ข่าวอุตสาหกรรม
อ เบรกเกอร์สูญญากาศในร่ม (VCB) เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งและป้องกันแรงดันไฟฟ้าปานกลางที่ใช้สุญญากาศเป็นสื่อกลางในการดับอาร์คเพื่อขัดขวางกระแสไฟลัดและแยกวงจรไฟฟ้าภายในการติดตั้งสวิตช์เกียร์ภายในอาคารแบบปิด แตกต่างจากเบรกเกอร์วงจรน้ำมันหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ระเบิดอากาศ ซึ่งอาศัยของเหลวหรือก๊าซอัดเพื่อดับส่วนโค้งที่เกิดขึ้นเมื่อหน้าสัมผัสแยกกันภายใต้ภาระ เบรกเกอร์สุญญากาศประกอบด้วยชุดหน้าสัมผัสภายในซองเซรามิกหรือแก้วที่มีการอพยพอย่างมาก — โดยทั่วไปจะคงไว้ที่ความดันสุญญากาศ 10⁻³ ถึง 10⁻7 Pa — โดยที่การไม่มีโมเลกุลของก๊าซทำให้การยังชีพส่วนโค้งแทบจะเป็นไปไม่ได้หลังจากการข้ามศูนย์ในปัจจุบัน
VCB ภายในอาคารได้รับการออกแบบสำหรับการติดตั้งภายในแผงสวิตช์เกียร์หุ้มโลหะ ยูนิตหลักแบบวงแหวน และศูนย์ควบคุมมอเตอร์ในโรงงานต่างๆ เช่น สถานีไฟฟ้าย่อย โรงงานอุตสาหกรรม อาคารพาณิชย์ ศูนย์ข้อมูล และเครือข่ายการกระจายสาธารณูปโภค โดยทำงานข้ามช่วงแรงดันไฟฟ้าปานกลาง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 3.6 kV ถึง 40.5 kV และมีจำหน่ายในพิกัดกระแสปกติตั้งแต่ 630 A ถึง 4000 A โดยมีความสามารถในการทำลายการลัดวงจรโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 16 kA ถึง 63 kA ฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดกะทัดรัด ข้อกำหนดในการบำรุงรักษาขั้นต่ำ และความสะอาดของสิ่งแวดล้อม ทำให้เป็นเทคโนโลยีเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่โดดเด่นในการใช้งานแรงดันไฟฟ้าปานกลางในร่มที่ทันสมัยทั่วโลก
กลไกการหยุดชะงักของส่วนโค้งในเซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศนั้นแตกต่างโดยพื้นฐานจากเทคโนโลยีเบรกเกอร์อื่นๆ และเป็นส่วนสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใด VCB จึงทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือตลอดอายุการใช้งานที่ขยายออกไป เมื่อเบรกเกอร์ได้รับสัญญาณทริป — ไม่ว่าจะจากรีเลย์ป้องกันที่ตรวจจับกระแสเกิน ความผิดปกติของดิน หรือสภาวะที่แตกต่าง กลไกการทำงานจะแยกหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ออกจากหน้าสัมผัสคงที่ภายในขวดขัดขวางสุญญากาศอย่างรวดเร็ว
เนื่องจากเป็นส่วนของหน้าสัมผัส กระแสไฟฟ้ายังคงไหลเป็นเวลาสั้นๆ ผ่านส่วนโค้งของไอโลหะที่เกิดจากการระเหยของวัสดุที่สัมผัส ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นโลหะผสมทองแดง-โครเมียม ส่วนโค้งนี้จะมีอยู่ตราบเท่าที่กระแสไหลเท่านั้น ที่การข้ามศูนย์ของกระแสไฟฟ้าตามธรรมชาติของรูปคลื่นไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งเกิดขึ้น 100 ครั้งต่อวินาทีที่ 50 เฮิรตซ์ ส่วนโค้งจะดับลงเนื่องจากสภาพแวดล้อมในสุญญากาศไม่สามารถคงสภาพการแตกตัวเป็นไอออนได้หากไม่มีตัวกลางของก๊าซ ความเป็นฉนวนของช่องว่างสุญญากาศจะฟื้นตัวเกือบจะทันทีหลังจากกระแสเป็นศูนย์ ป้องกันการลุกไหม้ของส่วนโค้งอีกครั้งแม้ที่แรงดันการกู้คืนสูง เหตุการณ์การหยุดชะงักทั้งหมด ตั้งแต่การแยกหน้าสัมผัสไปจนถึงการสูญเสียส่วนโค้งสุดท้าย โดยทั่วไปจะใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งครึ่งรอบ — ต่ำกว่า 10 มิลลิวินาที — ทำให้เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศกลายเป็นอุปกรณ์ป้องกันการหักล้างที่รวดเร็วที่สุดที่มีอยู่
การทำความเข้าใจโครงสร้างภายในของ VCB ภายในอาคารช่วยให้วิศวกรและเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาตระหนักดีว่าแต่ละส่วนประกอบมีส่วนช่วยต่อประสิทธิภาพโดยรวมและอายุการใช้งานที่ยืนยาวอย่างไร
ตัวขัดขวางสุญญากาศคือซองปิดผนึกที่บรรจุคู่หน้าสัมผัส สร้างขึ้นจากเซรามิกอลูมินาสูงหรือแก้วบอโรซิลิเกตเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสุญญากาศตลอดการใช้งานหลายทศวรรษ หน้าสัมผัสด้านในทำจากโลหะผสมทองแดง-โครเมียม (CuCr) ซึ่งมีความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดของการนำไฟฟ้า ความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนโค้ง และคุณลักษณะกระแสสับต่ำ เรขาคณิตของหน้าสัมผัส ซึ่งมักเป็นร่องเกลียวหรือการออกแบบรูปทรงถ้วย จะให้สนามแม่เหล็กตามขวางที่ขับเคลื่อนส่วนโค้งให้อยู่ในโหมดการหมุนแบบกระจาย แทนที่จะปล่อยให้มีสมาธิอยู่ที่จุดคงที่ ซึ่งจะทำให้เกิดการกัดเซาะของหน้าสัมผัสอย่างรวดเร็วและลดความสามารถในการขัดจังหวะ
กลไกการทำงานให้พลังงานกลที่จำเป็นในการเปิดและปิดหน้าสัมผัสด้วยความเร็วและแรงที่จำเป็นสำหรับการหยุดชะงักและการสร้างที่เชื่อถือได้ กลไกสามประเภทที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กลไกที่ชาร์จด้วยสปริงจะเก็บพลังงานไว้ในสปริงปิดที่ชาร์จไว้ล่วงหน้าและสปริงทริปที่แยกจากกัน ซึ่งปล่อยออกมาโดยแอคชูเอเตอร์โซลินอยด์ตามคำสั่ง กลไกแอคทูเอเตอร์แม่เหล็กใช้แม่เหล็กถาวรเพื่อยึดหน้าสัมผัสทั้งในตำแหน่งเปิดและปิด โดยมีกระแสพัลส์สั้นๆ ที่จำเป็นในการเปลี่ยนสถานะเท่านั้น ทำให้มีอายุการใช้งานเชิงกลยาวนานเป็นพิเศษ และกลไกสปริงแบบมอเตอร์จะชาร์จโดยอัตโนมัติหลังการทำงานแต่ละครั้ง ทำให้มั่นใจได้ว่าเบรกเกอร์จะพร้อมเสมอสำหรับรอบการสลับครั้งถัดไปโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง
ตัวขัดขวางสุญญากาศสามตัว — หนึ่งตัวต่อเฟส — ได้รับการรองรับภายในโครงฉนวนที่ทำจากอีพอกซีเรซินหรือโพลีเมอร์เสริมใยแก้ว โครงสร้างนี้ให้ฉนวนระหว่างเฟสต่อเฟสและระหว่างเฟสถึงดิน ความแข็งแกร่งทางกลภายใต้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างกระแสไฟฟ้าขัดข้อง และความต้านทานต่อความชื้นและการติดตามพื้นผิว ใน VCB แบบดึงออก โมดูลเบรกเกอร์ทั้งหมดจะติดตั้งอยู่บนโครงเครื่องที่สามารถม้วนเข้าหรือออกจากแผงสวิตช์เกียร์บนรางนำได้ ช่วยให้สามารถแยกชิ้นส่วนได้อย่างปลอดภัยสำหรับการตรวจสอบและบำรุงรักษาโดยไม่ต้องถอดบัสบาร์
เซอร์กิตเบรกเกอร์สุญญากาศภายในอาคารได้รับการผลิตและทดสอบตามมาตรฐานสากลที่เข้มงวด — ส่วนใหญ่เป็น IEC 62271-100 สำหรับเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ และ ANSI/IEEE C37.04 สำหรับตลาดอเมริกาเหนือ ตารางต่อไปนี้สรุปช่วงพิกัดทั่วไปที่พบในข้อกำหนด VCB ภายในอาคาร:
| พารามิเตอร์ | ช่วงทั่วไป | ค่ามาตรฐานทั่วไป |
| แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ | 3.6 กิโลโวลต์ – 40.5 กิโลโวลต์ | 7.2 กิโลโวลต์, 12 กิโลโวลต์, 24 กิโลโวลต์, 36 กิโลโวลต์ |
| จัดอันดับกระแสปกติ | 630 เอ – 4000 เอ | 630 ก, 1250 ก, 2000 ก, 3150 ก |
| จัดอันดับกระแสไฟลัดวงจร | 16 กิโลแอมป์ – 63 กิโลแอมป์ | 20 กิโลแอมป์, 25 กิโลแอมป์, 31.5 กิโลแอมป์, 40 กิโลแอมป์ |
| พิกัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (พีค) | 40 กิโลแอมป์ – 160 กิโลแอมป์ | 2.5× กระแสไฟกระชาก (IEC) |
| ระดับความทนทานทางกล | M1 หรือ M2 | M1: 2,000 ปฏิบัติการ; M2: 10,000 ปฏิบัติการ |
| คลาสความทนทานทางไฟฟ้า | E1 หรือ E2 | E2: ไม่ต้องเปลี่ยนหน้าสัมผัสตลอดอายุการใช้งาน |
| ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน | -25°ซ ถึง 55°ซ | การลดระดับความสูงเหนือ 1,000 ม |
ความแตกต่างระหว่างคลาสความทนทานทางกล M1 และ M2 และระหว่างคลาสความทนทานทางไฟฟ้า E1 และ E2 มีความสำคัญสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการสวิตชิ่งบ่อยครั้ง เช่น การสลับแบงค์คาปาซิเตอร์ การสตาร์ทมอเตอร์ หรือการควบคุมเตาอาร์ค ซึ่งระดับความทนทานที่สูงกว่าแปลโดยตรงเป็นอายุการใช้งานการสัมผัสที่ยาวนานขึ้น และลดระยะเวลาการบำรุงรักษา
การนำเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบสุญญากาศมาใช้อย่างแพร่หลายในการใช้งานแรงดันไฟฟ้าปานกลางภายในอาคารในช่วงสี่ทศวรรษที่ผ่านมาเป็นผลมาจากข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่แท้จริงเมื่อเทียบกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ก๊าซ SF₆ เซอร์กิตเบรกเกอร์น้ำมันขั้นต่ำ และเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบระเบิดอากาศที่พวกเขาเปลี่ยนมาใช้ส่วนใหญ่
VCB ภายในอาคารทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ป้องกันหลักและสวิตช์ในการใช้งานแรงดันไฟฟ้าปานกลางที่หลากหลาย โดยแต่ละประเภทมีความต้องการที่แตกต่างกันบนเบรกเกอร์ในแง่ของความถี่ในการสลับ ประเภทโหลด และขนาดของกระแสไฟฟ้าขัดข้อง
ในสถานีไฟฟ้าย่อยด้านสาธารณูปโภคและอุตสาหกรรม VCB ภายในอาคารได้รับการติดตั้งในสวิตช์เกียร์ที่หุ้มด้วยโลหะ เช่น เบรกเกอร์ตัวป้อนขาเข้า เบรกเกอร์ข้อต่อบัส และเบรกเกอร์ตัวป้อนขาออก โดยให้การป้องกันข้อผิดพลาดที่ประสานงานกับอุปกรณ์ป้องกันต้นน้ำและปลายน้ำ ช่วยให้สามารถกำจัดข้อผิดพลาดแบบเลือกได้ ซึ่งจะแยกเฉพาะส่วนที่ชำรุด ในขณะที่ยังคงรักษาความต่อเนื่องในการจ่ายให้กับตัวป้อนที่ไม่ได้รับผลกระทบ เบรกเกอร์เหล่านี้ได้รับการจัดอันดับที่ 12 kV หรือ 24 kV โดยมีกระแสไฟกระชากที่ 25 kA ถึง 40 kA จะต้องผสมผสานความน่าเชื่อถือสูงเข้ากับการตอบสนองการตัดการทำงานที่รวดเร็ว เพื่อจำกัดพลังงานข้อผิดพลาดและลดความเสียหายของอุปกรณ์
มอเตอร์แรงดันไฟฟ้าปานกลางขนาดใหญ่ — โดยทั่วไปจะมีกำลังสูงกว่า 1 MW — ต้องใช้เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศโดยเฉพาะสำหรับการสตาร์ท การป้องกันการทำงาน และการสะดุดฉุกเฉิน VCB ของเครื่องป้อนมอเตอร์ต้องรับมือกับกระแสกระชากสูงในระหว่างการสตาร์ทแบบออนไลน์โดยตรง ซึ่งสามารถเข้าถึงกระแสไฟเต็มโหลดได้ถึง 6 ถึง 8 เท่า โดยไม่สะดุดสะดุด นอกจากนี้ยังต้องตอบสนองต่อสัญญาณรีเลย์ป้องกันสำหรับโอเวอร์โหลดความร้อน โรเตอร์ที่ถูกล็อค เฟสไม่สมดุล และสภาวะข้อผิดพลาดของดินภายในมิลลิวินาที เพื่อป้องกันความเสียหายของขดลวดมอเตอร์ โดยทั่วไปความทนทานทางกลของคลาส M2 จะถูกระบุสำหรับหน้าที่การสลับมอเตอร์เนื่องจากการสตาร์ท-หยุดบ่อยครั้งที่เกี่ยวข้อง
VCB ของตัวป้อนหม้อแปลงช่วยปกป้องหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแรงดันปานกลางถึงแรงดันต่ำจากข้อผิดพลาดภายนอก ข้อผิดพลาดของขดลวดภายในที่ตรวจพบโดย Buchholz หรือรีเลย์ส่วนต่าง และสภาวะอุณหภูมิสูงเกินไป พวกมันจำเป็นต้องสร้างและขัดจังหวะกระแสแม่เหล็กพุ่งเข้าสูงที่ไหลเมื่อมีการจ่ายไฟของหม้อแปลง ซึ่งสามารถเข้าถึงกระแสไฟพิกัด 8 ถึง 12 เท่า โดยไม่มีการทำงานผิดพลาด โดยต้องมีการประสานงานอย่างระมัดระวังของการตั้งค่าการควบคุมการไหลเข้าของรีเลย์ป้องกันกับลักษณะการทำงานของเบรกเกอร์
การสลับธนาคารตัวเก็บประจุเพื่อแก้ไขตัวประกอบกำลังจะสร้างกระแสกระแสเข้าชั่วคราวความถี่สูงและแรงดันไฟฟ้ากู้คืนชั่วคราวที่ทำให้เกิดความเครียดที่หน้าสัมผัสของเซอร์กิตเบรกเกอร์และฉนวนอย่างรุนแรง VCB ที่ใช้สำหรับการเปลี่ยนตัวเก็บประจุจะต้องได้รับการจัดอันดับและทดสอบโดยเฉพาะสำหรับระดับหน้าที่นี้ - กำหนด C1 (ความน่าจะเป็นของการหยุดทำงานต่ำ) หรือ C2 (ความน่าจะเป็นของการหยุดทำงานต่ำมาก) ภายใต้ IEC 62271-100 VCB การสลับตัวเก็บประจุรวมวัสดุหน้าสัมผัสและรูปทรงของช่องว่างที่ได้รับการปรับปรุงเป็นพิเศษเพื่อลดความน่าจะเป็นของการหยุดทำงาน ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินที่เป็นอันตรายทั่วทั้งเครือข่ายที่เชื่อมต่อ
แม้ว่า VCB ภายในอาคารต้องการการบำรุงรักษาตามปกติน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับน้ำมันหรือก๊าซ การประเมินสภาพเป็นระยะๆ ยังคงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อยืนยันประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้อย่างต่อเนื่องตลอดอายุการใช้งานที่คาดไว้ 25 ถึง 30 ปีของอุปกรณ์
การเลือก VCB ภายในอาคารที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานเฉพาะจำเป็นต้องมีการประเมินอย่างเป็นระบบของพารามิเตอร์ระบบไฟฟ้า คุณลักษณะของโหลด สวิตช์เกียร์ที่จะติดตั้ง และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เกณฑ์ต่อไปนี้ควรได้รับการยืนยันก่อนที่จะสรุปข้อกำหนด:
ADDRESS: หมู่บ้าน Tantou, เมือง Liushi, Yueqing, Wenzhou, Zhejiang, จีน
PHONE : +86-15825411918 ซินดี้
+86-15158525907 สเตลล่า
EMAIL : [email protected]
Zhejiang Mingtuo Electrical Technology Co., Ltd. สงวนลิขสิทธิ์.
เซอร์กิตเบรกเกอร์ป้องกันไฟฟ้า ผู้ผลิตเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันไฟฟ้าปานกลาง โรงงานเซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันต่ำ
