Analiza zasad|Głęboka analiza wyłączników próżniowych

1, Charakterystyka izolacji próżni

Próżnia ma silne właściwości izolacyjne. W wyłącznikach próżniowych gaz jest bardzo rzadki, a swobodny ruch cząsteczek gazu jest stosunkowo duży, co skutkuje niskim prawdopodobieństwem zderzenia ze sobą. Dlatego dysocjacja kolizyjna nie jest główną przyczyną rozpadu rzeczywistej szczeliny przestrzennej, ale cząstki metalu wytrącane przez elektrody pod działaniem pola elektrycznego o dużej sile są głównymi czynnikami powodującymi uszkodzenie izolacji.

Wytrzymałość izolacji w szczelinie próżniowej jest związana nie tylko z rozmiarem szczeliny i jednorodnością pola elektrycznego, ale również w dużym stopniu zależy od właściwości i stanu powierzchni materiału elektrody. Szczelina próżniowa ma lepsze właściwości izolacyjne niż powietrze pod wysokim ciśnieniem i gaz SF6 przy małych szczelinach odległościowych (2-3 milimetrów), dlatego odległość otwarcia styków wyłączników próżniowych na ogół nie jest duża.

Wpływ materiałów elektrod na napięcie przebicia przejawia się głównie w wytrzymałości mechanicznej (wytrzymałości na rozciąganie) materiału oraz temperaturze topnienia materiału metalowego. Im wyższa wytrzymałość na rozciąganie i temperatura topnienia, tym wyższa wytrzymałość izolacji elektrody w próżni.

Eksperyment pokazuje, że im wyższy stopień próżni, tym wyższe napięcie przebicia szczeliny gazowej, ale pozostaje zasadniczo niezmienione powyżej 10 do 4 torów. Dlatego, aby utrzymać wytrzymałość izolacji komory próżniowej, jej stopień próżni nie powinien być mniejszy niż 10 do 4 torów.

2, Powstawanie i gaszenie łuków elektrycznych w próżni

Istnieje znacząca różnica między zjawiskiem łuku próżniowego a wyładowaniem łukowym, o czym dowiedzieliśmy się wcześniej. Dysocjacja gazu nie jest głównym czynnikiem wywołującym łuk, a wyładowanie łukowe w próżni powstaje w oparach metalu odparowanych z elektrody kontaktowej. Jednocześnie charakterystyka działania łuku zmienia się w zależności od wielkości prądu wyłączania. Ogólnie klasyfikujemy go do łuku próżniowego o niskim natężeniu prądu i łuku próżniowego o wysokim natężeniu prądu.

1. Łuk próżniowy o niskim natężeniu prądu

Gdy styk zostanie rozłączony w próżni, powstaje plamka katodowa o wysokim stężeniu prądu i energii, a duża ilość oparów metalu jest odparowywana z plamki katodowej. Gęstość atomów metalu i naładowanych cząstek w plamce jest duża, a łuk płonie w niej. W tym samym czasie opary metalu i naładowane cząstki wewnątrz kolumny łukowej nadal dyfundują na zewnątrz, a elektroda również stale odparowuje nowe cząstki w celu uzupełnienia. Kiedy prąd przechodzi przez zero, energia łuku maleje, temperatura elektrody maleje, efekt parowania maleje, a gęstość cząstek wewnątrz kolumny łuku maleje. Wreszcie, gdy prąd przekroczy zero, plamka katody znika, a łuk gaśnie.

Czasami parowanie nie może utrzymać prędkości dyfuzji kolumny łuku i łuk nagle gaśnie, co prowadzi do wystąpienia przecięcia przepływu.

2. Wysoki prąd łuku próżniowego

Kiedy styk odłącza duży prąd, energia łuku wzrasta, a anoda również generuje duże ciepło, tworząc silnie skoncentrowaną kolumnę łuku. Jednocześnie oczywista jest również rola elektrodynamiki, dlatego w przypadku wysokoprądowych łuków próżniowych rozkład pola magnetycznego między stykami ma decydujący wpływ na stabilność i skuteczność gaszenia łuku. Jeśli prąd jest zbyt wysoki i przekracza graniczny prąd wyłączający, spowoduje to awarię. W tym momencie styk mocno się nagrzewa i nawet po przejściu prądu do zera nadal odparowuje, utrudniając regenerację medium i uniemożliwiając odłączenie prądu.

3, Budowa i zasada działania wyłączników automatycznych

Istnieje wielu producentów i modeli wyłączników próżniowych. W zależności od warunków użytkowania dzieli się na dwa rodzaje: wewnętrzne (ZNx - * *) i zewnętrzne (ZWx - * *). Składa się głównie z części ramowej, części komory gaszenia łuku (pęcherzyk próżniowy) oraz części mechanizmu roboczego.

Korpus wyłącznika składa się z obwodu przewodzącego, układu izolacyjnego, uszczelnień i obudowy. Ogólna struktura to trójfazowy wspólny typ skrzynki. Pętla przewodząca jest tworzona przez połączenie biegunów przewodzących linii wejściowej i wyjściowej, wsporników izolacji linii wejściowej i wyjściowej, zacisków przewodzących i miękkich połączeń z komorą gaszenia łuku próżniowego.

Mechanizm jest magazynowaniem energii elektrycznej, elektrycznym otwieraniem i zamykaniem, a także ma funkcję ręczną. Cała konstrukcja składa się ze sprężyn zamykających, układów magazynowania energii, wyzwalaczy nadprądowych, cewek otwierających i zamykających, układów ręcznego otwierania i zamykania, styków pomocniczych, wskaźników magazynowania energii i innych elementów.

zasada działania

Kiedy wyłącznik próżniowy wykorzystuje prąd powietrza o wysokiej wierności do przepływu przez zero, plazma szybko się rozprasza i gasi łuk, wypełniając cel odcięcia prądu.

Zasada działania

Proces magazynowania energii: Gdy silnik magazynowania energii 14 jest podłączony do zasilania, silnik napędza mimośrodowe koło, aby się obracało, a rolka 10 obok mimośrodowego koła napędza ramię korby 9 i płytkę łączącą 7, aby się obracać, popychając energię zapadka magazynowa 6 obraca się, powodując obrót mechanizmu zapadkowego 11. Kiedy trzpień na zapadce 11 opiera się o płytkę tulei 32 wału magazynowania energii, oba poruszają się razem, powodując wydłużenie sprężyny zamykającej 21 zawieszonej na tulei 32 wału magazynowania energii. Tuleja 32 wału magazynowania energii jest zamocowana za pomocą kołka pozycjonującego 13 w celu utrzymania stanu magazynowania energii. W tym samym czasie ramię korby na tulei 32 wału magazynującego energię popycha przełącznik jazdy 5, aby odciąć zasilanie silnika 14 magazynującego energię, a zapadka magazynująca energię jest podnoszona, aby niezawodnie odłączyć się od koła zapadkowego.

Proces zamykania: Gdy mechanizm odbiera sygnał zamknięcia (przełącznik jest w stanie rozłączenia i zmagazynowanej energii), żelazny rdzeń elektromagnesu zamykającego 15 jest zasysany w dół, a element pozycjonujący 13 jest ciągnięty, aby obracać się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby uwolnić energię konserwacja magazynu. Sprężyna zamykająca 21 napędza tuleję 32 wału magazynowania energii, aby obracała się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, a jej krzywka naciska tuleję 30 wału napędowego, aby napędzać płytkę łączącą 29 i wahacz 27, powodując ruch wahacza 27 na półosi 25, powodując, że mechanizm jest w stanie zamkniętym. W tym momencie urządzenie blokujące 28 blokuje element pozycjonujący, zapobiegając obracaniu się tulei pozycjonującej w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, osiągając cel połączenia mechanizmu i zapewniając, że mechanizm nie może zostać zamknięty w położeniu zamkniętym.

Proces otwierania: Po zamknięciu wyłącznika elektromagnes otwierający otrzymuje sygnał, żelazny rdzeń wciąga się, a górny pręt w wyzwalaczu otwierającym 19 przesuwa się do góry, powodując obrót wałka zwalniającego 16, napędzając górny pręt 18 do poruszaj się w górę, popychając płytkę do gięcia 26 i obracając półoś 25 w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Półoś 25 i wahacz 27 zostają zwolnione i pod działaniem sprężyny otwierającej wyłącznik kończy operację otwierania.

4, Debugowanie wyłączników automatycznych

Pomiar drogi otwarcia i wybiegu wyłącznika można wykonać na podstawie rysunku 3. Różnica między wartością X zmierzoną w stanie otwartym i zamkniętym to droga otwarcia wyłącznika, a różnica między wartością Y to przekroczenie zakresu wyłącznika. Sposób regulacji polega na wydłużeniu lub skróceniu izolowanego pręta roboczego 3 lub korbowodu między mechanizmem a trzpieniem.

Regulacja mechanizmu otwierania i zamykania

1. Odległość między wahaczem 27 a półosią 25 wynosi 1,5-2,5 mm, co można uzyskać za pomocą śruby regulacyjnej 24.

2. Kiedy tuleja 30 wału napędowego obraca się pod maksymalnym kątem, między wahaczem 27 a półosią powinien być odstęp 1,5-2 mm, aby zapewnić, że gdy tuleja wału napędowego opadnie z powrotem do pozycji, wahacz 27 może automatycznie zapiąć się na półośce 25, którą można regulować śrubą 31.

3. Konwersja styku pomocniczego 2 powinna być dokładna i niezawodna, co można osiągnąć poprzez regulację położenia ramienia korby 3 oraz długości dźwigni 4 styku pomocniczego 2.

4. Podczas procesu magazynowania energii, gdy zapadka osiągnie najwyższy punkt ostatniego zęba, należy zapewnić, aby ramię korby na tulei 32 wału magazynu energii mogło niezawodnie przełączać styki wyłącznika jazdy, odcinać zasilanie silnika zasilanie i osiągnij to, regulując górną, dolną, przednią i tylną pozycję przełącznika jazdy 5.

5. Wyreguluj długość wstępnego naprężenia sprężyny otwierającej i zamykającej, aby zapewnić niezawodne otwieranie i zamykanie wyłącznika oraz upewnić się, że prędkość otwierania i zamykania osiąga określoną wartość.

5, Obwód sterujący wyłącznika

W znormalizowanej podstacji 35KV wiejskiej sieci energetycznej w Chinach przyjęto zasadę oddzielenia szyny sterującej i szyny zamykającej.

Podłączyć parę styków zwiernych przełącznika jazdy wyłącznika z zasobnikiem energii szeregowo do obwodu sterującego między pomocniczym stykiem normalnie zwartym wyłącznika a cewką zamykającą. W ten sposób operacja zamykania nie może być przeprowadzona bez magazynowania energii w wyłączniku. Zapobiega załączeniu bez zmagazynowania energii w wyłączniku, podtrzymaniu obwodu zamykającego i spaleniu cewki załączającej.

Tymczasem podczas procesu okablowania ważne jest, aby biegunowość między szyną zbiorczą zamykającą a szyną sterującą w stykach wyłącznika krańcowego magazynowania energii była taka sama, aby zapobiec przebiciu łuku w obwodzie zamykającym przez wyłącznik krańcowy podczas magazynowania energii, powodując przepalenie bezpiecznika sterującego lub zadziałanie wyłącznika powietrza sterującego.

Należy na to szczególnie zwrócić uwagę w zintegrowanych podstacjach automatyki.

6, test konserwacji i naprawy operacji

Wyłączniki próżniowe mają krótki czas wyładowania łukowego, wysoką wytrzymałość izolacji, długą żywotność elektryczną, małą odległość i skok styku oraz niską energię roboczą, dlatego ich żywotność mechaniczna jest również wysoka. W codziennej eksploatacji nakłady prac konserwacyjnych są bardzo niewielkie, głównie sprawdzanie zużycia ruchomych części mechanizmu, poluzowanie elementów mocujących, usuwanie kurzu z powierzchni izolacji oraz wtryskiwanie niewielkiej ilości smaru do części ruchomych.

W prewencyjnym teście kontroli sprężyn test rezystancji DC przełącznika należy porównać z danymi historycznymi, a problemy należy szybko rozwiązać i wymienić. Test wytrzymałości na napięcie o częstotliwości sieciowej pęknięcia jest skuteczną metodą sprawdzania, czy pęcherzyk próżniowy przecieka. (Wewnętrzne wyłączniki próżniowe mogą odnosić się do koloru migającego światła wewnątrz pęcherzyka próżniowego, gdy obciążenie jest odłączone, w celu wstępnego określenia stopnia próżni pęcherzyka próżniowego. Kiedy kolor jest ciemnoczerwony, oznacza to spadek stopnia próżni i gdy kolor jest jasnoniebieski, oznacza to dobry stopień podciśnienia.) Podczas sprawdzania zabezpieczenia i instalacji wyłącznika przeprowadza się test włączania/wyłączania niskiego napięcia w celu sprawdzenia, czy przełącznik działa niezawodnie, gdy napięcie spada podczas awarii szyny zbiorczej państwo.

Analiza rozwoju i wydajności wyłączników próżniowych

1, Dedykowany wyłącznik próżniowy

W obliczu skrajnie różnych zadań wyłączania pojawiły się nowe wyspecjalizowane wyłączniki. Jeśli wyłącznik próżniowy o bardzo dużej pojemności (o prądzie wyłączania zwarcia 63-80kA lub większym) jest używany jako wyłącznik obwodu generatora, standardowy wyłącznik próżniowy (o prądzie wyłączania zwarcia {{ 3}} kA), ekonomiczny wyłącznik próżniowy (o prądzie wyłączania zwarcia 16-25} kA), częsty wyłącznik próżniowy (o częstotliwości zadziałania od 50 000 do 60 000 razy) oraz ultraczęsty i złożony wyłącznik próżniowy (o częstotliwości pracy od 100 000 do 150 000 razy). Na przykład wyłączniki serii 3AH firmy Siemens są podzielone na pięć modeli w zależności od ich zastosowania. Modele 3AH1 i 3AH3 są standardowe z 10 000 operacji, model 3AHZ jest częsty z 60 000 operacji, model 3AH4 jest przetaktowywany z 120 000 operacji, a model 3AH5 jest ekonomiczny i ma niską cenę.

2, wyłącznik próżniowy typu niskiego napięcia

Jak dobrze wiadomo, wyłączniki próżniowe mogą powodować odcięcie napięcia z powodu odcięcia prądu, zwłaszcza podczas przerywania małych indukcyjnych przerwań ujemnych, takich jak silniki elektryczne. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia pochłaniające przepięcia, takie jak Sic, obwód RC, odgromnik ZnO itp. Są wyposażone w celu ograniczenia przepięć w wyłącznikach próżniowych, co sprawia, że ​​​​struktura wyłącznika jest duża i złożona, a niektóre ograniczenia przepięć nie są idealne.

Kilka japońskich firm podążyło inną drogą i opracowało niskonapięciowe wyłączniki próżniowe. Nie wymaga dodawania urządzeń pochłaniających przepięcia i wykorzystuje nowo opracowane materiały styków w celu ograniczenia przepięcia do jednej dziesiątej wartości konwencjonalnej. Materiał styków o niskim przepięciu: Toshiba to AgWC, Hitachi to Co Ag Se, a Mitsubishi to Cu Cr Bi-, Fuji to materiał CuCr plus o dużej zawartości pary. Firmy te zazwyczaj osiągają 20 kA przy 7,2 kV, a tylko Toshiba osiąga 40 kA przy 7,2 kV.

3, Wielofunkcyjny wyłącznik próżniowy

Jak dobrze wiadomo, wyłączniki próżniowe wykonywały dotychczas zadania zamykania i wyłączania w dwóch pozycjach I (tj. zamykania i otwierania). Teraz pojawiły się wielofunkcyjne wyłączniki próżniowe, dające im wiele funkcji, takich jak zamykanie, otwieranie izolacji uziemiającej itp. Siemens, Alstom i Hitachi mają takie produkty. Najnowszy modułowy wyłącznik próżniowy NXACT firmy Siemens ma wiele funkcji: integrowanie załączania, wyłączania, izolowania, uziemiania i blokowania. Wyłącznik próżniowy wyposażony przez firmę Alstom w rozdzielnicę VISAX znajduje się w trzech pozycjach I (izolacja zamykania otwierania). Wyłącznik próżniowy 24 kV opracowany przez Hitachi we współpracy z Tokyo Electric Power Company ma cztery pozycje I (zamykanie, otwieranie, izolacja uziemienia).

Aby produkt był wielofunkcyjny, istnieją dwie metody z punktu widzenia istniejących produktów: po pierwsze, kolumna fazowa wyłącznika próżniowego porusza się lub obraca po otwarciu, tworząc izolację i uziemienie; Drugi to obracanie styków w próżniowej komorze gaszenia łuku w celu całkowitego odizolowania i uziemienia. Produkty Siemens NXACT wykonują izolację i uziemienie, przesuwając kolumnę fazową po rozłączeniu, podczas gdy Alstom wykonuje zadanie izolacji, obracając kolumnę fazową po rozłączeniu, a Hitachi wykonuje zadanie izolacji i uziemienia, obracając styk w komorze gaszenia łuku.

4, wyłącznik synchroniczny

Synchroniczne wyłączniki automatyczne są również znane jako selektywne fazowo wyłączniki próżniowe lub sterowane wyłączniki próżniowe. Podstawową zasadą jest zamykanie lub otwieranie wyłącznika próżniowego w najkorzystniejszym momencie napięcia lub prądu.

W porównaniu ze zwykłymi wyłącznikami próżniowymi, wyłączniki synchroniczne mają następujące zalety: 1. zmniejszenie przejściowych obciążeń przepięciowych w sieci elektroenergetycznej; 2. Poprawa jakości zasilania w sieci elektroenergetycznej; 3. Poprawiona żywotność elektryczna i wydajność wyłącznika automatycznego; 4. Uproszczony projekt sieci energetycznej, zmniejszający w ten sposób całkowity koszt systemu.

Firma ABB opracowała synchroniczne wyłączniki próżniowe wykorzystujące cyfrowe urządzenia elektroniczne i magnetyczne mechanizmy napędowe, co stanowi dobry początek.

5, Inteligentny wyłącznik próżniowy

Inteligencja wyłączników próżniowych opiera się na nowoczesnej technologii czujników i cyfrowej technologii sterowania. Zagraniczne firmy produkcyjne uczyniły swoje produkty inteligentnymi, co jest niezbędne nie tylko do automatyzacji dystrybucji, ale także do sterowania i ochrony samych wyłączników. Na przykład programowalne cyfrowe urządzenie sterujące DCX firmy Alstom, urządzenie sterujące i zabezpieczające REF542 firmy ABB oraz cyfrowe urządzenie zabezpieczające drugiej generacji firmy Siemens.

Z powyższego widać, że wyłączniki próżniowe rozwinęły się szybko. Przyczyn tego jest wiele, ale podstawowe są dwie: po pierwsze, postęp w technologii komór próżniowych do gaszenia łuku; Drugi to postęp w technologii mechanizmów operacyjnych. Próżniowa komora gaszenia łuku jest sercem wyłącznika próżniowego. Postęp w próżniowych komorach do gaszenia łuku znajduje odzwierciedlenie w przemianie materiału kontaktowego z CuBi do CuCr, co poprawia zdolność wyłączania i zmniejsza wartość odcięcia. W tym samym czasie pole magnetyczne przesuwa się z poprzecznych do podłużnych pól magnetycznych, poprawiając zdolność przerywania i zmniejszając utratę styków. Pod względem technologicznym przyjęcie jednorazowego procesu uszczelniania znacznie poprawia wydajność i niezawodność komory gaszenia łuku.

Mechanizm operacyjny nazywany jest ośrodkowym układem nerwowym wyłącznika próżniowego. Pierwotnie wykorzystujące mechanizmy elektromagnetyczne, pojawiły się mechanizmy sprężynowe, a najnowsze to pojawienie się mechanizmów z magnesami trwałymi. Mechanizm sprężynowy ma złożoną strukturę z dużą liczbą części (do 200), wysokimi wymaganiami dotyczącymi dokładności obróbki, a charakterystyka wyjściowa mechanizmu sprężynowego nie odpowiada charakterystyce obciążenia wyłącznika próżniowego. Dlatego konieczne jest rozsądne zaprojektowanie go na krzywej konturu krzywki i konstrukcji korbowodu. Struktura mechaniczna mechanizmów z magnesami trwałymi jest szczególnie prosta i składa się z mniejszej liczby elementów niż jakikolwiek inny mechanizm, a liczbę ruchomych części można zredukować do jednej, co skutkuje szczególnie wysoką niezawodnością mechaniczną. Ponadto wydajność wyjściowa mechanizmów z magnesami trwałymi jest dobrze dopasowana do charakterystyki obciążenia wyłączników próżniowych. Mechanizm z magnesami trwałymi wykorzystuje zamki z magnesami trwałymi, kondensatory (lub zasilacz ekranu prądu stałego) do magazynowania energii i jest sterowany elektronicznie. Mechanizmy z magnesami trwałymi są szczególnie odpowiednie do częstych operacji, takich jak od 60000 do 150000 razy

ZDJĘCIE PRODUKTU

LINK DO PRODUKTU

http://www.switchgear-china.com/vacuum-circuit-breaker/indoor-vacuum-circuit-breaker/10kv-indoor-high-volt-vacuum-circuit.html

Ten produkt jest zwykle dostosowany.
Jesteśmy producentem i posiadamy profesjonalny dział techniczny, który jest w stanie zaprojektować i dostarczyć rozwiązania zgodnie z potrzebami klienta.
Prosimy o kontakt z naszym personelem handlowym w celu uzyskania rysunków projektowych

Oto przykłady naszych klientów w celach informacyjnych

JEŚLI POTRZEBUJESZ WIĘCEJ SZCZEGÓŁÓW, PROSIMY O KONTAKT