handbook of switchgears - · pdf filehandbook of switchgears.pdf author: asus created date:...
Post on 10-Feb-2018
238 Views
Preview:
TRANSCRIPT
������������� ��������� ����
(a)
(b)
��� ��������� ������������
��������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� ���������!������������!�������!����������!�"#$��%�&������!����"#$������&����������������������
��"#$������&������������������������������ ���������� ������ � ������� ���������������������������������'()����*���������+����%��!�"#$����������������� ������������������!������� �������������������������������������������������������������������������������������������
*�������������������������������������������������������������������������������� ��� ���� �������� ������ ����� ��� ����� �������� �� !� ����� � � ���������� �,������!� ��%���������������,���������������������������
�������������� �������������������������������������� �����������������������������������������������'-��+!����������������������������'�-��+!��������������������������'.��+!"#$����������������'"#$+���������������������������'*��+�
����� ����������������������������
��������������������%���������������������������������%���������������������������������������������%�������������������������������������������������������������������� �������� �������������������������������������� �����///�*����00/��*�
.�������������������%�������������������������������������������������!����%������������ �������������������%������!� ���� ��������������� ��������������� ��� �%������������ 1��������� ���%��� ���� ��� ������ ,��������� 2���� ������� ��� ����������.�� ������ ��%��� ���
Fig. 1.7: Vacuum arc diagram
���� ���������� �"%��������
��������%���,����!��������%��������������������������������������������������������������������������������������%��������
1��������!�������������%������������������������!���������������� �������!����������� ��� � � ��� �������� ������ ���� ��� ���� ��� ��� ���!� ���� ��� �������� %����� �������� ����������!�%�� ��� ������� �������������������������������������������������������������������� ��� ��������� ������ ����� �������� ��� ��� ����� ����� � � ��%�� �������������� .�� ������������ �������!� ��� ������� ��� ������� ��� ��� ��� ������������� � � ��� ���� �������� ���&������������������� �����������������������������������������!��������������������������������!������������������������������������ ����������-������������������������������������������������������������� �������������%����� ���������%���������������������&����� ��� �������� ������ �������� �������!� ���� ��� �������������� � � ��� ���� ����� ����� ��� ���������������������������������
#�������������%����������������������� �������&�����3������������4�������3�����2�����4!�%����� ��������������� ��������������������������������������������
#�������5�����������&����������%����� ��������������&����������������������� ����������� ����������� ������������������������������������������������������������������������� ������� ��� ������� ��� ����������%������%���� ���������� �������� ���������� ������� � ������������������������������������������������������������������� ������������������������������� ������������������������������������������������� ������������!������������������������������� ����������
Fig. 1.8: Side-vented arc control device
������������� ��������� ����
��������������������������� ���������������� �����������!� ����������������%� �������������������� ��� ���������������6�������������7��� ��� �����!� �������&��������������������������������������������������������������������������.�������������%������������������� �����������������!����������������������������������!������������� ����������������������!�%��������%���������������������������� ��������� ���� ����!�%�������!����������������� �,����� �� ��� ��� ������� � � ��� ���� ����!� ���� �������� ���� �������� ���� ��� ���������������� �������������� ���������� ���������� ������������������ �����������%������������%��������!������������������������� �������������������-��� ����� ������������������������������������������������ ���������������%�������������������� ����������&�������������������%�������������� ����������%��������������������������������������� ����������� ������������������������������ ���������������������������������������%���������� ��%� ��������� .��%���� ���� ����� � � �������� �������%����� ��� ��� ��%�� � � ��� ���� ��������� ��� ����� ��� ���� �%�� ���������!� ���� ������ �� 3��������� 7��4� ��� ��� �������� �����������
������������������������������������������ �������!� ��������%����������������������� ��������� ����� ��� ������ '#���� ��8�� ���� ��8�+!� ���� ��� ���� �������������!� �������� � � ��� ��������������������#���!������������������������������ ��������������� ������������������������������������������!�%����!��������!���� �������������������������������.��������������������������� ��������������� ������������ �������� ��������������������%������� ���������
Fig. 1.9: (a) View of bulk oil circuit breaker, (b) Breaker with oil tank lowered
���� ���������� �"%��������
���� ���� �������� ������ ��� ����� ��� ���� ����!� ���� ����� ���� � � ���� �������� ������%��� �����3����������4����%��!���������������� ����������������������%�������%����������������������������������������� ����������������������������������
������������ �������������������������%����������������00/��*�������� �������������%�� ������� ��� ��� ��� ��� � � �� ���� ����� ������� � � ���� '����� �/!///� �� ��� �� 00/� �*� ������������+!�����,�������� ����������������� ������������������������������ ����������������������. ��� ����� ���� �����!������������� �������� ������� ���� ���� ������ �������� ������%������������
����� !�"�#�#�������������������!����
��� ����� � � �������� ������� ������� ���� ��� ��� ������������ ������ ��%��!� ������ ����� �����������������!���������������������������������������������������������������������������� ���� ����� � � ��� ������ � � �-��� ������ ��� �,������� � � ���!� ���� ���� ������� ����� ������%��������������������������������� ���������������������������������������� �����///�*����($���*���������������&����������,���.�����������%�� �0$��*��-�����������������������������%�����#�������/��
(a) (b)
Fig. 1.10: (a) Typical view of 36 kV MOCB, (b) Cross-section of interrupting chamber
������������� ��������� ���
���� ���� � � ������ ��� %����� ���� ��� ������������� ���� ������������� ��%����� .� ������������������������ �������������������� ������������������������������������/��.�%�������������������������������� ��������� ������������������%����������������� 1�� ����� ����� ������������!��������!�%��������������������������� ���������!������������%����� ���������������������� ��9������������������:���*�%������������������������):���*�%�����%����������&������������������������ ����������������������������
1����������������������!�����������%����������������������������������������������������������������������������������!� ������������������������'���+����������������������������������.���������������������������������%������������������������������������� � ��������� ����������������� ����������!�����������������������77����������������� ���������&����������������������������������������������������������'��#�������/�+�
1�����%��&���%����������������������������������������������������� ;*�����������������&������� ������� �%�������� ���������� ���������%��!� ����� ����������� ��� ������� ����&�������������������������������������%����������������
��������� ��������%�� ���������������������� ����������������������������%���������%����������������������������!�;����������#������!�%��������������������������������������������������������������,�� ����������������
<�� ��� ����� ������ ������ ������!� �������� ���� �*� �������� ������� �� �� ���� %� ��2�������������������������������������������������������������� ����� ���&��������9������������&� &������%������������������������� �����!���������-��!�%������������������������������ ����������������������������� ������������������������������ ��������������������&������������������������������������������������������������,�������������������2������ ���� 2�� ������ ���%�������������&������� ������� �������� � � ������������� ������&���������������������� ������������������������������%������������������������������&������!�%���������� ��������� �������������������������������������
=������� ����� ���������� ��� ��������� �������� ��� ��� ��� ������ � � *�� ���������� �������������������"#$����������������������������������
����$ ������������������ ���
.������������������%�������������������������������������������������������������� ���������������������������� ������������������������������������������� ����������������&���� ��������� � � ��� ������ ������� � � ���� �������� ������� ��������� ������� �������������������������� �������� ������� �������� ������������%��!� ��� ���� ��������!���������#��������1����!����������������������%������������������ ��������������������*!�������������!������������������������%���������������������������������������������������%������������ ������� ������������������������� ���������������������������������������
��������� ����%���� ��� .������� �������� ���� ���� �������� ������� ������� ���������� ��������� ��� ��� ��� �*� ������ ��� ������ � � ��� �%� ������� ���� "#$� ������������ #����� ��������%�������������� �����������������������������
������������� ����� ������������ ����%�� ���������� ����������������� �������� ���� ������������������������� ����������������6���������2������ ������������ ������������������
��� ���������� �"%��������
(a)
(b)
Fig. 1.11: (a) Main Parts of an air circuit breacker trolley, (b) Cooling arc in an insulated plate arc chute
������������� ��������� ����
(c)
(d)
��� ���!� ���� ��� ������ ��� ���������� � � ������� � ��� ������� 7��� ��� �������� �� ���������%��������������������%����%�������������������������������!���������������������������������������������������������������� ������������������
Fig. 1.11: (c) Arc chute with magnetic coil, (d) Arc chute with metal arc splitter plates
��� ���������� �"%��������
���������������������%���>
� 1�������������� ��������������!��������������������������������������?
� @��������������������������������������������?����
� "��������������������������������� �����������
�� �������2�������������������������� ���������������������������%������������������������������ ���������������������.������������������������� �����%�������������������������������������������7��!������������������3��������4!�������������������������������������������1 ���������������������������!���������������������������� ��������������!������������%����� ���� ���� ������ ��������� ���� ���� � � ���� ����� ���� ��� �� ���� ���� ���� ����� � � ���������������!�%���������������������������������� ����������������%��!������� ������������%������� ������������7���������������%����������� ��������!������������������������������������������������ �����%���������� ���������������������������� ���������������#��������������%����������� ����������������������������������
����������2����� ����������������������%���� ��� ����!� � � ���%������ � �������������������� ��� ����� ��%��� ����� ��� ���� ��� ���� ����� ����� ����� ����� ����������%���� ���!� ���� ��������������������������������� ������������� ���������������������������������������������� ����� ��� ����� ������ ����� ���� ��� �� ����� ���� ������!� ���� �� ����� ���� ���������� ���������� ��� ������ ��%�� ������ ��� ����� ��� ������������� ����� � � ��� ������� ������� ��� ��������� ���������� 7��� ��� ����� ���%� ���� ���� ������ #������!� ��� ����� ����� � � ���������������� ��� ��� ���� �� ������ ��� �������� � � ��� ;*� ������������ ����� ����� ��� �������� �������������������������������
����������������������������%��������,����!�������%������������!����������������������������������������������������� ������������������������������� �����������������������������������������������������������������!�������������������&��������������������� ���!�%��������������� �������������������������%�����������������!����������������������������������������������A� ������������������� ��������������������������������������������������������������!��������������������������������������������������������� ���������������������������������� ���������������%��������������������������������������������������������������������������������������1������������!����������� ����������������������������������������� ����%����������������������������������������������������������
������ ��������������������������������������������������!���������������������������������������������������������������!��������������������������������������������������������������������������� ������������������� �����������������������������������������������!�������������������������� ����������������������������������������,���������������������������� �������������� ������� ����� ��� ������� �������� ��� ��� ���� ����� ��� ��%����� ��� ������ ; �#�������������%����������������%�����������������
�������� ��� �����������!� ������� �����%������ ��������������������!������� ���������������� ��������������������������������������������������������&�������������� ���������������������������������!�������������������������������%���������!���������������!������������������������������������� ��������������������������B����������������������������� ��� ����� ������ � � �������� ��������� ��� �� ����� ���� ����!�%����� ���� ��� �� ��� ���������������������������������������
������������� ��������� ����
6����������������������������� �����������!���������������������!�������������������:/��.�����)��*!�%������������ ��������� ������� ���� �������� ����!� � � �� ��������������� �� ������ �������������������� ������������������������������������ ����������������������������!��������� ������� ����� � � ������ �������������� ��� ��!� ��%��!� ���� ���������� ��� ������������������!� ������������� %��� ��� ������ �%�������� ��������� ��� ���!� ��� ��� ����� ����������������� ��� ���� �������� ������ ���������� ��������� � � ��� �������� ���%����� ��� ��� ���&�����
��%��!���������������,������ ��������������������������������������������������������������������� ��#������������������������!�%���������������������������������������!��������� ����� ��� ��������� �� ����� ������ � � ����� ���� ������� ������� ������� .� ����������������,����������������%��������������������� �����������������%��������������������� ����3���������������������4����!�����%������������������������������������������������������������ �������������� ����������!����� ��� �����%����������������� ���� ��������������������������������%����� ���������������������������������������� 1��������������������������� ������������������������� ���������������������������� ��������������� ����������� ���������������������������������������
���� ��� ���� � ������������� ����� ���� �������� ������ �,����� ��� ������� ������������� ����� ����!� �������� ���� ��������� ���� ���� �� �� ��� ��������� �� ��� ���� ���� ����������� ������� ���� ��� %���� ������� ������ "����� ��������� ���� ��� �� �������� ��� ����!���������������������������������������������������������������!��������������������� ������������ ���������������������&������������������������������������������
.� ����� ������ ���������� ��� ��������������� � � ��� ���� �������� ������ ��� ����� ��� ����������������,������������������������������������������������������������������ ���������7���� 1 � �����������������������������������������������!� �������%����������������!���������� � � %����� ��� ������� ��� ��� ��� ��!� %����� ����� ��� �������� ��� ��� �������� �������������� �������������
.���������������������������������������������� ���������������������������!������������������� ���������� ���������������������������%��������������������
����% ����������������������� ����
���� ����� �������������������������������� ������� ���������*������������!� ���������������� � � ):�� �*!� ���� ://� �*� ��� ��� ($�� �*!� ��������� %��� ����� ������ ��������� %���,������ 1�� ��� ����� �����!� �� �%�&����� ��������� %��� ������� ���� ��� ����� ��������������� %���� �� ������ ����� ���� � � ��� ����� ���� ��� ������� ��� ������� ������������� ��.������� ������� 1�� ����� ������� �����!� ��� ���������� ������� ���� � � �)� ��� ���� �������������� ���� � � ������ 5� ��� ���� ��� �������� ���� ���� � � ������ ���� ��� ���� ��� �������������������%�������������������������%���������������������������������������������������������&��������� �����&������������ �����������&���������������%����!���������� � � �� ����� ��� ��� ��������� ��� � � �� ����������� �������!� �������� ��� �������� ���� ������������������������������������ ��������� ������ ���������
1�������������������������������������� �����������������2����������%��������������������!���������%������ ���������������������B������������������������%����������������������
���� ���������� �"%��������
���� �������������������@������!���������������������� �������������������������������������������������������������%��������������� ���������������������%��!�����������!������������������������������������������������������������� ���������� � ����������� ��������������� ���������������� ������������
#��������)�����%������������������� ��������������������������������B����������������������� ���������������������!��������������������������� ���!�%��������������������� ��������������������� �������������� �������������������������� �����������%����������������� ��%��������������� ���� ������ ��� ����������� �������������� ������� � � ��� ������������� �����������
����������������������������������� �����������&�������������������������%������������������ ���������������������������������������������������� ���������������������������������� ��� ����� ���� ��� ��� �������� ���� �������� � � ����� �� �������� �������.�� ������� ���� �������������������� �������������������� ����������������������������������������������������������%������� ������������������������ ���������� ��������������� ����������������������%���� ���� ������������ ��������#����� ���)�� ���%�� ��� ���������������� � ����������� #����� ���)����%�������������������������������������%�������������%�� ������������������������#�������)�����%�������������� �����������������%�������������������
�� ������������������������ ����������������� ����������� ����������� ���������� ���������������� ������C�������� ��� ������� ���� ��� ������� 0/� ��� 0�� ������ 1�� ����� ������������ ��������������������������������� ���������!���� ���������������� ����������������� ��������������������
��������!���%��!�"#$������������������������������������������������ ����������������
����& '()������������������
.������������������%�������������������������������������������� �������'"#$+�����������%���� ��� "#$� �������� ������ '#���� ���0+�� ��� �������� ������� ��� ��������� ��� ������� ����� � ������ ������� ���� ����� ������� ������������ ��� ��� 5//� �*� ���� ������ ���� ������ ��� ������������ �������&�����������������*����&����������1�� ���!�����������������������%������������������� ��� ����&����� �%�������� ��� �*� ������ ��%��!� %���� ��� ��������� � � ������������ �� �� ������ ��� ������ ����� �������!� ��� ������������ ���� �������� ������� ��B�*D9�*��������������������������������������������������������������.�������!� ��� ��������������������������&����������):���*!��%�&����������:)/��*����� ���&����������5//��*��������������
"����"#$����������������� �������������������!��� ���������������������������������� ����� ��������� ��� ����� ��� ������ ���� ����� ����� ��� ���������� ���� ��� �*� �������������%�������������� �������� ����� ���� ����������� ������������� ��� ������������������������������������������������������� �"#$����������������������������������������������������!�"#$� ���������������%�������� �� ������������������������������ ����!%����� ��� ������� ��� ����� ������ � ��������������������� � ,�������� ��������#��� ����� �����!������ ��������������������&���������������������������������
.��������������������� �� ����������� ����"#$��������������� ��� ��� 3�������������4�����&������1������������ ������!�����������������������������������������������������������
������������� ��������� ����
Fig. 1.12: (a) Contacts closed: Air blast commencing Arc struck, (b) Contacts partially open: arcextinguished, (c) Contacts fully opened: Arc extinguished
���� ���������� �"%��������
��� ���� ,��������� "���� ����� ����������� ���� ������ ��� ����� �,������� � � ��� ����������������� ��� ���� ����� �������� ��� ��� �� ������� ��������� ��� ������������ ��� "#$� ��������������������):���*��.����������������� �"#$�����������������������������������������������������������������!��������������������������������������������������������*������� ��������������������������������������������:�
����) *����#����������������*���
1������������������������!����������������������������������������� �������������������� ����������������������� ���������������������������������������������������������� ���()����*������:���*��������������!�����%������ ����������������������������
1�� ��������!� �� ������� ���������� ���� �� ���� ���� ������� ��� ��� ����� ���� ���������������������������������������; ��#�������:����%������������������� ������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� ���������� �������������������������������������%���������� ������������������������������ ������������������������������������������ �������������%��� ����������������%����������������� �����!�%����!��������!�������7�������������������������������!����������������������������������������� ����������������������������/E$�����
�� �������� � � ��� ��������� ������ �� ���� ���������� ���� ��� ��� ������� �� ������� � � ��������� �������� ������ '*�+!� ���!� ��� ���!� ��� ����� ��������� � � ������� ������������ ������ ������� ��� ��� � � �������������� ���� ������� � � ��� ��������� ������� ������
Fig. 1.13: SF6 circuit breaker
������������� ��������� ����
�������������������������!�����!������.���- ����!������� ������������������������� ��������������� ������������ ����5��.����$0��.��6����������������!�������������������������������������%����������%����)����0������
B���������������������������������'*1+�����������%����������������������8$/�!����������������������������������������������!���������������������������������������������������������������������#��������!������7����������������� �������*1������������������������������������������8$/���#�������������%������������ ��)��*!��)����.�*1�%�������������������������������� ����*1�������������� ����(�����������8$(����)�������������� �����7� ��������� ��� ��� ������ � ���2��� ���������� ��� ������� ���������!� ����������������!��������������������������������������� ������������������������� ����������������������� ��������������� ��������� ��� ��� �8$/�� ����������������������� ��� ������!� ��������������������� �����'��#�������$+�� ����������������������������!��������������������� �������������������%���������� ���������������1������� �������������������������������%��������������������%�������� �,����� ��� ��������� �������� ���� �����:����.�� �� ����������������� ���� ' �#+��������� ���� ������� ��� ��%� ������� ���� ���� �������������� ��� ��������� ��� ��� ���������������� �������������������������������� ��%���������������������������%�������� �������������������������������!���������!�������������������������������������� ����� ��������������%�� ���>�'�+��������������� ���������� ������������������� ��������������������������������� ���������������������!�����'�+������������������������������ �%������������� ��������������
Fig. 1.14: Vacuum interrupter
���� ���������� �"%��������
7��� ��������� ��������� 1�� ����� ������� ��� ����� ������!�%����� ��� ������ ������������� ������7���
��������������� ����*1�������������%�������������������������������%�������������������'��#�������(+��1�� ���!�������������������������'*�+������������������������������������!���� ��� ����� ���� ��� ��%��� ���������� ������ ���� ��� ����������� ��������� ��� �������� ��������������������������������� ����������������������������%����������������*��%��������&����������������������������������%���& ������������
1��������������������������� ������ ���"#$����������%����*������������������ ����%���������2�������>
'�+ ����� ������ ��� �����%��������� ���������� ����& �����*1��������%������������� ����� �������� ��� �,��������������� �� � � � ��� �������� ������!� ���� �����%���� ��� �� ���� ������� ����������,�������� ������������&������������������� �
'�+ ������������������������*1���������������� ������������������������������������������������������������������������������������������"#$����������.����*1��������������������7�������%������������������"#$�������������,����%���������������&���������� ��������%������"#$����������������������� ����������� ������� �
'�+ �������� !"������"��������#������������!������������������ �*14������������� ������ ���������������� ��� ����� ����������������;��������� �*14��%����� �,����� ��� ������������������ ���������������������� �����������;F<�%������������������������&����������������� ��������� �*14��
���������� �����������������������������������0�
Fig. 1.15: Reduction in size of vacuum interrupter for 12 kV, 12.5 kA rating
������������� ��������� ���
����+ ����"������,'-���./������'
G�������������%������������������������������ ��%��������%��������������� �������'"#$+���� ������� ��� ��� ����������� ��%�� ��� ���� ������ ���� ��� ������ ����� ��������� �� �����������,���������������������������&��������������� �����%�������������������!�"#$�� �������� �,������������������������������������� �����)��*����5//��*���������������������G1"��������)��*������������������ �����%����"#$������������������%�)�������� ���������� �G1"���������������������1B��$/)85D1B��$))(�&�//!����������� ����������������%���������G1"� ���������������()����*�������������������������������1B��$/��(D1B��$))(�&)/0��G������������%���������������2������������� �����������������&���������� ����������������������������&
Fig. 1.16: Contact geometry and their effect
��� ���������� �"%��������
Fig. 1.17: Percentage market share trend for various technologies in medium voltage switchgear
���� ����� ���&��������������&���!���������������� ��������!� �������������!� ������� ����� ����!����������%�����
���������������������������������������������,����� ��������&����������������������!������������ ����!������������������������������� ����������� ������,���������������&�������� ��� � ���� ��� �� ���� ��������� ����� ������� ���&�������� 'G1�B"+� ��� ��� 1�����������B�����&��������������������� ���� ����������������%����%��� ���������� ���������� �����������
�������������G1"�,������� �����������������������������������������"#$���������������������������<���������������"#$������� �������������������������������������������������������������������� %�������������������������� ��� ��������,������!���� ������������������������� ���������������� ��������������G1"� ������������ �()����*������������ ���������� �%�&������� ������� ��� ���&������������� � � ������� ����������� ��� ����� �����������������1������������������&��������!���������������������������������������� ���������������������� ���������������������
G��� ��������� ����� ������� �%��������!� %����� ��� ������� ��� �������� ������������������������!���������������%>
� ��� �����$%"&� ��'()����������������� ������������� �������������������������!������ ���� � � �� �������� �����!� �� ������ ���� �����������!� ��&����� �������� � � �� ����������� ����!����� ����������������!�������������������!� ����������������&�����G1"����� ������������,��������������%���������������������������G1"���� �����������
� "���� � ���������� ���������� ���� ��� ���&����� ������ � � �����������������!� ������� ����� � � �� �������� �����!� ���� ����� '����������+� ��� �� ������������ ��� ���&���������������� �������������!� ������������������������!� ������ ��������� �&���%"&� ���$!��� ������������ ��������������� ��������������������!������������&������� ���1�������=����G1"�
������������� ��������� ����
� 1�� ������� ��� ���������� ������ &����$� � ��� !� �� �������� ������������ � � �������&�������� ���&������������������ ������!� ���� ���&����������������������&������&����!� ��� ����������������� �����&���������� ����������6���� ��� ���&����� �������������������������� ��� �������������� ��������������!� ��� �������&�����,������������� ����&��&����� ������ ��� ������������!� ���� ��� �������� ������� �� �������� ������� ����� %���� ��� ������ ���� ��� ���������� � � ��� �������� ������� G1"� ���������� �������������������!����� ���������������������������������������!�%��������������&���������������������������&����������7�
� *��"�#��'()� ������� ��� ���������� ���&����� ������� ������!� %���� ���� ����� �� ������������������������������.����������������������������&������������������!������������ ����!�����������%�����!��������������������������������� ��������� �������� � ���������� ��������������������� ��� �������� ��������������������� ��� �����&������������
� �� +��&��� (��������$�)� ��� � '�1"+!� ���������� ��� )///!� ��� ���������������� ������&������������� ��������� ���&��������!� ������������������� ��������������� ����� ,�������������������������&����������������� ����������D��������&���������� �� ����������%������������� ��� 2���� ��� ,������!�%����� ����� ��� �������������� ���� ������������� ����� G1"� ��������������������������������
��$ ��������� ����0�� ���!��� ��'!'
���������� ��������� � �� �������� ��������������� ��� ���������� �������� ���������������������������������� 1��������� ���������������������������������������� ��%�����,���������%��!�%��������������� ��� ���� ������������������������!����������� ����������!�%������������������������������ ���������������� ����!�������������� %�����������%����������������������������������!� ����������������������!�%������������������������������!� ���������������������������������������������������������������%��� �������������
-������ ���� �������� ��������!� ���%��� ��� �����!� ��� ������ �������� ��� �������� ������������������������� � �� ��������������� ��������������������������� ��� �,������� ������������������� -������ ���� �������� ��������� ��� ���������� ��� ��� ��������� ��� ����� ��� ������ �������������������������������%��������������������������� ���������������������� ������������ ��� �������������� ���%��������� ��� �,����������������������� ������!�%����!� ��� ����!� �����&������ ������ ��� ��� ������ �������� ���� ���� ��� ���� ��� %����� ����� ���� ��������� �� ����������������������� ��� ��� �� ���� ��� ��� ���� ��������� ������ %���� ��� �������� ������ ��� ��1B�$))(�&�//�
���%���������� ���������������!�����������������������������������1B�$))(�&�//!������ ����%�>
� ��������� ���)///����������������������� ������0?����
� �������)� �����������������,��������� ��/!///�����������������
����������������������������������������������������!����%��������������������������,���&������ �������������� ����������������������������������������� ���"#$!�����������������
��� ���������� �"%��������
���� ������������������ ���%�� ���#���� ���5��-�������� �������������� ������ ������������������������������� �����������������������������������������������������������%����������������������������������� �������������
Fig. 1.18: Operating characteristic curves
������������� ��������� ����
�������� �� ���� �������������� ������� ����������� �� ��������������� ������������� ����������������
�������� ���������������� ����������������
�H��&-H�� ������� �// �//;��� �// �//������� �// �//
�&�&�-H��&�&� �� ;��� )�/ H�-H�� ;��� H �//
Table 1.3 Mechanical Duty Requirement of Circuit Breaker Operating Mechanism
%�� - I�������!���I��������!��-�I������������������ ����%������������������������
�� I�������%���%������������%��������������������������������������������������D������������������������� �������� ������������������
� I� /�0� ��� ��� �������� ������ ������� ��� ���� ����&��������� ����!� � � ���� ����%������ ���
��������� �����������,���������������� ������0��������������������������� ���������������������������������������#����������H��H-H�������������������������������������� %���� ����� ���� ���� ��� ��%��� �� ���� �,���� ������� ����� � � ����� ���������������������������������,����� � ������0����������������� ������������������ ��������������������������� ���
��$�� ���������������1�"�"/��2����#�"��
���%���������,�������� ��� �������������������������� �������������������� ����������������������������������������� �������������� ��������������,��������������������� ������ �������� ����� �������������� � ������������ ���������� ������������������� ��� �%�������!� ������� ��� �������������������������������������������� ��� ������ ��������������%����� ������������������������&������������,��������� ������������������������������������������������� ���� ��� ��������� ��� ������� ���� ������ ��� ���� ���� ��� %��������� ��� ��������������� ����������� ��������� �������%���� ���������������������� ������������� ��������%���������������������������%�����������������������
����� ������������������������������������� ���%��������������������� ������������������������������%������� ��������������������!���!�������������������!�%����������%�������� � �� ����� ���������� �������� ����� ��� ������ ���� ��� ����!� ��� ������� �������!� ���� � � ��������������������� ����� ��� �������� ������������!�%����� ���� ������� ��%�� �������������������������� ���������������������6����������������������������������������������!������������������������� ����������������������
��%��!������������ �������������������������������������� �������������������� ���������������������������!��� �������������,���������������������������������������!��������! �����������������������������������������������������������
���� ���������� �"%��������
-��������������� �������� ������� � ��������������� ����%��������������� ����� ��� ��%��������!��������������������������������������������������7�����������������������������������!���������������������������� �������������������.����������� ��������������������������������� �� ������������������������������������������ �����������������������������������&�����������%�������������!������������������������������������������� �������������������1������������������������������������������������������������� �������������������������&���!�����%��!����������������������������������������������
6���� ��� ������� ��������� ��������� ���� ��� ��� �������� ���� �������!� �� ��������� �������������������������� ���%��������������������������������������������%����������&����������������������������������������7���� ����������� ���������������������� ���������������������������������
��$�� ����������������3��"/��2����#�"��
<�������������������������!��������������������������������� ����%�����,�������>
� �������� ���������� ��������������������������������,���������������������������&������?
� "������� ������������������������ ������������������ ����?
� "������ � � ����� ��� �������� ����� ��� ��� ������� ������!� ��� �-�!� "#$� ���� ���� �������������������?����
� "������� �������������������������������!�� ��,�����
�����������������������������������,��������� ���������������������������������%�
� ��� ��� ! ����� ������!��� "� #��$% ����� !��� � #��$%
��� �*� )�/��*.�://�.�� 5�)� )��(00� �*� �///��*.��)//�.�� 0��/ 0�5$$� �*� )�//��*.��)//�.�� 85�/ )5�5�0)� �*� �///��*.��)//�.�� �)/ ):0
J� ���� �������� ��� ����� �,����� ��� ������ ��� ������� ��������
Table 1.4 Typical Opening and Closing Energy Requirements of Oil Circuit Breaker
����������������,�������� ������������������������������� �00��*!��///��*.����������)/���&��
��$�$ 41��35��������������!��.�"��#�
<� ���� ����� � ����������� ��� ��������� ��� �� ���� ����� � � �������� ������!� ����%���� ������������������������������������������������������������������!�%��������������� �������%���%��������������������������� �����
������������� ��������� ����
#�������������������������� ���%!����������������������������������4��������������&��� ����������������!������������������������������������ �������������������������������� ���%!� ������������� � ����������� � ��� ���&���� ������� ������������������������� �����2��������%��������������������������������������������������&���������������������������������������������������������������������
���� ������ ��� ������ ��� ��� ���� ����� ���� ���� �� �������� ��� ������� �� %��� ������� � ��������� ��������������������������������%��!��������������2����������������������������������� ��������!����� ��������!� ������� ����%������������������������������� ����� �� ����%��������4�����������������!�����������������!�%���������������������������������!�������������������!�%����������������������������������������������
������������� ���������������� ������������������������ �������������������� ���!��7�����������������!�����������������������������������-���������!��������������������%������������� ��������-���'%������,����������0�//D:�//�C���������� ���:)/��*�������������+�����"#$���������������� ���0$��*�����:���*����������#����*����������������� �:)/��*��������!���������� ��� ���������%�������������������� � �%�������!� ��������� �������������������������������������������������������%��!����������������!��������������������� ������������%�����*� ������ � "#$����� �������� ���������� ��� ��/��*�� "���������������������� ��� �� ���� ��� ������� ���� ������� ������ � � �������� ������� ��� ��� ����� ������������������������������������������������
��$�$�� '1��"/�.��/�"/!��.�"��#�
"������ ���������������������� ������������� ������������������������ ���� ������� ���������������������%��!� ��� ����%���� ����� �����!� ��� ���������������� ��� ���� ��������&�����������������"#$����������������������):���*��������.�������������������!���������� ������������������������������������������� ������������������������� �������������������������������������� ����%������������� ������������������
1�������������� ���!������������������������������ �������������������������������������������� ��������!� �� �������� ���!� �������� �������!� ��������� �������!� ���� �� ������ �������� ���������� ������ ���� ������� �������D���� ��������� ��������� ���������� �&��������� � � ���������������������������� ����%���������������������������������#�������8�
�������������������������������������������������������!�%�������������������������� ���� ���������� 1�� ����� ��� ����� ��� ������� ����!� ����� ��� ����������� ������� �������������������!������������� �������� ���� �����������#����%���� ��������������� � ��������������&����!� �� �������� ������ ��� �����!� %����� ���������� ������������ � � ��� ������� �������� ���������������������������������� ���������������!�%����� ����������� ���������������������������������������� ��� �������� ����� ���� ��� ����.�� ��� ���� ������!� ��� ����������� ��� ������ ������!%����!��������!������������������� ���������������������������������������������������� ���������� �����������������
���������������� � ��� ������ ������ ������ ��� ����� ��������� ����������� ��������� �� �����������������������������������������������������������1���������������������������������!���������������������������������������������������������������� ���������� ���������������� �� ��������� ����������� �����������!� ��%��!� ���������� ��������� ��� �������� ������������ ����������������������6������ ������������������������!� ��� ����� ������ ��������
���� ���������� �"%��������
����� ����� ��� ����� ������ �������� �� ���� �������� ��� ���� ��� ����� ������ ������� ����������������������!����������������������������� ��%����� ������������������!�%�����������&���������������������������� �!������������,������������������������������� ������������������ 1�� ������� �������� ������!� ����� � � ��� ��������� ���� ��� ����� �������� ��� ��� ����������������������
��$�$�� 0"��#����!��.�"��#�
=������������������������������������� ������������������������������������������������������������� ���������������������������������%��!��������������������������������������������������������������������������������������������������"#$����������������
��� ���������!� %����� ��� ���� %���� ���� ������ �������� ������!� �������� ���� ���� ��������������������� �����������!� ���� ������������������� ������ ������������� ����������������%�������������������������������-������������������������������������������������������������������������������������ �����������������#�������)/����%��������������������
Fig. 1.19: Spring charging mechanism
������������� ��������� ����
������������������))/��*�������.���������������������������������,����� ������������������������������������>
.��� ��� �������� ���������� ����� ��� ��� ���&����� ������ �� ��� ��� ��������� ���� �������������������)!����������������������������������������������������:��9����������������������%������������������!����������������������������������� ���������
1��������������������������!������������������������7�����������������������������������������.����������������������������0����� �������%��������&�������������������������%�������������������������������(������������������������$!���������������������������� ��������%��������������������������������������������������
-����������������������������!������������������!�������������� �����&%�����������!��������������������������������������������� �����������&��������������������!������������ ���������������������
.�� ��� ���������� � � ��� ��������� �����!� ��� ��������� ������� �������� �� ������ ����!%����� ������� ���� ��� ��� �����&���������������!� �������� ��� ��%�� ���� ����� ����������� ��� ������������ ����������������������!�������������������������&�������������������������������������������������������
������������������&������������������������������������������!����������������%���� ��� �������� � � ��� ����&������!� ��� �����&���������������� ��� ��������%����� ��� ������������!���������������������5���������������������������������� �������������������
H 1 �������������������7�� ����������������������������,���������������������!��������������� ����������%������������������������������������������������������������ ��������%����������������������������������������&������!�%�����������%�������
Fig. 1.20: Pneumatic mechanism
���� ���������� �"%��������
����� �������������������� ���!����������������������������������������������������� �������������������������!���������������������K�������L�
���������&��������������������������������������������������������������������8�
.������������������ ����������!������ ����� ������� ����������������� ���������������������������������������������������
1�������������������������������!������������������������������������������� �������������������������&%��������� ����������������%����������������������������� ������������� ������ ���������� ����� ��� ���� ��� ������� ��� ����� �� ����������� ��� ��� ������!� %����� ������������������������������� �������������������������1���������������������������������!������������������������� �����������������-�����������������������!�����������������������������������������������������������
-������������������������������������������!�%����������������������������������%���������������� �����������������!�%����!��������!� ��������������������������������������
.����������������� ���������������������������%����������������� ����������� ���������������������������������������� ��������������������������������������� ������������������������������������ �������&%���������
��$�$�$ �4,������!��.�"��#�
������������������������������������������������ � ���������������������� ������!� �����������!��������������������������������������!������������������������������� ���� ������� ��������������������������������������%������������������������������������� ���� �������������������������� ���� �������������������2��������%�����������������������
���������������� ����������������������������������������������������������������������!�%���������������������������������� ������������������������������� �����������&�������������������������!������������������ ������������� �������������������������� ���� � ���������� �������������� ��� ������������������������ ���������� ��� ����������&�������������������������������������%��������%�����#������)�������#������)���
�������&�������������������������������������� �����������������������!��������������������������B��������� �������������������������������������������������&���������������&���� ���������� �� ����� �������� ��������� � � �� �������!� �� ������� ������� ���� ����� �����!%�������������������� �������
.�������������������������������������������������&��!��������������������������!�"#$��������������������������������������
�� ���������� ������ � � ���� ��� ���� ����� ��� ����&��������� .� �������� �������� ���� �%��������������������������������������������� ��������������������������������������1����������������������������������������������%��������������������������������������������������#���������������!��������������������%&������������ �������������������������������!%����� ���������� ��� ��� ����� ����� �� ���� �������� ��� ��� ������ �������� ��� ����������%���������-CD-##�����������������
������������� ��������� ���
(a)
(b)
Fig. 1.21: (a) Electrohydraulic operating mechanism closing operation (b) Electro-hydraulic operatingmechanism opening operation
��� ���������� �"%��������
���������������������� ����������������������������������� ���� �����������������%����#������)����6�����������������������)����������!���������������5�����������������������������������/���������������'����+������8�
��������������/���������������������������������������������������������������������������0��C�%!�������������������������������������������� �������� ������ �������������%���� ��� ���� ����� ���� �������������� ����� ��� ������� ������� :� ��%����� ��� ������ ������ �������� ���������������������������������������
��������������������� ������������������������������������ ���� ������ ��������������-������������������������������������������#������)����6���������������������0����������!�������������������������������%������� ����������������������������C�%���������������/�������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������� ���� ������ ���������������������������������������������������������������������
��$�$�% '3��"3�,�",!�/"�������4 ������,!��.�"��#
������������������������������������������������������ ��������� �������������D���������������� ������������������� ������������������������������������������'#������))+� ���� ���������������� ��� ������� �������������������������� ������������������ ��������������������� ����������������������������� ��������������%�������������� ���������������������������� ������������������������������������������������������������� ������ ������� ��� ��� ���������4�� ������� ��������� �� �%�� ������ � � ����� '���� ������������������+����������������������������������������������������������������������������������������������������D�������������'������%��������������������������������������������������������������������������������������������������������������+�
��������� ������������������������������%���������������,�������'#������))+� ���������������������������������������������� �������������������������������� ����,������� � � ��� ���������!� ��� �� ��2��� ������������ ��� ��� �%�������� ���������� ���� ��������� ����� �,�������� ��� ������ ��� �������� �����D�������&����� ����������� ������&����������������� ���������������� ��������������&���� ������� �����������������!� ��� ��������� ��� ���� ������ ���&�������� ����!� �������� ������� ��������� �������������� �������������������� ���� ������������������,�������� �����������������������������������������������������������������������
1�� ��� �������� ����������������� �������� ������ ������� ������������� �� � � � ��� ������������%������������������ �������������
"���� ���� ������������� ��� ����� �,�������� �������� ����������!������������� ����&����������������� ��������������������������������������� �������%�������������������!�������"#$�����������!���%��!������� ������
��$�% !3�3�6,��7�"!��.�"��#�
1���������������� � ����������!� �������������%���������������"����������&����������&������%������������������� ���������������������������������������������������������� ��������������� ����������������������������������������� ����������
������������� ��������� ����
Fig. 1.22: Permanent magnet/solenoid based mechanism
,������#�
�� 1BB� ���������� "���� �(!� K=�%�� �������� ����� ����� ���� <����L!� B����� �������#���������
Fig. 1.23: Typical force-travel requirement for mechanism of vacuum circuit breaker
top related