Connaissance de base du disjoncteur à vide haute tension
2023-02-22
L'influence des différentes caractéristiques mécaniques sur les performances du produit La qualité des caractéristiques mécaniques du produit a une relation importante avec les différentes propriétés électriques du produit et affecte la fiabilité du fonctionnement du produit. Pour mesurer les performances de ladisjoncteur à vide, les performances de la chambre d'isolation sous vide elle-même sont importantes, mais les caractéristiques mécaniques jouent également un rôle décisif. La relation entre chaque paramètre caractéristique mécanique et les performances du produit est décrite comme suit :
1. Distance d'ouverture La distance d'ouverture des contacts dépend principalement de la tension nominale et des exigences de tension de tenue du disjoncteur à vide. Généralement, lorsque la tension nominale est faible, la distance d'ouverture des contacts est choisie plus petite. Cependant, si la distance d'ouverture est trop petite, le pouvoir de coupure et le niveau de tension de tenue seront affectés. Si la distance d'ouverture est trop grande, bien que le niveau de tension de tenue puisse être augmenté, cela réduira la durée de vie du soufflet de l'ampoule à vide. Lors de la conception, la distance d'ouverture doit être choisie aussi petite que possible à condition de respecter les exigences de tension de tenue de fonctionnement. La distance d'ouverture d'un disjoncteur à vide de 10 kV est généralement comprise entre 8 et 12 mm, et celle d'un disjoncteur à vide de 35 kV est comprise entre 30 et 40 mm.
2. Lorsqu'il n'y a pas de force externe sur la pression de contact, le contact mobile générera une force de fermeture sur la cavité interne sous l'action de la pression atmosphérique pour la faire se fermer avec le contact statique, qui est appelé force d'auto-fermeture, et son la taille dépend du port du diamètre du soufflet. Lorsque la chambre d'extinction d'arc est en état de fonctionnement, la force est trop faible pour assurer un bon contact électrique entre les contacts mobiles et statiques, et une pression externe doit être appliquée. La somme de la pression appliquée et de la force de fermeture automatique est appelée pression de contact du contact. Cette pression de contact a les effets suivants :
(1) Assurez un bon contact entre les contacts dynamiques et statiques et rendez la résistance de contact inférieure à la valeur spécifiée.
(2) Satisfaire aux exigences de stabilité dynamique dans l'état nominal de court-circuit. La pression de contact doit être supérieure à la force de répulsion entre les contacts dans l'état de court-circuit nominal, de manière à assurer une fermeture complète et aucun dommage dans cet état.
(3) Supprimer le rebond de fermeture. Le contact peut être tamponné lorsqu'il entre en collision, et l'énergie cinétique de la collision est convertie en énergie potentielle du ressort, et le rebond du contact est restreint.
(4) Fournir une force d'accélération pour l'ouverture. Lorsque la pression de contact est élevée, le contact mobile obtient une plus grande force d'ouverture, ce qui est facile à casser et fera fondre les joints de soudure, augmentera l'accélération initiale de l'ouverture, réduira le temps d'arc et améliorera la capacité de coupure. La pression de contact du contact est un paramètre très important, et il est plus approprié d'être sélectionné après de nombreuses vérifications et tests dans la conception initiale du produit. Si la pression de contact est trop faible, elle ne peut pas répondre aux exigences des aspects ci-dessus ; mais si la pression de contact est trop élevée, d'une part, il est nécessaire d'augmenter le travail de fermeture, et d'autre part, les exigences de résistance mécanique de la chambre d'extinction d'arc et de l'ensemble de la machine doivent également être améliorées. Ce n'est pas économique.
3. Course de contact (ou course de compression)
À l'heure actuelle, le disjoncteur à vide adopte la méthode de contact de type bout à bout sans exception. Une fois que le contact mobile a touché le contact fixe, il ne peut plus avancer et la pression de contact de contact est fournie par chaque ressort de compression de contact polaire (parfois appelé ressort de fermeture). La course dite de contact est la distance entre le contact du contact de commutation et l'extrémité de force du ressort de pression de contact continuant à se déplacer jusqu'à la fin du contact, c'est-à-dire la distance de compression du ressort de contact, il est donc également appelé la course de compression.
La course de contact a deux fonctions, l'une consiste à appuyer sur le ressort de contact pour fournir une pression de contact au contact d'accouplement ; l'autre est de s'assurer qu'une certaine pression de contact est toujours maintenue après le fonctionnement et le meulage, de sorte qu'il puisse être contacté de manière fiable. Généralement, la course de contact peut être d'environ 20% à 30% de la distance d'ouverture, et le disjoncteur à vide 10kV est d'environ 3 à 4mm.
Dans la structure actuelle dudisjoncteur à vide, le ressort de fermeture du contact est conçu pour avoir une quantité considérable de pré-compression et de pré-pression même en position d'ouverture. Il s'agit de donner au contact mobile une résistance considérable pour résister à la force électrique et ne pas se rétracter lorsque le contact mobile n'a pas touché le contact statique pendant le processus de fermeture. Lorsque le contact touche le moment, la pression de contact augmente soudainement jusqu'à la valeur de pré-pression pour empêcher le rebond de fermeture, ce qui est suffisant pour résister à la répulsion électrique et rendre le contact en bon état au début ; à mesure que la course de contact avance, la pression de contact entre les contacts augmente progressivement, et lorsque la course de contact se termine, la pression de contact atteint la valeur de conception. La course de contact n'inclut pas la plage de précompression du ressort de fermeture, qui est en fait la deuxième course de compression du ressort de fermeture.
4. Vitesse de fermeture moyenne La vitesse de fermeture moyenne affecte principalement l'érosion électrique des contacts. Si la vitesse de commutation est trop faible, le temps de pré-claquage sera long, l'arc existera longtemps, la surface de contact sera fortement usée et même les contacts seront soudés et collés, ce qui réduira la durée de vie électrique de la chambre d'extinction d'arc. Cependant, si la vitesse est trop élevée, un rebond de fermeture se produira facilement et la puissance de sortie du mécanisme de commande augmentera également, ce qui aura un impact mécanique important sur la chambre d'extinction d'arc et l'ensemble de la machine, et affectera la fiabilité et la mécanique. durée de vie du produit. La vitesse de fermeture moyenne est généralement d'environ 0,6 m/s.
5. Vitesse d'ouverture moyenne La vitesse d'ouverture du disjoncteur est généralement aussi rapide que possible, de sorte que la première phase d'ouverture puisse interrompre le courant de défaut 2 à 3 ms avant que le courant ne s'approche de 0 ; sinon, la première phase d'ouverture ne peut pas être ouverte et en passant à la phase suivante, la première phase d'ouverture d'origine devient la dernière phase d'ouverture, le temps d'arc est allongé, la difficulté de rupture est augmentée et même la rupture échoue. Cependant, si la vitesse d'ouverture est trop rapide, le rebond de l'ouverture est également important. Si le rebond est trop important et que la vibration est trop forte, il est facile de provoquer un rallumage, la vitesse d'ouverture doit donc également tenir compte de cet aspect. La vitesse d'ouverture dépend principalement de l'accumulation d'énergie du ressort de contact mobile et du ressort d'ouverture lors de la fermeture. Afin d'augmenter la vitesse d'ouverture, le stockage d'énergie du ressort d'ouverture peut être augmenté, et la compression du ressort de fermeture peut également être augmentée. Cela augmentera inévitablement la puissance de sortie du mécanisme de fonctionnement et la résistance mécanique de l'ensemble de la machine, réduisant ainsi les indicateurs techniques et économiques. Après des années de tests, il est considéré que la vitesse d'ouverture moyenne d'un disjoncteur à vide de 10 kV peut être garantie à 0,95-1,2 m/s.
6. Temps de rebond de fermeture Le temps de rebond de fermeture est le temps entre le moment où le disjoncteur est bruyant, le moment où le contact touche pour la première fois, puis se sépare, peut toucher et repartir, et atteint son contact stable.
Ce paramètre n'est pas clairement stipulé dans les normes étrangères. Fin 1989, la Direction de l'Energie Electrique du Ministère de l'Energie a proposé que le temps de rebond de fermeture des disjoncteurs à vide soit inférieur à 2 ms. Pourquoi le temps de rebond de fermeture est-il inférieur à 2 ms ? La raison principale est que le moment de la fermeture et du rebond provoquera une oscillation à haute fréquence L.C dans le système ou l'équipement d'alimentation, et la surtension générée par l'oscillation peut endommager ou même endommager l'isolation de l'équipement électrique. Lorsque le rebond de fermeture est inférieur à 2 ms, aucune surtension importante ne sera générée, l'isolation de l'équipement ne sera pas endommagée et il n'y aura pas de soudure entre les contacts mobiles et statiques lors de la fermeture.
7. Asynchronisme de fermeture et d'ouverture Si l'asynchronisme de fermeture est trop important, il provoquera facilement le rebond de fermeture, car l'impulsion de mouvement délivrée par le mécanisme n'est supportée que par le contact de la première phase de fermeture. Si l'asynchronicité de l'ouverture est trop importante, le temps d'arc du tube de phase post-ouverture sera prolongé et le pouvoir de coupure sera diminué.
L'asynchronicité de la fermeture et de l'ouverture existe généralement en même temps, de sorte que l'asynchronicité de la fermeture est ajustée et l'asynchronicité de l'ouverture est garantie. Le produit nécessite que l'asynchronisme de fermeture et d'ouverture soit inférieur à 2 ms.
8. Heures de fermeture et d'ouverture
Le temps d'ouverture et de fermeture fait référence à la période de temps entre le moment où la borne de la bobine de fonctionnement est alimentée et le moment où les contacts tripolaires sont tous fermés ou séparés.
Les bobines de fermeture et d'ouverture sont conçues pour des travaux de courte durée. Le temps de mise sous tension de la bobine de fermeture est inférieur à 100 ms et celui de la bobine d'ouverture est inférieur à 60 ms. Les temps d'ouverture et de fermeture sont généralement ajustés lorsque le disjoncteur quitte l'usine, et il n'est pas nécessaire de le déplacer à nouveau.
Lorsque le disjoncteur est utilisé dans le système de production d'électricité et court-circuité à proximité de l'alimentation, le courant de défaut diminue lentement. Si le temps d'ouverture est très court, le courant de défaut coupé par le disjoncteur peut contenir une composante continue importante et la condition de coupure est encore pire. , ce qui est très préjudiciable à l'ouverture du disjoncteur. Par conséquent, il est conseillé de concevoir le temps d'ouverture du disjoncteur à vide utilisé dans le système de production d'énergie aussi long que possible.
9. Résistance de boucle
La valeur de résistance de boucle est un paramètre qui caractérise si la connexion de la boucle conductrice est bonne, et divers types de produits ont des valeurs spécifiées dans une certaine plage. Si la résistance de boucle dépasse la valeur spécifiée, il est probable qu'une connexion de la boucle conductrice soit en mauvais contact. Pendant le fonctionnement à courant élevé, l'élévation de température locale au niveau du mauvais contact augmentera, et dans les cas graves, cela provoquera même un cercle vicieux et provoquera une oxydation et une brûlure. En particulier pour les disjoncteurs utilisés pour un fonctionnement à courant élevé, une attention particulière doit être portée. Il n'est pas permis d'utiliser la méthode du pont pour mesurer la résistance de boucle, mais la méthode de chute de tension CC stipulée dans GB763 doit être utilisée.
10. Système de contact
Les contacts dedisjoncteurs à videadoptent souvent des contacts de type bout à bout.
Étant donné que la distance entre les contacts mobiles et statiques d'un disjoncteur à vide général à l'état d'ouverture n'est que de 16 mm, il est difficile de créer des surfaces de contact d'autres formes et les dommages de l'arc à action instantanée sur la surface de contact plate sont également faibles. . L'un des avantages d'un disjoncteur à vide est sa petite taille et les contacts mobiles et statiques doivent fonctionner dans un espace de vide absolu. S'il est intégré à d'autres méthodes d'amarrage, le volume du disjoncteur lui-même sera augmenté et le disjoncteur sera plus petit.
1. Distance d'ouverture La distance d'ouverture des contacts dépend principalement de la tension nominale et des exigences de tension de tenue du disjoncteur à vide. Généralement, lorsque la tension nominale est faible, la distance d'ouverture des contacts est choisie plus petite. Cependant, si la distance d'ouverture est trop petite, le pouvoir de coupure et le niveau de tension de tenue seront affectés. Si la distance d'ouverture est trop grande, bien que le niveau de tension de tenue puisse être augmenté, cela réduira la durée de vie du soufflet de l'ampoule à vide. Lors de la conception, la distance d'ouverture doit être choisie aussi petite que possible à condition de respecter les exigences de tension de tenue de fonctionnement. La distance d'ouverture d'un disjoncteur à vide de 10 kV est généralement comprise entre 8 et 12 mm, et celle d'un disjoncteur à vide de 35 kV est comprise entre 30 et 40 mm.
2. Lorsqu'il n'y a pas de force externe sur la pression de contact, le contact mobile générera une force de fermeture sur la cavité interne sous l'action de la pression atmosphérique pour la faire se fermer avec le contact statique, qui est appelé force d'auto-fermeture, et son la taille dépend du port du diamètre du soufflet. Lorsque la chambre d'extinction d'arc est en état de fonctionnement, la force est trop faible pour assurer un bon contact électrique entre les contacts mobiles et statiques, et une pression externe doit être appliquée. La somme de la pression appliquée et de la force de fermeture automatique est appelée pression de contact du contact. Cette pression de contact a les effets suivants :
(1) Assurez un bon contact entre les contacts dynamiques et statiques et rendez la résistance de contact inférieure à la valeur spécifiée.
(2) Satisfaire aux exigences de stabilité dynamique dans l'état nominal de court-circuit. La pression de contact doit être supérieure à la force de répulsion entre les contacts dans l'état de court-circuit nominal, de manière à assurer une fermeture complète et aucun dommage dans cet état.
(3) Supprimer le rebond de fermeture. Le contact peut être tamponné lorsqu'il entre en collision, et l'énergie cinétique de la collision est convertie en énergie potentielle du ressort, et le rebond du contact est restreint.
(4) Fournir une force d'accélération pour l'ouverture. Lorsque la pression de contact est élevée, le contact mobile obtient une plus grande force d'ouverture, ce qui est facile à casser et fera fondre les joints de soudure, augmentera l'accélération initiale de l'ouverture, réduira le temps d'arc et améliorera la capacité de coupure. La pression de contact du contact est un paramètre très important, et il est plus approprié d'être sélectionné après de nombreuses vérifications et tests dans la conception initiale du produit. Si la pression de contact est trop faible, elle ne peut pas répondre aux exigences des aspects ci-dessus ; mais si la pression de contact est trop élevée, d'une part, il est nécessaire d'augmenter le travail de fermeture, et d'autre part, les exigences de résistance mécanique de la chambre d'extinction d'arc et de l'ensemble de la machine doivent également être améliorées. Ce n'est pas économique.
3. Course de contact (ou course de compression)
À l'heure actuelle, le disjoncteur à vide adopte la méthode de contact de type bout à bout sans exception. Une fois que le contact mobile a touché le contact fixe, il ne peut plus avancer et la pression de contact de contact est fournie par chaque ressort de compression de contact polaire (parfois appelé ressort de fermeture). La course dite de contact est la distance entre le contact du contact de commutation et l'extrémité de force du ressort de pression de contact continuant à se déplacer jusqu'à la fin du contact, c'est-à-dire la distance de compression du ressort de contact, il est donc également appelé la course de compression.
La course de contact a deux fonctions, l'une consiste à appuyer sur le ressort de contact pour fournir une pression de contact au contact d'accouplement ; l'autre est de s'assurer qu'une certaine pression de contact est toujours maintenue après le fonctionnement et le meulage, de sorte qu'il puisse être contacté de manière fiable. Généralement, la course de contact peut être d'environ 20% à 30% de la distance d'ouverture, et le disjoncteur à vide 10kV est d'environ 3 à 4mm.
Dans la structure actuelle dudisjoncteur à vide, le ressort de fermeture du contact est conçu pour avoir une quantité considérable de pré-compression et de pré-pression même en position d'ouverture. Il s'agit de donner au contact mobile une résistance considérable pour résister à la force électrique et ne pas se rétracter lorsque le contact mobile n'a pas touché le contact statique pendant le processus de fermeture. Lorsque le contact touche le moment, la pression de contact augmente soudainement jusqu'à la valeur de pré-pression pour empêcher le rebond de fermeture, ce qui est suffisant pour résister à la répulsion électrique et rendre le contact en bon état au début ; à mesure que la course de contact avance, la pression de contact entre les contacts augmente progressivement, et lorsque la course de contact se termine, la pression de contact atteint la valeur de conception. La course de contact n'inclut pas la plage de précompression du ressort de fermeture, qui est en fait la deuxième course de compression du ressort de fermeture.
4. Vitesse de fermeture moyenne La vitesse de fermeture moyenne affecte principalement l'érosion électrique des contacts. Si la vitesse de commutation est trop faible, le temps de pré-claquage sera long, l'arc existera longtemps, la surface de contact sera fortement usée et même les contacts seront soudés et collés, ce qui réduira la durée de vie électrique de la chambre d'extinction d'arc. Cependant, si la vitesse est trop élevée, un rebond de fermeture se produira facilement et la puissance de sortie du mécanisme de commande augmentera également, ce qui aura un impact mécanique important sur la chambre d'extinction d'arc et l'ensemble de la machine, et affectera la fiabilité et la mécanique. durée de vie du produit. La vitesse de fermeture moyenne est généralement d'environ 0,6 m/s.
5. Vitesse d'ouverture moyenne La vitesse d'ouverture du disjoncteur est généralement aussi rapide que possible, de sorte que la première phase d'ouverture puisse interrompre le courant de défaut 2 à 3 ms avant que le courant ne s'approche de 0 ; sinon, la première phase d'ouverture ne peut pas être ouverte et en passant à la phase suivante, la première phase d'ouverture d'origine devient la dernière phase d'ouverture, le temps d'arc est allongé, la difficulté de rupture est augmentée et même la rupture échoue. Cependant, si la vitesse d'ouverture est trop rapide, le rebond de l'ouverture est également important. Si le rebond est trop important et que la vibration est trop forte, il est facile de provoquer un rallumage, la vitesse d'ouverture doit donc également tenir compte de cet aspect. La vitesse d'ouverture dépend principalement de l'accumulation d'énergie du ressort de contact mobile et du ressort d'ouverture lors de la fermeture. Afin d'augmenter la vitesse d'ouverture, le stockage d'énergie du ressort d'ouverture peut être augmenté, et la compression du ressort de fermeture peut également être augmentée. Cela augmentera inévitablement la puissance de sortie du mécanisme de fonctionnement et la résistance mécanique de l'ensemble de la machine, réduisant ainsi les indicateurs techniques et économiques. Après des années de tests, il est considéré que la vitesse d'ouverture moyenne d'un disjoncteur à vide de 10 kV peut être garantie à 0,95-1,2 m/s.
6. Temps de rebond de fermeture Le temps de rebond de fermeture est le temps entre le moment où le disjoncteur est bruyant, le moment où le contact touche pour la première fois, puis se sépare, peut toucher et repartir, et atteint son contact stable.
Ce paramètre n'est pas clairement stipulé dans les normes étrangères. Fin 1989, la Direction de l'Energie Electrique du Ministère de l'Energie a proposé que le temps de rebond de fermeture des disjoncteurs à vide soit inférieur à 2 ms. Pourquoi le temps de rebond de fermeture est-il inférieur à 2 ms ? La raison principale est que le moment de la fermeture et du rebond provoquera une oscillation à haute fréquence L.C dans le système ou l'équipement d'alimentation, et la surtension générée par l'oscillation peut endommager ou même endommager l'isolation de l'équipement électrique. Lorsque le rebond de fermeture est inférieur à 2 ms, aucune surtension importante ne sera générée, l'isolation de l'équipement ne sera pas endommagée et il n'y aura pas de soudure entre les contacts mobiles et statiques lors de la fermeture.
7. Asynchronisme de fermeture et d'ouverture Si l'asynchronisme de fermeture est trop important, il provoquera facilement le rebond de fermeture, car l'impulsion de mouvement délivrée par le mécanisme n'est supportée que par le contact de la première phase de fermeture. Si l'asynchronicité de l'ouverture est trop importante, le temps d'arc du tube de phase post-ouverture sera prolongé et le pouvoir de coupure sera diminué.
L'asynchronicité de la fermeture et de l'ouverture existe généralement en même temps, de sorte que l'asynchronicité de la fermeture est ajustée et l'asynchronicité de l'ouverture est garantie. Le produit nécessite que l'asynchronisme de fermeture et d'ouverture soit inférieur à 2 ms.
8. Heures de fermeture et d'ouverture
Le temps d'ouverture et de fermeture fait référence à la période de temps entre le moment où la borne de la bobine de fonctionnement est alimentée et le moment où les contacts tripolaires sont tous fermés ou séparés.
Les bobines de fermeture et d'ouverture sont conçues pour des travaux de courte durée. Le temps de mise sous tension de la bobine de fermeture est inférieur à 100 ms et celui de la bobine d'ouverture est inférieur à 60 ms. Les temps d'ouverture et de fermeture sont généralement ajustés lorsque le disjoncteur quitte l'usine, et il n'est pas nécessaire de le déplacer à nouveau.
Lorsque le disjoncteur est utilisé dans le système de production d'électricité et court-circuité à proximité de l'alimentation, le courant de défaut diminue lentement. Si le temps d'ouverture est très court, le courant de défaut coupé par le disjoncteur peut contenir une composante continue importante et la condition de coupure est encore pire. , ce qui est très préjudiciable à l'ouverture du disjoncteur. Par conséquent, il est conseillé de concevoir le temps d'ouverture du disjoncteur à vide utilisé dans le système de production d'énergie aussi long que possible.
9. Résistance de boucle
La valeur de résistance de boucle est un paramètre qui caractérise si la connexion de la boucle conductrice est bonne, et divers types de produits ont des valeurs spécifiées dans une certaine plage. Si la résistance de boucle dépasse la valeur spécifiée, il est probable qu'une connexion de la boucle conductrice soit en mauvais contact. Pendant le fonctionnement à courant élevé, l'élévation de température locale au niveau du mauvais contact augmentera, et dans les cas graves, cela provoquera même un cercle vicieux et provoquera une oxydation et une brûlure. En particulier pour les disjoncteurs utilisés pour un fonctionnement à courant élevé, une attention particulière doit être portée. Il n'est pas permis d'utiliser la méthode du pont pour mesurer la résistance de boucle, mais la méthode de chute de tension CC stipulée dans GB763 doit être utilisée.
10. Système de contact
Les contacts dedisjoncteurs à videadoptent souvent des contacts de type bout à bout.
Étant donné que la distance entre les contacts mobiles et statiques d'un disjoncteur à vide général à l'état d'ouverture n'est que de 16 mm, il est difficile de créer des surfaces de contact d'autres formes et les dommages de l'arc à action instantanée sur la surface de contact plate sont également faibles. . L'un des avantages d'un disjoncteur à vide est sa petite taille et les contacts mobiles et statiques doivent fonctionner dans un espace de vide absolu. S'il est intégré à d'autres méthodes d'amarrage, le volume du disjoncteur lui-même sera augmenté et le disjoncteur sera plus petit.
L'un des avantages d'un disjoncteur à vide est sa petite taille et les contacts mobiles et statiques doivent fonctionner dans un espace de vide absolu. S'il est intégré à d'autres méthodes d'amarrage, il augmentera également le volume du disjoncteur lui-même !
