる力を生成し、静的接点と閉じます。これを自己閉鎖力と呼びます。サイズはベローズ径のポートにより異なります。アーク消弧室が動作状態にあるとき、力が小さすぎて可動接点と静的接点の間の良好な電気的接触を確保できず、外部圧力を加える必要があります。加えられた圧力と自己閉鎖力の合計は、接点の接触圧力と呼ばれます。この接触圧力には、次のような影響があります。
(1) 動接点と静接点の接触を良好にし、接触抵抗を規定値以下にしてください。
(2) 定格短絡状態での動的安定性の要件を満たします。接触圧力は、定格短絡状態での接点間の反発力よりも大きくする必要があります。これにより、この状態で完全に閉じて損傷を与えないようにすることができます。
(3) クローズバウンドを抑えます。衝突時に接点を緩衝することができ、衝突の運動エネルギーをバネの位置エネルギーに変換し、接点の跳ね返りを抑制します。
(4) 開くための加速力を与えてください。接触圧力が高い場合、可動接点はより大きな開放力を得て、壊れやすく、はんだ接合部を溶かし、開放の初期加速を高め、アーク時間を短縮し、遮断容量を向上させます。接点の面圧は非常に重要なパラメータであり、製品の初期設計で多くの検証とテストを経て選択するのに適しています。接触圧力が小さすぎると、上記の側面の要件を満たすことができません。しかし、接触圧力が高すぎると、一方では閉鎖作業を増やす必要があり、他方では消弧室と機械全体の機械的強度要件も改善する必要があります。経済的ではありません。
3. 接触ストローク（または圧縮ストローク）
現在、真空遮断器は、もれなく突合せ接点方式を採用しています。可動接点が固定接点に衝突すると、それ以上前進することはできず、各極接点圧縮ばね (閉鎖ばねとも呼ばれます) によって接点接触圧力が提供されます。いわゆる接点ストロークとは、スイッチ接点の接点と、接点の端まで移動し続ける接点加圧ばねの力端との間の距離、つまり接点ばねの圧縮距離です。圧縮ストロークと呼ばれます。
コンタクト ストロークには 2 つの機能があります。もう1つは、確実に接触できるように、走行および研削後も一定の接触圧力が維持されるようにすることです。一般的に、接触ストロークは開放距離の約 20% ～ 30% であり、10kV 真空遮断器は約 3 ～ 4mm です。
実際の構造では、真空遮断器、接点閉鎖スプリングは、開位置でもかなりの予圧と予圧を持つように設計されています。これは、可動接点が電気力に抵抗し、閉鎖プロセス中に可動接点が静的接点に触れていないときに収縮しないように、かなりの強度を持たせるためです。接点が瞬間的に接触すると、接点圧力が急激に前圧値まで増加して、閉じたバウンスを防ぎます。これは、電気反発に抵抗し、最初に接点を良好な状態にするのに十分です。接触ストロークが進むにつれて、接点間の接触圧力は徐々に増加し、接触ストロークが終了すると、接触圧力は設計値に達します。接触ストロークには、実際にはクロージング スプリングの 2 番目の圧縮ストロークであるクロージング スプリングの予圧縮範囲は含まれません。
4. 平均閉極速度 平均閉極速度は、主に接点の電食に影響します。スイッチング速度が遅すぎると、ブレークダウン前の時間が長くなり、アークが長時間存在し、接触面が大幅に摩耗し、接点でさえ溶着してスタックし、電気的寿命が短くなります。消弧室の。ただし、速度が速すぎると、閉鎖バウンスが発生しやすくなり、操作機構の出力も増加し、消弧室と機械全体に大きな機械的影響を与え、信頼性と機械に影響を与えます。製品の寿命。通常、平均閉鎖速度は約 0.6m/s です。
5. 平均開路速度 回路遮断器の開路速度は一般に可能な限り速く、最初の開路段階で電流が 0 に近づく 2 ～ 3 ミリ秒前に障害電流を遮断できます。そうしないと、最初のオープニングフェーズを開くことができず、次のフェーズに進むと、元の最初のオープニングフェーズが最後のオープニングフェーズになり、アーク時間が長くなり、遮断の困難さが増し、遮断さえ失敗します。ただし、開く速度が速すぎると、開きの跳ね返りも大きくなります。リバウンドが大きすぎて振動が激しすぎると再着火しやすいので、開放速度はこの点も考慮してください。開く速度は、主に可動接点ばねと閉じるときの開くばねのエネルギー蓄積に依存します。開放速度を上げるために、開放ばねのエネルギー蓄積を増加させることができ、閉鎖ばねの圧縮も増加させることができる。これにより、必然的に操作機構の出力と機械全体の機械的強度が増加し、技術的および経済的指標が低下します。何年にもわたるテストの結果、10kV 真空遮断器の平均開放速度は 0.95 ～ 1.2m/s を保証できると考えられています。
6. 投入バウンス時間 投入バウンス時間とは、サーキット ブレーカがノイズを発している時点から、接点が最初に接触してから離れ、接触と離脱が繰り返され、安定した接触に達するまでの時間です。
このパラメータは海外規格では明確に規定されていません。 1989 年末、エネルギー省の電力局は、真空遮断器の投入バウンス時間を 2 ミリ秒未満にする必要があると提案しました。クロージング バウンス時間が 2 ミリ秒未満なのはなぜですか?主な理由は、閉じてバウンスする瞬間が電力システムまたは機器に L.C 高周波振動を引き起こし、振動によって発生する過電圧が損傷または電気機器の絶縁にさえ損傷を与える可能性があるためです。投入バウンスが 2ms 未満の場合、大きな過電圧が発生せず、機器の絶縁が損傷されず、投入時に可動接点と静的接点の間に溶着が発生しません。
7. 閉鎖と開放の非同期性 閉鎖の非同期性が大きすぎると、メカニズムによって出力される運動インパルスは最初の閉鎖フェーズの接触によってのみ負担されるため、閉鎖のバウンスが発生しやすくなります。開口部の非同期性が大きすぎると、開口後の相管のアーク時間が長くなり、遮断容量が減少します。
閉鎖と開放の非同期性は一般に同時に存在するため、閉鎖の非同期性が調整され、開放の非同期性が保証されます。この製品では、開閉の非同期性が 2 ミリ秒未満である必要があります。
8. 閉園・開園時間
開閉時間とは、操作コイルの端子に通電してから三極接点がすべて閉成または開離するまでの時間です。
開閉コイルは短時間作業用に設計されています。クローズコイルのパワーオン時間は 100ms 未満、オープンコイルのパワーオン時間は 60ms 未満です。開閉時間は通常、サーキット ブレーカが工場から出荷されるときに調整されており、再度移動する必要はありません。
サーキットブレーカが発電システムで使用され、電源の近くで短絡すると、障害電流はゆっくりと減衰します。開放時間が非常に短い場合、サーキットブレーカによって遮断された障害電流に大きな直流成分が含まれている可能性があり、遮断状態はさらに悪化します。 、サーキットブレーカーを開くのに非常に有害です。したがって、発電システムに使用する真空遮断器の開路時間をできるだけ長く設計することが望ましい。
9. ループ抵抗
ループ抵抗値は、導電ループの接続が良好かどうかを特徴付けるパラメータで、さまざまな種類の製品が一定の範囲内で値を規定しています。ループ抵抗が規定値を超える場合は、導電ループの接続が接触不良になっている可能性があります。大電流動作時には接触不良部分の局所的な温度上昇が大きくなり、ひどい場合には酸化や焼損に至るという悪循環に陥ることもあります。特に、大電流操作に使用されるサーキット ブレーカの場合は、特別な注意を払う必要があります。ループ抵抗の測定にブリッジ法を使用することはできませんが、GB763 で規定されている DC 電圧降下法を使用する必要があります。
10.連絡体制
の連絡先真空遮断器バットタイプのコンタクトを採用することが多い。
一般的な真空遮断器の開極状態での可動接点と静止接点の距離はわずか16mmのため、他の形状の接触面を作ることは難しく、フラットな接触面での瞬間動作アークの損傷も小さい.真空遮断器の利点の 1 つはサイズが小さいことであり、可動接点と静的接点は絶対真空空間で動作する必要があります。他のドッキング方法にすると、サーキットブレーカー自体の体積が大きくなり、サーキットブレーカーが小さくなります。
1. 開放距離 接点の開放距離は、主に真空遮断器の定格電圧と耐電圧要件に依存します。一般的に、定格電圧が低い場合、接点の開離距離は小さく選択されます。ただし、開放距離が小さすぎると、遮断容量や耐電圧レベルに影響を与えます。開度が大きすぎると、耐電圧レベルを上げることができますが、真空バルブのベローズの寿命が短くなります。設計時には、動作の耐電圧要件を満たすという条件の下で、開口距離をできるだけ小さく選択する必要があります。通常、10kV 真空遮断器の開放距離は 8 ～ 12mm、35kV 真空遮断器の開放距離は 30 ～ 40mm です。
2. 接触圧力に外力がない場合、可動接点は大気圧の作用で内部キャビティに閉じる力を生成し、静的接点と閉じます。これを自己閉鎖力と呼びます。サイズはベローズ径のポートにより異なります。アーク消弧室が動作状態にあるとき、力が小さすぎて可動接点と静的接点の間の良好な電気的接触を確保できず、外部圧力を加える必要があります。加えられた圧力と自己閉鎖力の合計は、接点の接触圧力と呼ばれます。この接触圧力には、次のような影響があります。
(1) 動接点と静接点の接触を良好にし、接触抵抗を規定値以下にしてください。
(2) 定格短絡状態での動的安定性の要件を満たします。接触圧力は、定格短絡状態での接点間の反発力よりも大きくする必要があります。これにより、この状態で完全に閉じて損傷を与えないようにすることができます。
(3) クローズバウンドを抑えます。衝突時に接点を緩衝することができ、衝突の運動エネルギーをバネの位置エネルギーに変換し、接点の跳ね返りを抑制します。
(4) 開くための加速力を与えてください。接触圧力が高い場合、可動接点はより大きな開放力を得て、壊れやすく、はんだ接合部を溶かし、開放の初期加速を高め、アーク時間を短縮し、遮断容量を向上させます。接点の面圧は非常に重要なパラメータであり、製品の初期設計で多くの検証とテストを経て選択するのに適しています。接触圧力が小さすぎると、上記の側面の要件を満たすことができません。しかし、接触圧力が高すぎると、一方では閉鎖作業を増やす必要があり、他方では消弧室と機械全体の機械的強度要件も改善する必要があります。経済的ではありません。
3. 接触ストローク（または圧縮ストローク）
現在、真空遮断器は、もれなく突合せ接点方式を採用しています。可動接点が固定接点に衝突すると、それ以上前進することはできず、各極接点圧縮ばね (閉鎖ばねとも呼ばれます) によって接点接触圧力が提供されます。いわゆる接点ストロークとは、スイッチ接点の接点と、接点の端まで移動し続ける接点加圧ばねの力端との間の距離、つまり接点ばねの圧縮距離です。圧縮ストロークと呼ばれます。
コンタクト ストロークには 2 つの機能があります。もう1つは、確実に接触できるように、走行および研削後も一定の接触圧力が維持されるようにすることです。一般的に、接触ストロークは開放距離の約 20% ～ 30% であり、10kV 真空遮断器は約 3 ～ 4mm です。
実際の構造では、真空遮断器、接点閉鎖スプリングは、開位置でもかなりの予圧と予圧を持つように設計されています。これは、可動接点が電気力に抵抗し、閉鎖プロセス中に可動接点が静的接点に触れていないときに収縮しないように、かなりの強度を持たせるためです。接点が瞬間的に接触すると、接点圧力が急激に前圧値まで増加して、閉じたバウンスを防ぎます。これは、電気反発に抵抗し、最初に接点を良好な状態にするのに十分です。接触ストロークが進むにつれて、接点間の接触圧力は徐々に増加し、接触ストロークが終了すると、接触圧力は設計値に達します。接触ストロークには、実際にはクロージング スプリングの 2 番目の圧縮ストロークであるクロージング スプリングの予圧縮範囲は含まれません。
4. 平均閉極速度 平均閉極速度は、主に接点の電食に影響します。スイッチング速度が遅すぎると、ブレークダウン前の時間が長くなり、アークが長時間存在し、接触面が大幅に摩耗し、接点でさえ溶着してスタックし、電気的寿命が短くなります。消弧室の。ただし、速度が速すぎると、閉鎖バウンスが発生しやすくなり、操作機構の出力も増加し、消弧室と機械全体に大きな機械的影響を与え、信頼性と機械に影響を与えます。製品の寿命。通常、平均閉鎖速度は約 0.6m/s です。
5. 平均開路速度 回路遮断器の開路速度は一般に可能な限り速く、最初の開路段階で電流が 0 に近づく 2 ～ 3 ミリ秒前に障害電流を遮断できます。そうしないと、最初のオープニングフェーズを開くことができず、次のフェーズに進むと、元の最初のオープニングフェーズが最後のオープニングフェーズになり、アーク時間が長くなり、遮断の困難さが増し、遮断さえ失敗します。ただし、開く速度が速すぎると、開きの跳ね返りも大きくなります。リバウンドが大きすぎて振動が激しすぎると再着火しやすいので、開放速度はこの点も考慮してください。開く速度は、主に可動接点ばねと閉じるときの開くばねのエネルギー蓄積に依存します。開放速度を上げるために、開放ばねのエネルギー蓄積を増加させることができ、閉鎖ばねの圧縮も増加させることができる。これにより、必然的に操作機構の出力と機械全体の機械的強度が増加し、技術的および経済的指標が低下します。何年にもわたるテストの結果、10kV 真空遮断器の平均開放速度は 0.95 ～ 1.2m/s を保証できると考えられています。
6. 投入バウンス時間 投入バウンス時間とは、サーキット ブレーカがノイズを発している時点から、接点が最初に接触してから離れ、接触と離脱が繰り返され、安定した接触に達するまでの時間です。
このパラメータは海外規格では明確に規定されていません。 1989 年末、エネルギー省の電力局は、真空遮断器の投入バウンス時間を 2 ミリ秒未満にする必要があると提案しました。クロージング バウンス時間が 2 ミリ秒未満なのはなぜですか?主な理由は、閉じてバウンスする瞬間が電力システムまたは機器に L.C 高周波振動を引き起こし、振動によって発生する過電圧が損傷または電気機器の絶縁にさえ損傷を与える可能性があるためです。投入バウンスが 2ms 未満の場合、大きな過電圧が発生せず、機器の絶縁が損傷されず、投入時に可動接点と静的接点の間に溶着が発生しません。
7. 閉鎖と開放の非同期性 閉鎖の非同期性が大きすぎると、メカニズムによって出力される運動インパルスは最初の閉鎖フェーズの接触によってのみ負担されるため、閉鎖のバウンスが発生しやすくなります。開口部の非同期性が大きすぎると、開口後の相管のアーク時間が長くなり、遮断容量が減少します。
閉鎖と開放の非同期性は一般に同時に存在するため、閉鎖の非同期性が調整され、開放の非同期性が保証されます。この製品では、開閉の非同期性が 2 ミリ秒未満である必要があります。
8. 閉園・開園時間
開閉時間とは、操作コイルの端子に通電してから三極接点がすべて閉成または開離するまでの時間です。
開閉コイルは短時間作業用に設計されています。クローズコイルのパワーオン時間は 100ms 未満、オープンコイルのパワーオン時間は 60ms 未満です。開閉時間は通常、サーキット ブレーカが工場から出荷されるときに調整されており、再度移動する必要はありません。
サーキットブレーカが発電システムで使用され、電源の近くで短絡すると、障害電流はゆっくりと減衰します。開放時間が非常に短い場合、サーキットブレーカによって遮断された障害電流に大きな直流成分が含まれている可能性があり、遮断状態はさらに悪化します。 、サーキットブレーカーを開くのに非常に有害です。したがって、発電システムに使用する真空遮断器の開路時間をできるだけ長く設計することが望ましい。
9. ループ抵抗
ループ抵抗値は、導電ループの接続が良好かどうかを特徴付けるパラメータで、さまざまな種類の製品が一定の範囲内で値を規定しています。ループ抵抗が規定値を超える場合は、導電ループの接続が接触不良になっている可能性があります。大電流動作時には接触不良部分の局所的な温度上昇が大きくなり、ひどい場合には酸化や焼損に至るという悪循環に陥ることもあります。特に、大電流操作に使用されるサーキット ブレーカの場合は、特別な注意を払う必要があります。ループ抵抗の測定にブリッジ法を使用することはできませんが、GB763 で規定されている DC 電圧降下法を使用する必要があります。
10.連絡体制
の連絡先真空遮断器バットタイプのコンタクトを採用することが多い。
一般的な真空遮断器の開極状態での可動接点と静止接点の距離はわずか16mmのため、他の形状の接触面を作ることは難しく、フラットな接触面での瞬間動作アークの損傷も小さい.真空遮断器の利点の 1 つはサイズが小さいことであり、可動接点と静的接点は絶対真空空間で動作する必要があります。他のドッキング方法にすると、サーキットブレーカー自体の体積が大きくなり、サーキットブレーカーが小さくなります。
真空遮断器の利点の 1 つはサイズが小さいことであり、可動接点と静的接点は絶対真空空間で動作する必要があります。他のドッキング方法にすればサーキットブレーカー自体の音量もアップ！
