EN
Fizikia ya Kupunguza Mchanga wa Umeme katika Vifaa vya Kuvunjika vya Kati ya Mtandao ya Sasa
Wakati mkondo usio sahihi unapita kwa mtandao wa usambazaji wa umeme, kasi ambayo kifaa cha ulinzi kinachofanya kuvunjika mkondo huo kinaamua je! vifaa vya chini bado vinaishi au vimeharibiwa kwa muda mrefu. Katika matumizi ya kati ya mtandao kutoka 3.6 kV hadi 40.5 kV, kivunjika Kwa Mzunguko Wa Utupu imekuwa chaguo kuu kwa sababu moja ya uwezo wake: inaweza kupunguza mchanga wa umeme ndani ya mikrosekunde baada ya kujitenga kwa mikono.
Mchakato wa kuzima nuru ya umeme ndani ya kifungamia cha vakuumi unafanya kazi kwa kanuni zinazotofautiana kabisa na kifungamia cha mafuta au cha gesi ya SF6. Unapokwenda kuchukua wakati wa uhamisho wa umeme, sasa inaionyosha mvuke wa metali kutoka juu ya uso la makonakti, ikazaliana nguzo ya plasma inayoweza kuhamisha umeme. Lakini katika mazingira ya vakuumi, njia ya wastani ya vichipu vilivyopinduliwa ni ya mita badala ya nanometa — mara tu sasa inapita kwenye nukuu ya sifuri ya asili yake, plasma inapoteza dharura lake ya kuhama umeme haraka sana. Baada ya mikrosekunde 10 hadi 15 kutoka kwa sifuri ya sasa, nguvu ya kuzuia umeme ya fursa ya vakuumi inarejeshwa haraka zaidi kuliko voltage ya kurejeshwa ya muda mfupi inavyopanda, ikizibilia upya kuchomwa.
Vifaa vya Makonakti na Kazi Yake katika Kuzima Umeme
Kwa Nini Vifaa vya Shaba na Kromu Vinavyotumika Kwa Wingi Katika Uundaji wa Kifungamia cha Vakuumi
Uchaguzi wa kifaa cha mawasiliano unadhibiti moja kwa moja utendaji wa kupasua. Zaidi ya vipindi vya kisasa vya vacuum interrupter vinatumia sambamba ya shaba na kromu (CuCr), kwa kawaida kwa kipande cha kromu kati ya asilimia 25 hadi 40. Uunganisho huu wa vifaa una madhumuni matatu: kromu unatoa uwezo mkubwa wa kusukuma, kusukuma molekuli za gesi zilizobaki ambazo zingeweza kuharibu ubora wa vacuum kwa miaka 20 hadi 30 ya matumizi; shaba inatoa uwezo mzuri wa uhamishaji wa umeme na joto ili kudhibiti ratiba za sasa ya kudumu kutoka kwa amper 630 hadi 3150; na muundo wa mikro-kristali ya sambamba hutoa mizizi ya nuru ya moto ya kuvutia, yenye ukubwa mdogo na usambazaji sawa, ikiwezesha kuzuia moto wa mahali moja.
Vifaa vingine kama vile shaba na bismuti na shaba na tungsten vipo kwa matumizi ya kipekee, lakini CuCr bado ni kipimo kikuu kwa sababu inatoa mgawanyo bora zaidi kati ya upungufu wa kuvunjwa kwa nuru ya moto na tabia ya kuchoma sasa — jambo muhimu kwa matumizi ambapo tabia ya uvombo juu ndogo ni muhimu.
Jukumu la Muundo wa Mawasiliano katika Udhibiti wa nuru ya moto
Pemchana ya vitu vya kuchuma siyo tu kwa kuchagua vitu, bali pia kwa umbo la mahusiano. Mahusiano ya spiral-petal na mahusiano ya shamba la kuvutia (AMF) ni mifano miwili ya kawaida. Mahusiano ya AMF yanazalisha shamba la kuvutia linaloendelea kwa mstari wa safu ya arc, ikamfungua arc kwenye eneo kubwa zaidi badala ya kuzungukia nafasi moja tu. Ufunguo huu unapunguza joto la mahusiano kutoka kwa takriban 20,000 K katika msingi wa arc hadi usambazaji unaofaa zaidi, ukipunguza kwa kiasi kikubwa kiwango cha uvurugu wa mahusiano.
Mfano wa kujitegemea kutoka kwenye uwanja wa viwanda wa Kusini Mashariki Afrika
Kiwanda cha kuzalisha wiani nchini Vietnam kinachofanya kazi za loom zilizotengenezwa na motor zaidi ya 200 kilikuwa kikisikia mara kwa mara kuvunjika kwa sababu ya kuvunjika kwa kawaida kwenye breaker za mafuta iliyopita miaka yake. Matukio ya kuvunjika kwa muda mfupi — yanayotukia mara kwa mara katika mazingira yenye mtiririko mkubwa wa sasa ya motor — yalipunguza ubora wa mafuta ya kuzuia, ikahitaji kufunga kwa ajili ya matumizi ya kila robo mwaka. Kila kufunga kilikuwa kinafanya kuchoka kwa saa 8 hadi 12 za uzalishaji.
Timu ya uhandisi ya kioo, ikifanya kazi pamoja na Xiamen Hongxin Intelligent Technology, ilibadilisha vifungwa vya mafuta kwa vifungwa vya ndani vya kifahari cha KYN28-12 vya kuchukua na kutoa kivunjika Kwa Mzunguko Wa Utupu vya uwezo wa 1250 A na uwezo wa kuvunja umbo la ukatili wa 31.5 kA. Vifungwa vya vakuum viliondoa yote ya matumizi ya mafuta katika usambazaji. Katika muda wa zaidi ya miezi 18 ya uendeshaji, vifungwa vya vakuum vilishughulikia tukio la makosa 14 bila kushindwa kuvunja au kurudi tena. Muda wa kuvunja nuru ya moto, uliojazwa kwa kutumia oscillography, ulikuwa daima chini ya milisekunde 15 kutoka wakati wa kujitenga kwa mifupa hadi wakati wa mwisho wa sasa ya sifuri.
Vigezo vya Kuchagua Uwezo wa Kuvunja nuru ya moto kwa Uhakika
Kufanana na Uwezo wa Kuvunja Umbo la Ukatali wa Kipindi kwa Mahitaji ya Mtandao
A kivunjika Kwa Mzunguko Wa Utupu lazima iwe na uwezo wa kuvunja umbo la mto wa mfupi (Isc) uliothibitishwa ambao unapaswa kuwa zaidi ya uhamisha wa kisasa wa kuzidisha katika eneo lake la kusakinishwa. IEC 62271-100 inasimamia vifungo kwa makundi ya E1 (kutendeka kwa umeme ya msingi), E2 (kutendeka kwa umeme ya ziada), C1 (uwezekano mdogo wa kurejea tena), na C2 (uwezekano mdogo sana wa kurejea tena). Kwa mazingira ambayo yanahudumia mchakato muhimu, kuchagua vifungo vya makundi ya E2 na C2 hutoa usalama ziada — makundi haya yanathibitisha kwamba kifungo kinaweza kushughulikia uhamisha wake wa kuvunja uliothibitishwa mara nyingi bila kurejea tena.
Ufuatiliaji wa Uthabiti wa Njia ya Vacuu kama Tabia ya Kuzuia
Vakuumu vya kuzima ni vifaa vilivyofungwa kwa maisha yote, lakini ubora wa vakuumu unaweza kupungua kwa sababu ya mapumzi madogo sana au kuvutwa kwa mvuto wa ndani. Mbinu za kisayansi za kisasa za kufanya uchunguzi zinajumuisha njia ya gauge ya magnetron na mtihani wa kuvumilia tofauti ya juu ya voltage ya AC kati ya mikono iliyofungwa. Vifaa vyenye afya vinavyopewa voltage ya kielimu vinavumilia voltage ya mtihani bila kukwenda kwa sasa yoyote — sasa yoyote inayotambulika inasisitiza kuwa gesi imeingia na nguvu ya kuvumilia imerejeshwa, na hivyo inahitaji kubadilishwa kabla ya kutokea kwa shida.
Uchunguzi wa mara kwa mara wa macho ya kipengele cha vakuumu kwa ajili ya viwango au uvurugu kutokana na uvurugu unaongeza mtihani wa umeme. Viashiria vya uvurugu wa mikono, ikiwemo, vinatuonyesha jumla ya nishati ya kusonga ya mikono yanayobaki.
Maswali Yanayoulizwa Marahaba
Nini kinachofanya vakuumu kuwa bora kuliko SF6 kwa kuzima moto?
Vipengele vya kuvunja hewa ya vacuum vinapata upanuzi wa kuvunja umeme kwa kasi ya mara 10 kuliko SF6 baada ya sasa ya sifuri kwa sababu mazingira ya vacuum hayana molekuli za gesi ambazo zinahitaji kufanywa ionization. Hii inamaanisha kwamba teknolojia ya vacuum inashughulikia viwango vya juu vya kubadilika kwa kasi ya umeme kwa ufanisi zaidi wakati inaondoa wasiwasi wa gesi zenye athari kwa mazingira, kwa sababu SF6 ina uwezekano wa kuchafua anga 23,500 mara zaidi kuliko CO₂.
Muda gani unachotegemea vipengele vya kuvunja hewa ya vacuum?
Vipengele vya kuvunja hewa ya vacuum vilivyofanywa vizuri huendelea kuhudumia miaka 20 hadi 30 bila hitaji la kufanya kitu kikubwa. Uwezo wa kisasa wa mkono wa kufanya kazi unapaswa kuwa zaidi ya mizani 10,000 ya kufunga na kuvunja kwa kila IEC 62271-100. Uwezo wa umeme katika sasa ya kuvunja kwa ukubwa wa kawaida unategemea kutoka kwa 30 hadi 100 ya kuvunja kwa kamilifu kwa kuzingatia muundo na ukubwa wa kuvunja. Vipengele vya kuvunja hewa ya vacuum vya Hongxin Intelligent Technology vinafuata vitambulisho hivi vya IEC.
Je, vipengele vya kuvunja hewa ya vacuum vinaweza kushughulikia kuvunja kwa kutumia capacitor?
Ndiyo, ikiwa imepitishwa kwa usahihi. Ufunguzi wa capacitive — unafanana katika matumizi ya capacitor bank na kupakia kabeli — unahitaji circuit breaker yenye rating ya kushuka kwa uwezekano wa kupiga mara moja (Class C2 kwa mujibu wa IEC 62271-100). Uwezo wa haraka wa dielectric recovery wa vacuum interrupter unamfanya kuwa wa asili unafaa, lakini nyenzo ya mawasiliano na uundaji unatakiwa uwe uliooptimizwa kupunguza matokeo ya inrush current pre-strike.
Ni muda wa kawaida wa arc extinction kwenye vacuum interrupter?
Arc extinction huweza kumalizika kwa muda wa millisecondi 8 hadi 15 baada ya kuwagawana mawasiliano, kulingana na kipaumbele cha fault current na alama ya wave ambapo kuwagawana kinaanza. Arc inavuma mpaka kwa natural current zero ijayo, ambapo vacuum gap inarudia nguvu yake kamili ya dielectric haraka sana.
Ni aina gani ya matengenezo inayohitajika kwa vacuum interrupter?
Vifunguzi vya vakuumu vinahitaji usambazaji mdogo kuliko vingine vya mafuta au SF6. Uchunguzi wa kila mwaka wa kioo cha chini ya seramiki, uchunguzi wa uvimbe wa makonzo kwa kutumia viashiria vya uvimbe vya ndani, na uchunguzi wa uwezo wa kuvimba kwa umeme kwa 80% ya voltage ya kuvimba kwa umeme ya kawaida unafanya mfumo wa kawaida wa uchunguzi. Hakuna hitaji la kujaza tena gesi au kubadilisha mafuta.
Je, urefu wa juu huathiri utendaji wa vifunguzi vya umeme vya vakuumu?
Hapana — ni faida kuu moja. Kwa tofauti na vifunguzi vya umeme vilivyotengenezwa kwa hewa au SF6 ambavyo nguvu zao za kuvimba kwa umeme zinapungua katika urefu wa juu kwa sababu ya ukubwa wa chini wa hewa, vifunguzi vya vakuumu vinaweza kufanya kazi sawa katika urefu wowote kwa sababu sifa za vakuumu za kuvimba kwa umeme hazitegemei shinikizo la hewa ya nje. Hii inafanya teknolojia ya vakuumu iwe bora kwa mazingira ya milima.