Prevenção de sobretensão na operação de disjuntores de vácuo

Os disjuntores de vácuo têm as características de baixa tensão de arco, forte capacidade de arco, velocidade de quebra rápida, grande capacidade de interrupção, longa vida útil e adaptabilidade a operações frequentes. Eles têm sido amplamente utilizados nos campos de energia elétrica, metalurgia e indústria química. No entanto, durante o processo de abertura, os disjuntores a vácuo produzirão sobretensão e, se usados incorretamente durante a operação, também podem causar acidentes, como explosões de disjuntores, que terá um impacto significativo na produção de segurança.

O princípio da geração de sobretensão em disjuntores a vácuo

Sobretensão de limitação de corrente

Quando o disjuntor a vácuo quebra o dispositivo de carga, ele extinguirá o arco com antecedência antes que a corrente cruze zero, resultando em um fenômeno de limitação de corrente, ou seja, di/dt. Portanto, uma sobretensão de limitação de corrente correspondente será induzida no dispositivo de carga, cuja amplitude está relacionada ao nível de limitação de corrente e às características de carga do disjuntor. Quanto menor o valor limite de corrente do disjuntor estiver sob a mesma carga, menor será a amplitude de sobretensão.

Sobretensão de reignição múltipla

Quando o disjuntor de vácuo abre a carga elétrica, o contato da câmara de arco extinguirá com antecedência quando a corrente AC cruza zero, mas devido à pequena distância de abertura do contato do disjuntor, a reignição ocorrerá sob a ação da tensão de recuperação. Como existe um circuito L-C em todas as cargas elétricas, a reignição do arco fará com que a corrente de alta frequência apareça no circuito. Quando a corrente de alta frequência cruza zero, o arco se extinguirá novamente. Devido à pequena distância entre os contatos, uma nova oscilação será gerada e a lacuna de contato será quebrada novamente, fazendo com que o arco reacenda várias vezes.

Como resultado, a alta tensão aparecerá no circuito e a amplitude da sobretensão aumentará com o aumento do número de reignições. Essa reignição pode ocorrer repetidamente durante o processo de abertura e seu valor de sobretensão será maior.

Na verdade, o valor de sobretensão é limitado pelas condições de trabalho instantâneas da operação do disjuntor, mas sua amplitude de tensão também é cerca de 4 vezes a tensão de fase, o que causará danos ao isolamento de cargas elétricas.

Sobretensão de quebra simultânea

Quando o disjuntor de vácuo é aplicado no circuito do motor, o fenômeno de limitação de corrente do disjuntor, juntamente com a indutância mútua e capacitância do circuito do motor, causará a reignição do arco e a oscilação de alta frequência.

Depois que a primeira fase é aberta, a corrente de alta frequência se acoplará à segunda e terceira fases através da indutância mútua interfase e capacitância e se sobreporá com a corrente de alta frequência existente, formando corrente trifásica simultaneamente cruzando zero. Quando a primeira fase se arqueia, ela força os arcos da segunda e terceira fases a serem cortados à força, resultando em uma sobretensão mais alta.

Prevenção de sobretensão em disjuntores a vácuo

Use um disjuntor com um valor limitador de corrente mais baixo: Como a sobretensão devido à limitação de corrente do disjuntor de vácuo está relacionada ao valor limitante de corrente do disjuntor, quanto menor o valor limite atual, menor a amplitude da sobretensão. O valor limite atual do disjuntor está relacionado ao material do contato do disjuntor, portanto, ao selecionar o disjuntor, atenção especial deve ser dada à seleção do material de contato apropriado para reduzir o valor limitante de corrente do disjuntor e reduzir a sobretensão limitante de corrente. Atualmente, a maioria dos contatos da câmara de arco são feitos de liga de cobre-cromo, e o valor limite atual é de cerca de 1 A.

Use um dispositivo de absorção de circuito de série R-C no disjuntor de vácuo:

A sobretensão de reignição múltipla do disjuntor a vácuo está relacionada à corrente de alta frequência causada por L-C oscilação no circuito de carga. Portanto, um circuito de série R-C pode efetivamente limitar a sobretensão.

O circuito R-C pode não apenas limitar a amplitude da sobretensão que limita a corrente, mas também reduzir a inclinação de aumento da sobretensão de reignição múltipla. O dispositivo é composto de uma resistência e uma capacitância.

O papel da resistência R é aumentar o coeficiente de atenuação, consumir energia oscilante de alta frequência e a capacitância C limita a inclinação da forma de onda de sobretensão. No entanto, o circuito da série R-C não pode absorver totalmente a energia gerada pela sobretensão.

Use um protetor de sobretensão: Um protetor de sobretensão pode efetivamente limitar a sobretensão.