Växelverk som används i elkraftkretsen
Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om typerna och m anintenansen av växlaren som används i elkretsen.
Typ av omkopplare:
Växelverkan spelar en viktig roll i elkretsen.
Switchgear används:
(1) För att styra utrustningen genom att ansluta den till eller koppla från den,
(2) För att skydda kretsar och utrustning från fel, särskilt överbelastning och jordfel, och
(3) För att isolera sektioner av ett elsystem, när sektionerna är lediga, om arbete ska utföras på dem.
Tre strömbrytare används i strömkretsar. De kallas entreprenörer, strömbrytare, isolatorer, beroende på vilken funktion de är konstruerade för.
1. Kontaktorer:
Kontaktorer används för att styra utrustning, som elmotorer. När en entreprenör är stängd, är kretsen som levererar utrustningen färdig, strömmen börjar strömma och utrustningen fungerar. När kontaktorn är öppen är kretsen bruten, strömmen slutar strömma och utrustningen upphör att fungera.
Normalt drivs kontaktorer med fjärrkontroll, dvs kontaktorns mekanism påverkas av armaturen hos en solenoid som kallas operationsspolen. För att stänga kontaktorn aktiveras drivspolen genom en omkopplare eller ett relä som fyller kretsen genom den.
Kontaktorn öppnas genom att bryta driftsspolningskretsen och därigenom frigöra kontaktmekanismen som tillåter kontakterna att öppna och bryta strömkretsen.
De flesta kontaktorer, speciellt de som används i in-bye-system, dvs. i grindändpaneler, drivs av lågspännings-pilotkretsar. Pilotkretsen används för att stänga ett relä som i sin tur fullbordar kretsen via styrspolen.
En kontaktor är vanligtvis utrustad med anordningar som gör att den öppnas automatiskt om ett jordfel inträffar eller om kretsen är överbelastad. Kontaktorn sägs då resa ut.
2. kretsbrytare:
Kretsbrytare är konstruerade som distributionsbrytare. De används för att ansluta ström till och avbryta strömmen från sektionerna i elsystemet. En brytare brukar manövreras manuellt och öppnas eller stängs med hjälp av en spak monterad utanför höljet, även om kretsbrytare som används för att starta större högspänningsmotorer är vanligtvis försedda med fjäderassisterad magnet eller motorstyrd mekanism.
En brytare är utrustad med skyddssystem, det vill säga överbelastningsskydd och jordfelsskydd som automatiskt utlöses vid fel.
När en sektion är att börja fungera stängs först brytare som styr den delen. Strömmen ansluts sedan till busstänger i Contactor-enheten som styr motorerna individuellt. När strömbrytarna är stängda är kretsen förberedd för att kontaktorerna ska starta och stoppa motorerna efter behov.
En strömbrytare kan krävas för att bryta en krets i vilken strömmen strömmar. I en nödsituation kan en operatör stoppa strömmen i kretsen genom att öppna brytaren med handtaget. Om det finns ett fel kan brytaren bryta ut, medan strömmen strömmar.
Kretsbrytare är inte i första hand utformade för att slutföra en krets och startutrustning. Denna plikt utförs normalt av kontaktorer. Ändå kan kretsbrytare användas för detta ändamål, och de används ibland för att styra motorer för vilka pilotstyrning är nödvändig.
3. Isolatorer:
Isolatorer tillhandahålls som säkerhetsåtgärd. De används för att koppla bort en krets från levande bussar när arbetet måste utföras på kretsen och för att säkerställa att strömmen inte kan rekommenderas av oavsiktlig användning av huvudströmbrytaren.
Isolatorer är normalt inte konstruerade för att göra eller bryta en belastningskrets, och det kan vara extremt farligt att öppna vissa typer av isolator medan lastströmmen strömmar genom kontakterna.
Vissa isolatorer kan emellertid användas för att bryta kretsen i en nödsituation när huvudkontaktorn inte öppnas. Dessa är kända som lastbrytningsisolatorer, som kombinerar funktionerna för isolatorer och några av funktionerna hos brytare.
Många isolatorns brytare är konstruerade för att användas som ett medel för utmatning av de isolerade ledarna; Sådana isolatorer är försedda med ett läge för att ansluta ledarna direkt till jord som kallas jordningsisolatorer. Andra typer av omkopplare används i strömkretsar för speciella ändamål, t.ex. fasomkopplare för ändring av rotationsriktningen hos en växelströmsmotor.
Omkopplaren, som isolatorns brytare, är normalt inte avsedda att användas medan strömmen strömmar, eftersom det blir en farlig övning på grund av sin långsamma och allmänt manuella funktion. Därför rekommenderas att isolatorn ska vara inkopplad med brytare och jordningsisolator.
Det vill säga vid öppnandet bör strömbrytaren öppna "först då isolatorn, och först därefter ska jordningsisolatorn vara stängd. När kretskortet stängs öppnas jordningsisolatorn, så stängs isolatorn, och slutligen stängs strömbrytaren.
Kontakter:
Material som används för kontakter:
De material som oftast används för kontakter i en strömkrets är koppar, eftersom koppar är en mycket bra ledare av elektricitet och dess yta kan brännas till fint polerat.
Generellt är resistiviteten hos glödgad koppar med hög ledningsförmåga 0. 17241 ohm / kvm. mm. per meter vid 20 ° C och material som har denna resistivitet beskrivs att ha en konduktivitet på 100 procent enligt internationella glödgade kopparstandard, kort sagt, IACS
Faktum är att endast silver med 106 procent IACS har en större konduktivitet, men dess höga pris och andra faktorer begränsar dess allmänna användning. Å andra sidan kan ett billigare material, aluminium inte användas som kontaktmaterial, eftersom dess ledningsförmåga är endast 62 procent av IACS
Koppar är emellertid en mjuk metall och kopparkontaktytor är vanligtvis skadade vid användning, särskilt där det finns frekvent ON / OFF-drift. Därför bildas kopparkontaktytor av hårdare metaller som sintrat silver eller volfram som kan motstå skador och slitage.
När en speciell metall används för en faktisk kontaktyta är det vanligt att man gör huvudkroppen av kopparkontakt och binder ytmaterialet till det.
Olika typer av kontakter, vilka var och en har en annan stängningsverkan, används. Buttkontakter används för alla medium- och lågspänningskontaktorer och brytare, och för vissa högspänningsbrytare. Glidkontakter finns på huvudbrytaren för högspänningsfördelningen. Fig. 13.1. visar olika typer av kontakter som vanligtvis används.
Användning av kontakter:
De väsentliga delarna av varje växel är dess kontakter. För varje elektrisk ledning som ska göras eller brytas av omkopplaren måste det finnas minst två kontakter, dvs en fast kontakt och en rörlig kontakt. Den fasta kontakten monteras vanligtvis på isolerande material och ansluts av en fast ledare till antingen en utgående eller en inkommande terminal.
Den rörliga kontakten bärs av en omkopplingsmekanism som kan bringa den i kontakt med den fasta kontakten för att göra kretsen eller flytta den bort från den fasta kontakten för att bryta kretsen. Den rörliga kontakten är ansluten till sin terminal antingen genom någon del av omkopplingsmekanismen, eller genom en flexibel kontakt, såsom kopparfläta.
Vissa typer av brytare, särskilt de som är avsedda för användning i högspänningskretsar, kan ha två par kontakter i serie i varje linje.
De två fasta kontakterna är var och en anslutna till en terminal medan de två rörliga kontakterna är anslutna till varandra. Men när strömbrytaren är stängd, flyttar de rörliga kontakterna de fasta kontakterna och så avslutar strömbanan. Detta arrangemang övervinner svårigheten att tillhandahålla en flexibel ledare för en kraftig ström, och bryter också kretsen på två ställen samtidigt och därigenom bidrar till att minska bågningen.
Vissa strömbrytare som används för lågspänningskretsar har också en enda rörlig kontakt som överbryggar två fasta kontakter. Växlar som är konstruerade för att bära en kraftig ström har i allmänhet två eller flera uppsättningar kontakter parallellt i varje linje, varigenom det totala kontaktområdet i varje linje ökar.
En strömbrytare som isolerar kretsen den styr, har en levande sida och en dödsida. Den döda sidan är den som är isolerad från utbudet, det vill säga den utgående terminalen; och den levande sidan är den som försörjningen är ansluten till, dvs de inkommande terminalerna. En växels levande sida kan dock endast göras död genom att öppna en brytare längre fram i distributionssystemet.
Sålunda kan den levande sidan, dvs busstängerna hos en grindändkontaktor, endast isoleras och göras död genom att öppna lämplig sektionsbrytare. En växels levande sida ska aldrig exponeras om inte isoleringsbrytaren är öppen och rätt åtgärder har vidtagits för att förhindra att omkopplaren kan stängas av misstag. Detta kan göras genom att låsa hela strömbrytaren i OFF-läge.
Frågan om "levande sida" och "dödsidan" uppstår endast när strömbrytaren är öppen.
Man bör komma ihåg att när strömbrytaren är stängd måste strömvägen genom kontaktkontakterna ha så låg resistans som möjligt. Om kontaktmotståndet är högt kan apparaten inte dra hela strömkraven från tillförseln så att den inte fungerar effektivt. Hög kontaktmotstånd överhettar också kontakterna själva.
I ett extremt allvarligt fall kan långvarig överuppvärmning få kontakterna att smälta ihop vilket gör det möjligt för brytaren att bryta kretsen om det skulle bli nödvändigt att göra det. En omkopplare måste kunna ta minst en kort stund en mycket tyngre ström än vad som normalt förväntas strömma utan allvarlig överhettning.
En stor strömkälla kan strömma genom kontakterna på grund av kortslutning eller jordfel. Kontaktmotståndet bestäms av kontaktområdet, kvaliteten på de parade ytorna, kontakttrycket och kontaktens renhet. Därför bör en ingenjör i mina regelbundet uppmärksamma dessa fyra viktiga faktorer som är ansvariga för ökningen och minskningen av kontaktmotståndet.
Låt oss diskutera dessa fyra faktorer i korthet:
(a) Kontaktområde:
I vilken kontakt som helst är kontaktytan den delen av varje parningsyta som faktiskt rör den andra. Fig. 13.3 illustrerar fallet. Precis som en ledare, för att bära en given märkström effektivt, måste den ha en minsta tvärsnittsarea, så ett par kontakter måste bibehålla ett minsta kontaktområde för att bära den önskade strömmen.
Kontaktområdet bestäms huvudsakligen av kontakternas storlek och form. Kontaktområdet kan emellertid minskas genom skador på kontaktytorna, såsom gropning. Därför bör utplårade kontakter alltid undvikas, eftersom kvaliteten hos parningsytorna är avgörande för kontaktmotståndet.
Inga ytor är emellertid helt släta om de ses under ett mikroskop. Om det ses under ett mikroskop kan även en högpolerad metallyta ses som ojämn, med höga fläckar på den. Det faktiska kontaktområdet mellan ytorna är därför mindre än det verkar vara från normal visuell undersökning.
Om ytorna är relativt grova är det faktiska kontaktområdet mycket mindre än det verkar vara, och kontakterna är därför mindre effektiva. Fig 13.2 illustrerar skadade kontakter.
Men när kontakterna har använts under en längre tid, har båda ytorna blivit slitna. De slitna kontakterna kommer fortfarande att vara ojämna, men eftersom kontakterna ständigt berör varandra på samma ställen, tenderar det att de parande ytorna slits samman, så att deras faktiska kontaktområde ökar.
Höga fläckar på en kontaktyta, till exempel, tenderar att matcha håligheter i den andra ytan. Men om inte detta inte sker enhetligt ökar kontaktområdet inte i praktiken. Därför, även om det kan förklaras teoretiskt, men praktiskt taget har det visat sig att kontakterna en gång eroderade blir mer skadade gradvis.
Om kontakterna körs i normalt skick ökar kontaktens effektivitet strax efter användningen, men efter flera felproblem av kontakterna blir de ojämnt uthärda och skapar luckor istället för ökat område.
Därför, som tidigare förklarats, när gnistning uppstår eller överdriven värme genereras, bör kontakterna inte hållas i bruk, annars kommer de att bli överhettade och skada de andra delarna och isoleringen också i systemet.
(b) Kontakttryck:
Kontakttryck är viktigast för att kontakterna ska fungera effektivt i alla växlar. Men jämna kontaktytorna är, om de rör sig lätt tillsammans, berör endast de höga fläckarna på kontaktytorna varandra, så att det faktiska kontaktområdet är ganska litet och därmed orsakar överdriven värme.
I praktiken hålls kontakterna ihop under tryck, så att de höga fläckarna på varje yta tenderar att sammanlåsas med hålen på den andra ytan. Det faktiska kontaktområdet, under tryck, ökar kraftigt. Kontakttrycket upprätthålls vanligtvis av fjädrar, som spiralfjäder, bladfjäder, spiralfjäder, vilket är användbart för ett visst krav.
Det erforderliga kontakttrycket beror på omkopplarens utformning och det tryck som krävs. Men i mindre brytare och kontaktorer är kontakterna själva gjorda av fjädermaterial eller gjord av sådan form att fjädring kan uppnås för att ge erforderligt kontakttryck.
Men vid omkopplingar av isolatorer eller kontaktorer med högre betyg, säger ovanför 50A, måste ett separat fjäderarrangemang ges. Nedan ges en notering för ungefärligt kontakttryck i Kg / M 2 av olika strömvärdering vid mellanspänning.
(c) Rengöring av kontakter:
Kontaktytor är mest effektiva när de är ljusa och rena. En film på kontaktytorna som exempelvis kan vara orsakad av oxidation tenderar att öka kontakthållfastheten genom att införa ett tunt isoleringslager mellan parringsytorna.
Andra former av smuts, som damm eller grit kan, förutom sin egen isolerande effekt, påverka kontaktmotståndet ytterligare genom att förhindra att kontaktytorna sitter ordentligt ihop. Detta förklaras i figur 13.4.
De flesta kontakter är dock utformade för att vara självrengöring. Knivkontakterna hos isolatorer och kilkontakter som visas i fig 13.2. av högspänningsbrytare, har en uppenbar glidning som hjälper dem att hålla dem fria från film och smuts.
Därför är de flesta kontaktarrangemangen utformade att stänga med en avtorkning och rullande verkan då kontakttrycket verkställs. Avtorkning eller rullande verkan är tillräcklig för att hålla kontakten ren under normalt driftstillstånd, om torkningen och rullningen är korrekt utformad.
Arc Control:
Vid en tidpunkt då en strömkrets bär kraftig ström, det vill säga när en transportmotorkrets bryts, tenderar kretsens höga induktans att fortsätta strömflödet. När kontakterna separeras utdrags en båge. Medan bågen fortsätter strömmar strömmen i kretsen.
Det är möjligt för en apparat att fortsätta arbeta från strömmen som matas genom en båge, och om bågen som dras ut när kontakterna separerade inte släcktes snabbt skulle kontrollen av kretsen gå förlorad. Arc kontroll är också viktigt eftersom bågning mellan kontakter snabbt bromsar bort kontaktytorna.
Kontaktytorna blir utplånade, och kontaktmotståndet ökas. Därför blir kontakterna värdelösa och behöver ersättas. Men om bågen styrs kan kontakterna sparas från tidig skada.
Eftersom det emellertid inte är allmänt möjligt att förhindra att en båge dras ut vid det ögonblick då kontakterna delas är en viktig faktor vid utformningen av omkopplaren effektiviteten med vilken bågen härleds från huvudkontakterna och undertryckt. Ibland för att avleda ljusbågens intensitet från huvudkontakterna är det lämpligt att använda båtkontakter eller bågspetsar.
Arcing-kontakter används huvudsakligen med kontakter med butt-typ. De består av små hjälpkontakter fixerade till huvudkontakterna och så ordnade att de avbryter kretsen strax efter att huvudkontakterna har separerat. Faktum är att vid en tidpunkt då huvudkontakterna går sönder, tillhandahåller de bågkontakter fortfarande en strömbana så att ingen båg utdrages från huvudkontakterna.
Strax efter ett ögonblick bryts brytkontakterna och bågen dras ut mellan dem. Som sådan är de huvudsakliga kontakterna inte opåverkade av bågen, även om bågkontakterna skadas på grund av bågens effekt. Men de viktigaste kontakterna är inte opåverkade.
Bågkontakterna är dock utformade så att de lätt kan förnyas och de måste förnyas / ersättas innan deras kontaktmotstånd blir större än båggapets, annars skulle de inte hindra en båge mellan huvudkontakterna.
Ibland används bågspetsar i stötkontakter i stället för bågkontakterna. I det här fallet utgör inte bågspetsar någon del av kontaktområdet. Bågen är faktiskt ritad mellan huvudkontakterna, men bågspetsarna ger kontaktpunkten för bågen så att den omedelbart överförs till dem.
Undertryckning av båge:
1. Arc-Suppression in Oil Break Switching (OCB):
Låt oss nu se hur bågsuppression uppträder i oljepåkoppling (OCB). När en krets bryts av kontakter under olja, och en båge dras ut, bryter den värme som alstras av bågen omedelbart ned och förångar de omgivande oljegaserna, och en stor del av väte avges i bågens väg.
Dessa gaser upptar mycket mer utrymme än oljan från vilken de har formats så att de tvingar olja bort från kontakterna. Eftersom gaserna också är mycket ljusare än oljan tenderar de att stiga, så att omedelbart efter att oljan har tvingats bort från kontakterna dras mer olja över dem. Produktionen av gas genom bågen skapar därför avsevärd störning i oljan.
Den turbulens som ställs upp i oljan kyler och sprider bågen. Kontakterna, vanligtvis i dessa OCB, är omslutna i en låda eller kruka med mycket begränsade uttag. Utsläppen är ordnade så att när gas bildas av en båge byggs ett högt tryck in i kruken och när olja tvingas genom utlopp, dras en ström av olja över bågen.
Från figur 13.5 ser vi sektionen av en typisk sluten låda konstruerad av fibröst isolerande material. Nu förklarar vi hur bågundertryckningen sker när en kontakt med stift och kontakt är trasig.
När kontakterna är gjorda blockeras utloppen från potten effektivt av de rörliga kontakterna. När kontakten bryts ut ritas en båge som förorsakar att någon av oljan förgasas som visas i figur 13.5. Eftersom oljan inte kan omedelbart fly från potten, byggs ett högt tryck i grytan som gör att gaserna tvingar ut oljan som visas i (bild 13.5b).
När den rörliga kontakten drar tillbaka genom grytan till den punkt där det första utloppet öppnas, släpper olja ut i en våldsam ström och kör bågen mot krukans sida. När andra och tredje utlopp exponeras blir bågen mer dämpad.
Fig. 13.5c visar oljeströmmarnas kylningseffekt och störningsverkan hos bågen som träffar de inre kanterna av ventilationshålen, vilket medför att bågen blåses mycket snabbt och detta visas i fig 13.5.d.
Det är viktigt att komma ihåg att en växelströmsljusbåg brukar släckas nära slutet av en halvcykel, i det ögonblick då liten ström strömmar och bågen är därför svag. En effektiv enturbulator släcker en båge efter ungefär tre halvcykler, vilket innebär att på mindre än 1 / 25th av en sekund efter att kontakterna sönder slocknar bågen.
2.Arc-undertryckning i luftströmbrytare (ACB):
När en båge sker inom ett magnetfält tenderar båggen att dras bort från punkterna mellan vilka den har slagit. En sådan situation som ger upphov till motorprincipen skapas, förutom att strömmen inte strömmar i en fast ledare. Bågen dämpas och blir lättare uppbruten och släckt.
Båguttaget i en ACB består av en magnetisk utblåsningsspole, ansluten i serie med den krets som ska brytas, och en bågskena, som är ett lådformigt hölje innehållande ett antal kylfinner vinkelrätt mot bågens väg.
Dessa fenor kan antingen vara gjorda av isolerande material, där de fungerar som ljusbågsplattor, eller de kan vara gjorda av ledande material, där de bildar ett dejongaller som bryter upp bågen genom att avleda ström från huvudbågsbanan.
När kretsen är aktiverad, aktiveras även den magnetiska utblåsningsspolen, som är i huvudkretsen. När kontakterna sönderbryts och en båge dras ut strömmar strömmen fortfarande i kretsen, så att utblåsningsspolen fortfarande är energiserad.
Utblåsningsbanans fält drar bågen in i bågen där den är uppbruten och släckt. Undertryckningen av ljusbågen bidrar till att kylaffekten av konvektionsströmmar som uppstår i luften.
När bågen är släckt slocknar strömmen och flödesspolen spolas. Hela operationen förklaras schematiskt i fig 13.6. Eftersom styrkan hos utblåsningsfältet beror på strömmen i utblåsningsspolen är utblåsningseffekten mycket starkare när en kraftström bryts, dvs vid kortslutningsström som strömmar i kretsen .
Inom gränserna för brytaren är därför bågundertryckande lika effektiv med kraftiga strömmar som vid normala belastningsströmmar. I vissa högspänningsbrytare (Air Blast switchgear) är ett komprimerat luft system för att undertrycka bågning. I det ögonblick då kontakterna delas, avledas en luftflöde riktad mot dem och kyler bågen.
3. SF 6 Arc-Suppression:
Även om SF 6- bågsupphängningsväxlaren nu tillverkas i Indien importeras SF6-gas. Därför bör en liten del av deras funktion vara känd för en elektrisk ingenjör i gruvor. Kretskortet är inneslutet i ett helt tryckt tryckfall indelat i tre rörformiga stålväggar, så att varje fas är individuellt jordskärmad.
Varje fack innehåller kontakter av stift- och utloppstypen med en kolv som är anordnad att rikta en stråle av SF6-gas över bågen när den rörliga kontakten avlägsnas från det fasta klustret och därigenom medverkar snabb bågeutdödning.
I själva verket har SF 6- gas vid ett tryck av 45-50 psi en dielektrisk styrka liknande den hos isolerande olja och bågsläckningsegenskaper nästan 100 gånger bättre än luft. Faktum är att den dielektriska styrkan hos SF6-gas vid atmosfärstryck befinner sig ungefär 2, 3 gånger luften. Dessutom har den ingen kemisk reaktion med strukturella material. Det sönderdelas inte upp till 600 ° C.
Vid högre temperaturer blir det gradvis SF 4 och SF 2 men dessa kombineras igen för att bilda SF 6 . Det är ett faktum att gasen sönderdelas i SF 4 och SF 2 och en del metallfluorid, som i sig också har god dielektrisk hållfasthet, och därför ser vi att bågning i kammaren i SF 6 i nej sätt minskar gasens dielektriska styrka.
I Fig. 13.7 kan vi se en skiss för SF6-bågeundertryckningsanordning. När rörlig kontakt (7) avlägsnas från den fasta kontakten (8) genom verkan av läckaget från mekanismen dras en båge mellan de fasta och rörliga kontakterna.
Medan den rörliga kontakten rör sig uppåt komprimeras gas mellan den övre ytan av den rörliga kolven (4) och den övre delen av den fasta cylindern (2). Denna gas tvingas längs kolvens (4) ihåliga centrum i det ringformiga utrymmet mellan den rörliga kontakten (7) och isoleringsröret (6) och därefter axiellt längs bågebanan där den släcker bågen.
Den aktuella banan är från den fasta cylindern (2) genom passningskontakterna (5) till den rörliga kontakten (7), från den rörliga kontakten till de fasta kontakterna (8) och sedan till kontakthållaren. Den fasta cylindern (2) och den fasta kontakthållaren är anslutna till respektive övre och undre bussning.
Ett tryckomkopplingsrelä är emellertid monterat på tanken för att göra omkopplaren inoperativ om överdriven tryckförlust detekteras. Ventiler är monterade på inneslutningen för laddning av SF 6- gas och för periodisk provning av gastryck med en typ av tryckmätare, och även för att ta ut periodiska gasprover för att kontrollera dielektrisk styrka.
4. Arc-suppression i vakuumbrytare:
Vakuumbrytaren är en enpolig förseglad omkopplare i vilken kontakterna är inneslutna i ett högvakuum. Tre sådana enheter drivs tillsammans för att bilda en trefas kontaktor eller brytare, vilket kan krävas.
Genom effektiv och lämplig konstruktion kan metalldampen från bågen orsaka att diffundera snabbt bort och avsättas på ytan av den omgivande strukturen vilket ger en mycket effektiv ljusstyrning och möjliggör att enheten kan arbeta i hög kapacitet med en kontaktavskiljning av endast ca 2, 5 mm (0, 100 tum)
En vakuumkretsbrytare upp till 33 KV tillverkas nu i Indien. Men i Storbritannien och USA har vakuumkretsen avbryts upp till så hög som 300 KV utvecklats framgångsrikt, och de är redan i bruk. På grund av deras utmärkta meriter, och användning i superhög spänning samt blygsamt underhåll, bör dessa utvecklas i Indien.
Men tyvärr på grund av bristande noggrann teknisk know-how och korrekt forskning och utveckling av de indiska tillverkarna, är dessa ännu inte utvecklade för att uppfylla den internationella kvalitetsstandarden.
Överbelastningsskydd:
I alla elektriska system är överbelastning nästan ett vanligt fenomen. För att skydda utrustningen mot den negativa effekten av överbelastning är ett skyddssystem utformat. En överbelastning uppstår när den normala driftsströmmen överskrids över den tillåtna gränsen. Det kan orsakas på grund av många anledningar, som t.ex. en motors stallning, en kortslutning mellan två av kraftledningarna, enfasning etc.
Effekten av en överbelastning är att överhetta kablarna och apparaten genom vilken den strömmar. När överbelastningen är svår, skulle det vara risk för stor skada på grund av spolning, vilket orsakar jämn brand på grund av bränningen av isolerande material eller andra material som kommer i kontakt med heta ledare. Överbelastning kan även skada själva utrustningen om den inte är ordentligt skyddad över tiden.
Det finns många typer av överbelastningsskydd. En gemensam överbelastningsskydd är säkringen. Vissa elektriska utrustningar i gruvorna skyddas av säkringar. De säkringar som används för dessa ändamål består av ett smältbart element som försiktigt finns inuti en glaspatron. Säkringar som kan behöva bryta kretsar med tunga strömmar måste dock ha hög brytkapacitet.
Sådana säkringar (HRC-säkringar) har en speciell typ av kvartsfyllning som reagerar med smältelementet vid utbränningstid och bildar en kontakt med isolerande förening som förhindrar bågning mellan ändarna av den blåsa säkringen. Fig. 13.8. förklarar konstruktion av HRC-säkring. I kapitel 21 ges en mer detaljerad diskussion om HRC-säkring.
Men en säkring uppfyller inte driftsbehovet i en jordkraftkrets, där ett mer kontrollerat svar krävs. Det är ofta nödvändigt att omdirigera en krets snabbt efter en kort överbelastning har avbrutit det och det kunde inte ske om en säkring var monterad, eftersom omkopplingshöljet skulle behöva öppnas för att passa en ny.
Överbelastningsskyddssystemen för en strömkrets måste skilja mellan en strömkälla som kan uppstå när en induktionsmotor är igång och en mer hållbar överbelastning som beror på ett fel i kretsen.
De erforderliga egenskaperna erhålls genom att ansluta ett överbelastningsrelä med en dashpot i varje ledning av matningen som kommer att leda ut kontaktorn eller strömbrytaren vid överbelastning som visas i figur 13.9. Varje relä och dashpot består av en spole i serie med en av kraftledningarna, som driver en kolv.
Spolstången är ansluten till en kolv nedsänkt i en oljefylld cylinder som motstår rörelsen. Varje relä-plunger är kopplad till en gemensam trippstång så att när någon plunger dras in går den ut ur kretsen.
När en ström under det nominella maximiet strömmar genom reläspolen, är emellertid den elektromagnetiska kraften som skapas otillräcklig för att övervinna kolvens motstånd så att omkopplaren förblir stängd. Vid en liten överbelastning är den elektromagnetiska kraften bara tillräcklig för att övervinna kolvens mekaniska motståndskraft. och kolven rör sig långsamt mot oljetrycket.
Om överbelastningen endast har kort varaktighet stannar kolven innan strömbrytaren har öppnat och kretsens funktion kommer att vara ostörd om den lilla överbelastningen upprätthålls, men kolven kommer så småningom att nå sin ände och färdas ut växla. Men i händelse av en allvarlig överbelastning kommer den elektromagnetiska kraften att bli större och kolven kommer att röra sig fortare efter kort tid.
Termisk överbelastningsskydd:
Den andra typen av överbelastningsskydd använder ett bi-metallelement. Ett bimetallelement är en remsa bestående av två metaller bundna ihop. När elementet värms upp expanderar de två metallerna vid olika hastigheter så att elementet binder.
Skyddsenheten är konstruerad så att biometallementet upphettas av strömmen som strömmar i kraftledningen, vare sig själva elementet är anslutet i serie med kraftledningen eller det styrs av en värmeväxling.
Om en överbelastningsström strömmar i linjen upphettas biometallementet mer än normalt och det böjer sig bortom sin normala position. Denna extra rörelse används för att driva en trippningsanordning för huvudkretsen. Fig 13.10 förklarar principen om termisk överbelastning.
Faktum är att den termiska överbelastningsanordningen har en liknande tid som är karakteristisk för dashpotanordningen, eftersom i händelse av en liten överbelastning någon gång kommer att förfalla innan bimetallelementet har upphettat till den temperatur som är nödvändig för att gå ut ur kretsen. Om överbelastningen är svår, kommer temperaturhöjningen i biometallementet att bli snabb och det går snabbt ut ur strömbrytaren.
Om en startapparat är konstruerad för att bära en kraftig ström, kan överbelastningsreläerna eller biometallementen inte anslutas direkt till kraftledningarna. Strömtransformatorer kommer att anslutas i kraftledningarna, och deras sekundära utgångar används för att styra antingen reläer med dashpots eller bi-metallelement.
Eftersom utgångarna från transformerna är proportionella mot strömmarna som strömmar i kraftledningarna, kan överbelastningsanordningarna sättas exakt för att koppla ur strömbrytaren när någon given strömstyrka strömmar i kraftledningen.
Brytkapacitet:
Varje starter som är utrustad med överbelastning kan behöva bryta sin krets när en ström många gånger den normala strömmen flyter. Detta faktum beaktas när starteren är utformad. Den maximala ström som en brytare kan avbryta vid en angiven referensbegränsningsspänning, utan skador på sig själv, benämns dess brytkapacitet.
Faktum är att denna brytkapacitet uttrycks på två sätt:
(1) Symmetrisk och
(2) Asymmetrisk brytkapacitet.
Det vill säga den maximala symmetriska strömmen och den asymmetriska strömbrytaren är kapabel att avbryta vid en angiven referensbegränsningsspänning. Den nominella brytkapaciteten uttrycks emellertid i MVA som produkt med märkt brytkapacitet, dvs brytströmmen i KA, och märkspänningen i KV och en multiplikationsfaktor beroende på antalet faser.
Nu vad är strömbrytarens strömbrytare? Brytströmmen i en viss pol av en strömbrytare är strömmen vid tidpunkten för separation av brytkontakterna.
Det uttrycks som:
1. Symmetrisk brytström:
Detta är rms-värdet av AC-komponenten i strömmen, i en viss pol, vid det ögonblick som separationen av kontakterna sätts.
2. Asymmetrisk brytström:
Detta är rms-värdet av de totala AC- och DC-komponenterna i strömmen i en viss pol vid momentet av kontaktseparation:
Vad gör nu strömbrytaren? När en strömbrytare är stängd eller "gjord" på en kortslutning, är tillverkningsströmmen i KA toppvärdet för maximal strömvåg, inklusive DC-komponenten i strömens första cykel, efter att brytaren är stängd.
Vad gör då en strömbrytare kapacitet?
Detta är strömmen som brytaren kan göra vid angiven märkspänning. Denna produktionskapacitet uttrycks också i MVA.
Märkskapacitet = 1, 8 ×
Underhåll av brytare:
Verksamheten för att utföra regelbundet underhåll ges nedan. Skötselplanen för varje enskild utrustning, som ger inspektionsfrekvensen och de kontroller som måste göras vid varje tillfälle, fastställs av den elektriska ingenjören, måste följas noggrant, om säkerheten ska säkerställas. Men en tidsplan ges av författaren för enkel vägledning, baserat på erfarenhet.
1. Isolera kretsen:
Innan eventuellt omkopplare avlägsnas måste ledarna i inneslutningen isoleras. De flesta brytare, t.ex. alla grindkontaktdon, har en isolatorns brytare som kan användas för att isolera ledarna i kontaktkåpan. Kåpan är alltid låst med isolatorn så att den inte kan tas bort eller öppnas när isolatorns brytare är stängd.
Någon typ av högspänningsbrytare är konstruerade så att hela enheten kan kopplas ur skarvdelen. Anslutningen mellan brytarenhetarna och samlingsskenan är gjord av en form av stickkontakt, varvid stiftstiften är på strömbrytarenheten.
När strömbrytaren är helt frånkopplad, faller en blinkande lucka över eller är bultad över skenans uttag. Ibland används en separat jordningsbrytare för att ladda ur kretsen som styrs av strömbrytaren. Detta kan inte stängas förrän strömbrytarens huvudhandtag har återförts till avstängning.
2. Undersök kontakter:
När kretsen är isolerad, undersök kontakterna noggrant, så att de är i gott skick, rena och fria från grop eller bränning. När kontakterna är smutsiga ska de rengöras med ren trasa eller brännverktyg. Men kontakter som är dåligt brända eller pitted måste bytas ut utan ytterligare förseningar.
Det är inte alls lämpligt att försöka avlägsna brännskador eller gropar genom att arkivera eftersom det är omöjligt att upprätthålla kontaktformen, eftersom kontaktsängden förloras, vilket skapar mer kontaktmotstånd och orsakar värme. Lätt brända eller pitted kontakter kan emellertid behandlas framgångsrikt genom att bränna med en trådborste, men det ska inte användas hårda slipmedel.
3. Undersök justering av kontakt arrangemang:
Justeringen av varje par kontakt måste kontrolleras för att säkerställa att hela kontaktområdet uppnås och att deras tillverknings- och brytningsåtgärder är tillfredsställande. Samtidigt ska kontaktaxelns inriktning och rörelser kontrolleras noggrant. Vissa kontakter, som kilkontakter, är självinriktade, dvs en liten feljustering tas emot av själva kontakten.
4. Undersök kontakttryck:
Från tid till gång måste kontakttrycket kontrolleras med en perfekt fjäderbalans. Kontakterna hålls i stängt läge när magneten är stängd. Fjäderbalansen är sedan fäst vid den rörliga kontakten och den rörliga kontakten dras bort från den fasta kontakten med fjäderbalansen.
Fjäderbalansen registrerar kontakttrycket i det ögonblick då den rörliga kontakten bara skiljer sig från den fasta kontakten. Det korrekta kontakttrycket måste erhållas från tillverkarna. Detta är viktigt för att upprätthålla kontakttrycket. Man måste komma ihåg att kontaktens liv i hög grad beror på kontakttrycket.
5. Kontrollera flexibel anslutning:
De flexibla anslutningarna till huvudkontakterna inspekteras för tecken på slitage och nötning. De punkter där förbindningarna är förankrade kontrolleras för täthet och säkerhet och isolering.
6. Kontrollera Arc-Control-enheter:
Bockkontakterna eller -tipsen undersöks för smuts och brännskador. Det är vanligtvis nödvändigt att rengöra och bränna dem. Eventuella små brännskador och blåsor ska avlägsnas genom skrapning. Arcing kontakter som har bränts bortom reparation måste förnyas.
Anslutningarna till utblåsningsspolen undersöks för säkerhet. Spolarna själva undersöks för allmänt tillstånd. Bågskyttarna undersöks också för allmänna förhållanden. Varje skott- eller kopparavsättning avlägsnas, och eventuella brända kylflänsar ersätts av nya.
7. Check Busbar Chamber:
The busbur connections are examined for security, and the busbars for signs of flush-over. The insulators are carefully examined to ensure that they are securely fastened. Any loose or broken or discoloured insulator bases must be renewed without further delay, otherwise this might be a cause of serious flush-over.
8. Check Isolator & Mechanical Interlock:
When an isolator switch is fitted its contacts are examined for cleanliness and freedom from pitting burns, etc. If there is a mechanical interlock between the isolator and the main contactor mechanism it is examined thoroughly to ensure that it is functioning correctly. Any doubt should be removed by attending to the mechanism.
9. Check Insulator and General Condition:
The ON-OFF, and tripping, and O/L mechanism, are examined generally for condition and freedom of movement. In particular, all cutters, pins, screws levers, brushes, springs are examined to ensure that they are secured, and properly set. All internal connections and wirings are examined for right conditions. The interior of all compartments must be clean and dry.
An insulation resistance test is carried out with an insulation resistance tester of suitable voltage like 500 volt or 1000 volt Megger or Metro between all live parts and earth, and between each phase line. All insulation materials within switch enclosure must be examined for signs of cracking or deterioration, and for sign of flush-over.
10. Special Check for Oil-Filled Gears:
In addition to the tests and inspections mentioned above, the oil in oil-filled switchgear must be examined at regular intervals, say, every three months for normal rate of clearing faults. However, it is advisable to check oil after every severe fault cleared by the breaker.
The level of the oil is noted and fresh oil is added if necessary to maintain the correct oil level. If the oil level has fallen appreciably, the container should be examined for leaks.
Any marked change in the colour or smell of the oil should be carefully noted. Such a change may indicate that the oil has become acidic, and the condition of the oil should be further tested for dielectric strength.
And if the test shows acidic oil, the whole oil should be replaced by new oil after cleaning the container thoroughly before filling with fresh oil. In fact, if the acidic oil is allowed to stay on the contacts and the other parts, these will get corroded.
It must be made sure that no sludge is present in the oil container. Sludge can be seen as a sticky deposit on the contacts, on the sides and on the bottom of the container. Its presence tends to increase contact resistance and causes overheating. If sludge is found, the oil must be drained out and the container and the contacts must be cleaned thoroughly before new oil is added.
It is therefore most desirable that for a trouble free long service, every three months, three samples of oil may be sent to a laboratory for testing of dielectric strength and acidity. Below, important limiting values of transformer oil used in the oil circuit breaker are given for guidance of the electrical maintenance staff.
Samples taken from top and bottom of the tanks must meet the following requirements:
(1) Proverna bör ligga minst 40 KV under en minut.
(2) Vid surhetsprov måste proverna ha värden under 0, 5 mg KOH / gm.
(3) Slam bör vara under 1, 5%.
(4) Viskositeten vid 70 ° F bör vara ca 3 / cs.
(5) Kopparfärgningstest bör vara negativt.
I gruvorna eller på någon plats utförs emellertid det första testet i allmänhet med hjälp av en portabel blixtprovningssats med gnistgap som är inställd på 2, 5 mm / 4 mm mellan elektroderna.
