Avec le développement continu des systèmes électriques, l'application des disjoncteurs à vide augmente également, ce qui est indissociable de leurs avantages.Cependant, il y a toujours quelques inconvénients. Par exemple, le problème de surtension des disjoncteurs à vide a affecté dans une certaine mesure leur vitesse de développement. Par conséquent, nous devons trouver des moyens d’atténuer ou de prévenir les surtensions dans les disjoncteurs à vide. Ci-dessous, disjoncteur à vide Huadian|Le fabricant du disjoncteur à vide VS1 expliquera les types de surtensions et les mesures de protection liées aux disjoncteurs à vide.
I. Principaux types de surtension des disjoncteurs à vide
Les surtensions de fonctionnement des disjoncteurs à vide se produisent principalement pendant le processus d'ouverture (coupure), et les trois types suivants sont courants :
1. Courant-Surtension de coupe
Mécanisme : les disjoncteurs à vide ont des capacités d'extinction d'arc-extrêmement puissantes. Lors de l'interruption d'un petit courant alternatif (tel que le courant de démarrage d'un transformateur ou d'un moteur non chargé), le courant peut être coupé de force (c'est-à-dire une coupure de courant{{4}) avant son point de passage à zéro naturel-. A ce moment, l'énergie magnétique stockée dans la charge inductive (comme les enroulements du moteur) sera convertie en énergie de champ électrique, chargeant la capacité équivalente de la charge, générant ainsi des surtensions extrêmement élevées.
Caractéristiques : L'amplitude de la surtension est liée à l'amplitude de la valeur de coupe du courant-et à l'inductance de charge. Plus la valeur de coupure du courant-est élevée, plus la surtension est élevée. Il s’agit du type de surtension le plus courant dans les disjoncteurs à vide.
2. Surtension de réallumage multiple- (surtension de réallumage multiple à haute-fréquence-)
Mécanisme : Après le déclenchement d'un disjoncteur, la distance entre les contacts est très faible. Si la tension de rétablissement (tension de rétablissement à fréquence industrielle) entre les contacts est supérieure à la force d'isolation du milieu de contact pendant l'interruption, l'espace se brisera à nouveau (ré-allumage). En raison de la récupération extrêmement rapide du milieu sous vide, ce processus peut se produire plusieurs fois en quelques microsecondes (rallumage à haute fréquence-ré-). Chaque réallumage-s'accompagne de l'extinction d'un courant haute-fréquence et de la réinjection d'énergie, pompant continuellement de l'énergie dans la charge par un effet cumulatif, provoquant une augmentation progressive de la surtension.
Caractéristiques : Ce type de surtension a une forte inclinaison et une grande amplitude, ce qui constitue une menace importante pour l'isolation entre les spires et l'isolation longitudinale des moteurs. Cela se produit principalement lors de l'interruption de moteurs à haute tension-ou de transformateurs déchargés.
3. Surtension d'interruption de charge capacitive
Mécanisme : lors de l'interruption d'une batterie de condensateurs, des surtensions à haute-amplitude et à haute-fréquence sont générées en raison du réallumage de l'arc-. Si le disjoncteur se rallume après une interruption, cela équivaut à un groupe de condensateurs déjà chargés se déchargeant sur un autre groupe de condensateurs à travers l'arc, formant des oscillations à haute fréquence-, entraînant une forte augmentation de la tension.
Caractéristiques : Cette situation peut générer des surtensions extrêmement élevées (généralement 2 à 3 fois, voire supérieures à la tension à la terre), ce qui menace sérieusement la sécurité des condensateurs et des disjoncteurs eux-mêmes.
II. Mesures de protection contre les surtensions pour les disjoncteurs à vide
Pour les-types de surtension mentionnés ci-dessus, la protection est généralement obtenue par une combinaison de "blocage" (réduction de la valeur de coupure du courant{{1}) et de "drainage" (fournir un chemin de décharge ou absorber de l'énergie). Les mesures de protection courantes sont les suivantes :
1. Installation d'une résistance-absorbeur de condensateur (dispositif d'absorption RC)
Principe : Constitué d'une résistance (R) et d'un condensateur (C) connectés en série et en parallèle côté charge.
Condensateur (C) : réduit l'impédance de surtension de la charge, ralentit l'augmentation de la surtension et réduit ainsi la composante haute -fréquence de la surtension de réallumage.
Résistance (R) : dissipe l'énergie, supprime les oscillations et empêche la résonance entre le condensateur et l'inductance de charge.
Scénarios applicables : principalement utilisé pour protéger les moteurs et les transformateurs, particulièrement efficace pour supprimer les surtensions de réallumage multiples et les surtensions de coupure de courant-.
Avantages : Effet de protection stable, limitant à la fois l'amplitude et l'intensité des surtensions.
Inconvénients : taille plus grande, coût plus élevé et consommation d'énergie due au chauffage à long terme des résistances.
2. Installation de parafoudres à l'oxyde de zinc (MOA)
Principe : Utilisation des excellentes caractéristiques non linéaires en volt-ampère des varistances à l'oxyde de zinc. Sous une tension de fonctionnement normale, le parafoudre est dans un état de résistance élevé-(courant de fuite au niveau du microampère-) ; lorsqu'une surtension se produit et dépasse le seuil de fonctionnement, elle conduit rapidement, déchargeant l'énergie de surtension vers la terre, maintenant ainsi la tension dans la plage à laquelle l'isolation de l'équipement peut résister.
Différenciation des types :
Parafoudres de type distribution ordinaire : principalement utilisés pour limiter les surtensions dues à la foudre.
Parafoudres dédiés de type machine rotative : spécialement conçus pour protéger les moteurs, avec une tension résiduelle plus faible et une meilleure adaptation au niveau d'isolation du moteur.
Scénarios applicables : principalement utilisé pour limiter les surtensions de coupe de courant-. Il convient de noter que les parafoudres ordinaires ont une vitesse de réponse lente aux surtensions de réamorçage multiples aux fronts d'attaque des ondes abruptes, et que l'effet de protection peut être limité ; ils doivent généralement être utilisés en conjonction avec des RC (résistants à courant).
3. Installez un filtre à inductance-condensateur (L-C)
Principe : Une inductance (L) est connectée en série avec un condensateur (C) en parallèle côté charge. L'inductance bloque le courant haute -fréquence et le condensateur réduit le taux de changement de tension (du/dt). La combinaison filtre efficacement les composants d'oscillation à haute fréquence-, ralentissant fondamentalement le processus d'accumulation de surtension.
Scénarios applicables : emplacements présentant des exigences extrêmement élevées en matière de protection contre les surtensions (par exemple, moteurs spéciaux, équipements critiques).
4. Sélectionnez un disjoncteur à vide avec une faible valeur de coupure de courant-
Principe : Traiter la surtension à sa source. La valeur de coupure actuelle-d'un disjoncteur à vide est étroitement liée au matériau de contact. L'utilisation de matériaux de contact à faible valeur de -courant-valeur de coupe- (par exemple, un matériau CuCr (cuivre-chrome) avec un traitement spécial) peut réduire la valeur de coupe du courant-à un niveau très faible (par exemple, 0,5 A - 2A), réduisant ainsi considérablement l'amplitude de la surtension à sa source.
Évaluation : Il s'agit de la mesure de protection la plus idéale, mais en raison du traitement des matériaux et des limites de coût, elle doit parfois être utilisée conjointement avec d'autres dispositifs de protection.
5. Installez une résistance ou un condensateur parallèle
Principe : Connectez une résistance ou un condensateur en parallèle aux bornes du disjoncteur.
Résistance parallèle : réduit le taux d'augmentation de la tension de récupération pendant le réallumage, diminuant ainsi la probabilité de réallumage.
Condensateur parallèle : réduit la pente de la tension de récupération entre les contacts.
Évaluation : Cette méthode est généralement intégrée à la conception interne du disjoncteur ; l'installation sur le terrain est rare.
Recommandations de synthèse et de sélection
Dans les applications pratiques d’ingénierie, une seule mesure n’est souvent pas utilisée isolément. Au lieu de cela, une combinaison de mesures de protection est utilisée en fonction de la valeur et de l’importance de l’objet protégé :
Pour les transformateurs/lignes ordinaires : des disjoncteurs à vide à faible-courant-valeur de coupure-sont généralement sélectionnés, avec des parafoudres à oxyde de zinc à usage général-installés du côté du jeu de barres pour une protection de secours.
Pour les moteurs à haute-tension : les moteurs ont des niveaux d'isolation inférieurs et sont sensibles aux fortes surtensions. Un schéma de protection combiné utilisant des absorbeurs RC (pour supprimer les surtensions de réamorçage et réduire la pente) et des parafoudres dédiés aux machines électriques tournantes (pour limiter les surtensions de type énergie-) est recommandé.
Pour les batteries de condensateurs : Il est recommandé d'installer des parafoudres à oxyde de zinc sans espace (dédiés à la protection des condensateurs) côté disjoncteur, de préférence à proximité des condensateurs. Parfois, des réacteurs en série sont également nécessaires pour supprimer les courants d’appel et les surtensions.
Shaanxi Huadian Electric Co., Ltd., créée en 2007, est profondément impliquée dans le domaine des équipements de commande de commutateurs de distribution d'énergie depuis quinze ans. Nous avons non seulement participé à la R&D du principal disjoncteur à vide à aimant permanent VS1/VEGM, mais avons également investi près de 7 %-8 % de notre chiffre d'affaires annuel dans la R&D, uniquement pour surmonter les problèmes de l'industrie et garantir le fonctionnement sûr des systèmes électriques. Notre principale série VEGM adopte une conception de poteau solide-scellée. Utilisant la technologie APG, l'ampoule à vide et les bornes de sortie supérieure et inférieure sont entièrement noyées dans une résine époxy haute performance. Cela résout non seulement complètement le problème de l'érosion de l'isolation par la poussière et l'humidité, mais améliore également la résistance du disjoncteur aux chocs mécaniques. Que ce soit dans le froid extrême des hautes altitudes ou dans l'environnement poussiéreux des installations industrielles, les disjoncteurs Shaanxi Huadian peuvent fonctionner de manière stable. Veuillez nous contacter :pannie@hdswitchgear.com.
