⚡️ Capacitive Switching — کابوس پنهان بریکرهای HV 🔥

Capacitive Switching یا قطع و وصل بار خازنی، یکی از سناریوهای چالش‌برانگیز در بریکرهای ولتاژ بالا (HV — High Voltage) است. وقتی بریکر جریان خازنی را قطع یا وصل می‌کند، قوس ایجاد شده و TRV (Transient Recovery Voltage — ولتاژ گذرای پس از قطع) ممکن است بسیار شدید و غیرخطی باشد. این پدیده باعث افزایش استرس مکانیکی و الکتریکی روی تیغه‌ها و مکانیزم می‌شود و به نوعی “کابوس پنهان” بریکرهاست.

➤ 𝓙𝓸𝓲𝓷 𝓾𝓼: 𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂𝒍𝑫𝒐𝒄𝒖𝒎𝒆𝒏𝒕
﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌

🔥 1) تعریف و اهمیت

Capacitive Switching (CS):
عملیات قطع یا وصل خطوط یا بارهایی که ظرفیت خازنی بالا دارند، مانند:

خطوط انتقال طولانی با Capacitance زیاد

خازن‌های جبران توان راکتیو (Shunt Capacitor Banks)

سیستم‌های FACTS و HVDC با بخش خازنی

👈 اهمیت عملیاتی
🔰 جریان خازنی در لحظه Close یا Open بسیار بالا و لحظه‌ای است
🔰 ایجاد قوس قوی ⬿ فشار مکانیکی و الکتریکی بر تیغه‌ها
🔰 TRV غیرخطی و با نرخ افزایش بالا ⬿ احتمال Reignition / Restrike

📘 مرجع: IEEE C37.011 — Guide for Capacitive Switching of High-Voltage Circuit Breakers

➤ 𝓙𝓸𝓲𝓷 𝓾𝓼: 𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂𝒍𝑫𝒐𝒄𝒖𝒎𝒆𝒏𝒕
﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌

🔥 2) مکانیزم رخ دادن و زیر‌بخش‌ها

1️⃣ Inrush Current (جریان لحظه‌ای خازنی)
🔰 جریان اولیه هنگام Close ممکن است چند برابر جریان نامی باشد
🔰 ایجاد فشار شدید روی تیغه‌ها و Shaft

2️⃣ TRV با شیب تند و نوسان بالا
🔰 ولتاژ گذرا پس از قطع خازن می‌تواند بسیار سریع افزایش یابد
🔰 اگر TRV بیش از ظرفیت دی‌الکتریک تیغه‌ها باشد ⬿ Reignition رخ می‌دهد

3️⃣ Resonance & Oscillation
🔰 ترکیب خطوط طولانی و بار خازنی ⬿ ایجاد نوسانات ولتاژ و جریان
🔰 باعث Restrike یا آسیب مکانیکی به مکانیزم می‌شود

👈 مثال عملی:
در یک بانک خازنی 132 kV، هنگام Close، جریان لحظه‌ای برابر 1.5×Rated Current و TRV بسیار سریع ایجاد شد. اگر Rated Making Current بریکر پایین بود، تیغه‌ها دچار آسیب مکانیکی شدند و Reignition رخ داد.

📘 مرجع: IEC 62271-100 • IEEE C37.011

➤ 𝓙𝓸𝓲𝓷 𝓾𝓼: 𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂𝒍𝑫𝒐𝒄𝒖𝒎𝒆𝒏𝒕
﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌

🔥 3) اثرات عملیاتی

👈 تأثیرات Capacitive Switching
🔰 فشار مکانیکی شدید ⬿ کاهش عمر فنر و Shaft
🔰 قوس لحظه‌ای ⬿ فرسایش Contact و تیغه‌ها
🔰 Reignition یا Restrike ⬿ افزایش احتمال Breaker Fail (BF)
🔰 اختلال در Coordination رله‌ها و خطوط جانبی
🔰 نیاز به تست دوره‌ای و CBM (Circuit Breaker Monitoring)

📘 مرجع: IEEE C37.06 — Guide for AC High-Voltage Circuit Breakers

➤ 𝓙𝓸𝓲𝓷 𝓾𝓼: 𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂𝒍𝑫𝒐𝒄𝒖𝒎𝒆𝒏𝒕
﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌

🔥 4) مدیریت و پیشگیری

👈 نکات حرفه‌ای
🔰 انتخاب بریکر با Rated Making Current کافی ⬿ تحمل Inrush Current و TRV
🔰 شبیه‌سازی Capacitive Switching ⬿ تست آزمایشگاهی یا CBM
🔰 هماهنگی رله و سیستم حفاظت ⬿ جلوگیری از Trip ناخواسته
🔰 پایش مکانیزم ⬿ Travel Time، Overtravel و Undershoot
🔰 محدود کردن تعداد Close/Open پی‌در‌پی ⬿ کاهش Stress روی مکانیزم
🔰 آموزش اپراتور ⬿ رعایت زمان‌بندی و Load Switching Procedure

📘 مرجع: IEEE C37.011 • IEC 62271-100 • CBM Guidelines

➤ 𝓙𝓸𝓲𝓷 𝓾𝓼: 𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂𝒍𝑫𝒐𝒄𝒖𝒎𝒆𝒏𝒕
﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌

🧭 جمع‌بندی نهایی

🔰 Capacitive Switching = قطع یا وصل بار خازنی با جریان و TRV لحظه‌ای بالا
🔰 اثر مستقیم روی قوس، مکانیزم و Coordination
🔰 Failure در مقابله با CS ⬿ Reignition، Restrike، فرسودگی مکانیزم
🔰 مدیریت = انتخاب صحیح بریکر، شبیه‌سازی و تست دوره‌ای، پایش CBM، هماهنگی رله

📘 استانداردهای مرجع: IEEE C37.06 • IEEE C37.011 • IEC 62271-100

🔥 𝑬𝒍𝒆𝒄𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂𝒍𝑫𝒐𝒄𝒖𝒎𝒆𝒏𝒕 🔥
#پست_دانشی #بیشتر_بدانیم #دانستنی‌_های_برقی #CapacitiveSwitching #CircuitBreaker #BreakerTesting #ElectricalEngineering #CBM #HighVoltage #TRV