Načelna analiza|Poglobljena analiza vakuumskih odklopnikov

1, Izolacijske lastnosti vakuuma

Vakuum ima močne izolacijske lastnosti. V vakuumskih odklopnikih je plin zelo tanek, prosto potovanje molekul plina pa relativno veliko, kar ima za posledico majhno verjetnost medsebojnega trka. Zato trčna disociacija ni glavni vzrok za pravo razgradnjo prostorske vrzeli, vendar so kovinski delci, ki jih izločijo elektrode pod delovanjem električnega polja visoke jakosti, glavni dejavniki, ki povzročajo poškodbe izolacije.

Izolacijska trdnost v vakuumski reži ni povezana samo z velikostjo reže in enakomernostjo električnega polja, ampak nanjo močno vplivajo tudi lastnosti in površinski pogoji materiala elektrode. Vakuumska reža ima višje izolacijske lastnosti kot visokotlačni zrak in plin SF6 pri majhnih razdaljah (2-3 milimetrov), zato kontaktna razdalja odpiranja vakuumskih odklopnikov na splošno ni velika.

Vpliv elektrodnih materialov na prebojno napetost se kaže predvsem v mehanski trdnosti (natezni trdnosti) materiala in tališču kovinskega materiala. Večja kot sta natezna trdnost in tališče, večja je izolacijska trdnost elektrode v vakuumu.

Eksperiment je pokazal, da višja kot je stopnja vakuuma, višja je prebojna napetost plinske reže, vendar ostane v osnovi nespremenjena nad 10 do 4 tore. Zato za ohranitev izolacijske trdnosti vakuumskega prekinjevalnika njegova stopnja vakuuma ne sme biti nižja od 10 do 4 tore.

2, Nastajanje in ugašanje električnih oblokov v vakuumu

Med pojavoma vakuumskega obloka in plinskega obloka obstaja bistvena razlika, ki smo jo spoznali prej. Disociacija plina ni glavni dejavnik, ki povzroča oblok, in vakuumska razelektritev nastane v kovinski pari, ki izhlapi iz kontaktne elektrode. Hkrati se značilnosti delovanja obloka razlikujejo glede na velikost prekinitvenega toka. Na splošno ga razvrščamo v nizkotokovni vakuumski oblok in visokotokovni vakuumski oblok.

1. Nizkotokovni vakuumski oblok

Ko se kontakt prekine v vakuumu, nastane katodna točka z visoko koncentracijo toka in energije, iz katodne točke pa izhlapi velika količina kovinske pare. Gostota kovinskih atomov in nabitih delcev v pegi je velika in oblok v njej gori. Istočasno se kovinska para in nabiti delci znotraj stebra obloka še naprej razpršujejo navzven, elektroda pa tudi nenehno izhlapeva nove delce za dopolnitev. Ko tok preseže ničlo, se energija obloka zmanjša, temperatura elektrode se zmanjša, učinek izhlapevanja se zmanjša in gostota delcev v stolpcu obloka se zmanjša. Končno, ko tok preseže ničlo, katodna pega izgine in oblok ugasne.

Včasih izhlapevanje ne more vzdrževati hitrosti difuzije stebra obloka in oblok nenadoma ugasne, kar vodi do prestrezanja toka.

2. Visokotokovni vakuumski oblok

Ko kontakt odklopi velik tok, se energija obloka poveča, anoda pa ustvarja tudi močno toploto, ki tvori močan koncentriran stolpec obloka. Hkrati je očitna tudi vloga elektrodinamike, zato pri visokotokovnih vakuumskih oblokih porazdelitev magnetnega polja med kontakti odločilno vpliva na stabilnost in učinkovitost obloka pri gašenju obloka. Če je tok previsok in presega mejni izklopni tok, bo to povzročilo odpoved. Na tej točki se kontakt močno segreje in tudi potem, ko tok preseže ničlo, še vedno izhlapi, zaradi česar si medij težko opomore in ne more odklopiti toka.

3, Struktura in princip delovanja odklopnikov

Obstaja veliko proizvajalcev in modelov vakuumskih odklopnikov. Glede na pogoje uporabe ga delimo na dva tipa: notranji (ZNx - * *) in zunanji (ZWx - * *). V glavnem je sestavljen iz dela okvirja, dela komore za gašenje obloka (vakuumski mehurček) in dela delovnega mehanizma.

Telo odklopnika je sestavljeno iz prevodnega tokokroga, izolacijskega sistema, tesnil in lupine. Celotna struktura je trifazna običajna škatla. Prevodna zanka se oblikuje s povezovanjem prevodnih polov vhodnega in odhodnega voda, izolacijskih nosilcev vhodnega in odhodnega voda, prevodnih sponk in mehkih povezav s komoro za gašenje vakuumskega obloka.

Mehanizem je električni hranilnik energije, električno odpiranje in zapiranje ter ima tudi ročno funkcijo. Celotna konstrukcija je sestavljena iz zapiralnih vzmeti, sistemov za shranjevanje energije, prenapetostnih sprožilcev, odpiralnih in zapiralnih tuljav, sistemov za ročno odpiranje in zapiranje, pomožnih stikal, indikatorjev za shranjevanje energije in drugih komponent.

princip delovanja

Ko vakuumski odklopnik uporablja zračni tok visoke ločljivosti za pretok skozi ničlo, se plazma hitro razprši in ugasne oblok, s čimer se izpolni namen prekinitve toka.

Načelo delovanja

Postopek shranjevanja energije: Ko je motor za shranjevanje energije 14 priključen na napajanje, motor poganja ekscentrično kolo, da se vrti, in valj 10 poleg ekscentričnega kolesa poganja ročico 9 in povezovalno ploščo 7, da nihata, potiska energijo zavihek za shranjevanje 6 zaniha, zaradi česar se zaskok 11 vrti. Ko je zatič na raglji 11 ob plošči tulca 32 gredi za shranjevanje energije, se premikata skupaj, kar povzroči, da se zapiralna vzmet 21, ki visi na tulcu 32 gredi za shranjevanje energije, podaljša. Puša 32 gredi za shranjevanje energije je pritrjena s pozicionirnim zatičem 13, da se ohrani stanje shranjevanja energije. Istočasno gonilna ročica na tulcu gredi za shranjevanje energije 32 potisne potovalno stikalo 5, da prekine napajanje motorja za shranjevanje energije 14, zatič za shranjevanje energije pa se dvigne, da se zanesljivo loči od zaskočnega kolesa.

Postopek delovanja zapiranja: Ko mehanizem prejme signal za zapiranje (stikalo je v stanju odklopa in shranjene energije), je železno jedro elektromagneta za zapiranje 15 posesano navzdol, komponenta za pozicioniranje 13 pa se potegne, da se zavrti v nasprotni smeri urinega kazalca, da sprosti energijo. vzdrževanje skladišča. Zapiralna vzmet 21 poganja tulec 32 gredi za shranjevanje energije, da se vrti v nasprotni smeri urinega kazalca, njen odmikač pa pritisne tulec 30 gredi menjalnika, da požene povezovalno ploščo 29 in nihajno roko 27, da se premakneta, kar povzroči, da se nihajna roka 27 upogne na polovico gredi 25, zaradi česar je mehanizem v zaprtem stanju. Na tej točki blokirna naprava 28 zaklene pozicionirno komponento, s čimer prepreči vrtenje pozicionirnega bika v nasprotni smeri urinega kazalca, s čimer se doseže namen povezave mehanizma in zagotovi, da mehanizma ni mogoče zapreti v zaprtem položaju.

Postopek odpiranja: Ko je odklopnik zaprt, elektromagnet za odpiranje prejme signal, železno jedro se potegne navznoter in zgornja palica v sprostitvi odpiranja 19 se premakne navzgor, kar povzroči vrtenje gredi za sprostitev 16, ki poganja zgornjo palico 18 na premaknite navzgor, potisnite upogibno ploščo 26 in poganjajte polovično gred 25, da se vrti v nasprotni smeri urnega kazalca.

Pol osi 25 in nihajna roka 27 se sprostita in pod delovanjem odpiralne vzmeti odklopnik zaključi operacijo odpiranja.

4, Odpravljanje napak odklopnikov

Merjenje razdalje odpiranja in prekoračitve odklopnika lahko temelji na sliki 3. Razlika med vrednostjo X, izmerjeno v odprtem in zaprtem stanju, je razdalja odpiranja odklopnika, razlika med vrednostjo Y pa je prekoračitev odklopnika. Metoda nastavitve je podaljšanje ali skrajšanje izolirane delovne palice 3 ali ojnice med mehanizmom in vretenom.

Nastavitev mehanizma za odpiranje in zapiranje

1. Višina povezave med nihajno ročico 27 ​​in polovico gredi 25 je 1.5-2.5 mm, kar lahko dosežete z nastavitvenim vijakom 24.

2. Ko se tulec 30 menjalne gredi vrti pod svojim največjim kotom, mora obstajati razmik 1.5-2 mm med nihajno roko 27 in polovično gredjo, da se zagotovi, da ko tulec menjalne gredi pade nazaj v zaprto položaju, se lahko nihajna roka 27 samodejno pripne na polovico gredi 25, ki jo je mogoče nastaviti z vijakom 31.

3. Pretvorba pomožnega stikala 2 mora biti natančna in zanesljiva, kar lahko dosežete s prilagoditvijo položaja gonilke 3 in dolžine ročice 4 pomožnega stikala 2.

4. Med postopkom shranjevanja energije, ko zanka doseže najvišjo točko zadnjega zoba, je treba zagotoviti, da lahko gonilka na tulcu 32 gredi za shranjevanje energije zanesljivo preklaplja kontakte potovalnega stikala, prekine moč motorja dovod in to dosežete s prilagajanjem položajev gor, dol, spredaj in nazaj potovalnega stikala 5.

5. Prilagodite dolžino prednapetosti odpiralne in zapiralne vzmeti, da zagotovite zanesljivo odpiranje in zapiranje odklopnika, ter zagotovite, da hitrost odpiranja in zapiranja doseže določeno vrednost.

5, Krmilno vezje odklopnika

V standardizirani postaji 35KV kitajskega podeželskega električnega omrežja je sprejeto načelo ločevanja krmilne zbiralke in zapiralne zbiralke.

Povežite par normalno odprtih kontaktov potovalnega stikala za shranjevanje energije odklopnika zaporedno v krmilno vezje med pomožnim normalno zaprtim kontaktom odklopnika in zapiralno tuljavo. Na ta način vklapljanja ni mogoče izvesti brez shranjevanja energije v odklopniku. Preprečuje zapiranje brez shranjevanja energije v odklopniku, ohranja zapiralni tokokrog in sežiga zapiralno tuljavo.

Medtem je med postopkom ožičenja pomembno zagotoviti, da je polarnost med zapiralno zbiralko in krmilno zbiralko v kontaktih potovalnega stikala za shranjevanje energije dosledna, da preprečite, da bi oblok v zapiralnem tokokrogu prebil potovalno stikalo med shranjevanje energije, kar povzroči zgorevanje krmilne varovalke ali sprožitev stikala za krmilni zrak.

To je treba še posebej upoštevati pri integriranih avtomatskih razdelilnih postajah.

6, Preskus vzdrževanja in popravila delovanja

Vakuumski odklopniki imajo kratek čas obloka, visoko izolacijsko trdnost, dolgo električno življenjsko dobo, majhno kontaktno razdaljo in hod ter nizko obratovalno energijo, zato je tudi njihova mehanska življenjska doba visoka. Pri vsakodnevnem delovanju je vzdrževalna obremenitev zelo majhna, predvsem preverjanje obrabe gibljivih delov mehanizma, ali so pritrdilni elementi zrahljani, odstranjevanje prahu s površine izolacije in vbrizgavanje nekaj mazalne masti v gibljive dele.

Pri preventivnem preskusu spomladanskega pregleda je treba preizkus odpornosti stikala na enosmerni tok primerjati s preteklimi podatki, težave pa je treba takoj odpraviti in zamenjati. Preskus vzdržljive napetosti močnostne frekvence zloma je učinkovita metoda za preverjanje, ali vakuumski mehurček pušča. (Notranji vakuumski odklopniki se lahko nanašajo na barvo utripajoče luči znotraj vakuumskega mehurčka, ko je obremenitev odklopljena, da se predhodno določi stopnja vakuuma v mehurčku. Ko je barva temno rdeča, pomeni zmanjšanje stopnje vakuuma in ko je barva svetlo modra, to pomeni dobro stopnjo vakuuma.) Pri preverjanju zaščite in namestitve odklopnika se izvede nizkonapetostni vklopno-izklopni preskus, da se preveri, ali stikalo deluje zanesljivo, ko napetost pade med napako zbiralke država.

Analiza razvoja in delovanja vakuumskih odklopnikov

1, namenski vakuumski odklopnik

Soočeni z izjemno različnimi nalogami prekinitve so se pojavili novi specializirani odklopniki. Če se za odklopnik za zaščito generatorja uporablja vakuumski odklopnik velike zmogljivosti (z izklopnim tokom kratkega stika 63-80kA ali več), se uporabi standardni vakuumski odklopnik (z izklopnim tokom kratkega stika {{ 3}}kA), varčni vakuumski odklopnik (s kratkostičnim izklopnim tokom 16-25kA), pogost vakuumski odklopnik (s delovno frekvenco od 50000 do 60000-krat) ter ultrafrekvenčni in kompleksen vakuumski odklopnik (z delovno frekvenco od 100.000 do 150.000-krat). Na primer, Siemensovi odklopniki serije 3AH so glede na njihovo uporabo razdeljeni na pet modelov. Modela 3AH1 in 3AH3 sta standardna z 10.000 operacijami, model 3AHZ je pogost s 60.000 operacijami, model 3AH4 je overclocking z 120.000 operacijami, model 3AH5 pa je ekonomičen z nizkimi cenami.

2, nizkonapetostni vakuumski odklopnik

Kot je dobro znano, lahko vakuumski odklopniki povzročijo izpad napetosti zaradi izklopa toka, zlasti pri prekinjanju majhnih induktivnih negativnih prekinitev, kot so elektromotorji. Na splošno so naprave za absorpcijo prenapetosti, kot so Sic, vezje RC, odvodnik strele ZnO itd., opremljene za omejevanje prenapetosti v vakuumskih odklopnikih, zaradi česar je struktura odklopnika velika in zapletena, nekatere omejitve prenapetosti pa niso idealne.

Več japonskih podjetij je ubralo drugačno pot in razvilo nizkonapetostne vakuumske odklopnike. Ne zahteva dodajanja naprav za absorpcijo prenapetosti in uporablja na novo razvite kontaktne materiale za omejitev prenapetosti na eno desetino običajne vrednosti. Material kontaktov z nizko prenapetostjo: Toshiba je AgWC, Hitachi je Co Ag Se, Mitsubishi pa Cu Cr Bi - , Fuji je CuCr plus material z visoko paro. Ta podjetja na splošno dosežejo 20 kA pri 7,2 kV, le Toshiba doseže 40 kA pri 7,2 kV.

3, večnamenski vakuumski odklopnik

Kot je znano, so vakuumski odklopniki doslej opravljali zapiralne in izklopne naloge v dveh položajih I (tj. zapiranje in odpiranje). Zdaj so se pojavili večnamenski vakuumski odklopniki, ki jim dajejo več funkcij, kot je zapiranje, odpiranje, izolacija, ozemljitev itd. Siemens, Alstom in Hitachi imajo takšne izdelke. Siemensov najnovejši modularni vakuumski odklopnik NXACT ima več funkcij: integracijo vklopa, prekinitve, izolacije, ozemljitve in zaklepanja. Vakuumski odklopnik, ki ga je podjetje Alstom opremilo s stikalno napravo VISAX, je v treh položajih I (izolacija zapiranje odpiranje). Vakuumski odklopnik 24kV, ki ga je razvil Hitachi v sodelovanju s podjetjem Tokyo Electric Power Company, ima štiri položaje I (zapiranje, odpiranje, izolacijska ozemljitev).

Da bi bil izdelek večnamenski, obstajata dve metodi z vidika obstoječih izdelkov: prvič, fazni stolpec vakuumskega odklopnika se po odprtju premika ali vrti, tvori izolacijo in ozemljitev; Drugi je vrtenje kontaktov v komori za gašenje vakuumskega obloka za popolno izolacijo in ozemljitev. Izdelki Siemens NXACT dokončajo izolacijo in ozemljitev s premikanjem faznega stebra po odklopu, medtem ko Alstom zaključi izolacijsko nalogo z vrtenjem faznega stebra po odklopu, Hitachi pa dokonča izolacijo in ozemljitev z vrtenjem kontakta v komori za gašenje obloka.

4, Sinhroni odklopnik

Sinhroni odklopniki so znani tudi kot fazno selektivni vakuumski odklopniki ali krmiljeni vakuumski odklopniki. Osnovno načelo je, da se vakuumski odklopnik zapre ali odpre v najugodnejšem trenutku napetosti ali toka.

V primerjavi z običajnimi vakuumskimi odklopniki imajo sinhronski odklopniki naslednje prednosti: 1. zmanjšanje prehodnih prenapetostnih obremenitev v električnem omrežju; 2. Izboljšana kakovost napajanja v elektroenergetskem omrežju; 3. Izboljšana električna življenjska doba in učinkovitost odklopnika; 4. Poenostavljena zasnova električnega omrežja, s čimer se zmanjšajo skupni stroški sistema.

ABB je razvil sinhrone vakuumske odklopnike z digitalnimi elektronskimi napravami in magnetnimi pogonskimi mehanizmi, kar je dober začetek.

5, Inteligentni vakuumski odklopnik

Inteligenca vakuumskih odklopnikov temelji na sodobni tehnologiji zaznavanja in tehnologiji digitalnega krmiljenja. Tuja proizvodna podjetja so svoje izdelke naredila inteligentne, kar ni potrebno le za distribucijsko avtomatizacijo, temveč tudi za nadzor in zaščito samih odklopnikov. Na primer Alstomova programabilna digitalna krmilna naprava DCX, ABB-jeva krmilna in zaščitna naprava REF542 ter Siemensova digitalna zaščitna naprava druge generacije.

Iz zgoraj navedenega je razvidno, da so se vakuumski odklopniki hitro razvijali. Čeprav je razlogov za to veliko, sta osnovna dva: prvič, napredek tehnologije vakuumskih komor za gašenje obloka; Drugi je napredek tehnologije pogonskih mehanizmov. Vakuumska komora za gašenje obloka je srce vakuumskega odklopnika. Napredek komor za vakuumsko gašenje obloka se odraža v transformaciji kontaktnega materiala iz CuBi v CuCr, kar izboljša prelomno sposobnost in zmanjša mejno vrednost. Hkrati se magnetno polje premakne iz prečnih v vzdolžna magnetna polja, kar izboljša prekinitveno sposobnost in zmanjša izgubo kontaktnega gorenja. Kar zadeva tehnologijo, sprejetje postopka enkratnega tesnjenja močno izboljša delovanje in zanesljivost komore za gašenje obloka.

Mehanizem delovanja se imenuje centralni živčni sistem vakuumskega odklopnika. Prvotno z uporabo elektromagnetnih mehanizmov so se pojavili vzmetni mehanizmi, zadnji pa je pojav mehanizmov s trajnimi magneti. Vzmetni mehanizem ima zapleteno strukturo z velikim številom delov (do 200), visokimi zahtevami glede natančnosti obdelave, izhodne značilnosti vzmetnega mehanizma pa se ne ujemajo z značilnostmi obremenitve vakuumskega odklopnika. Zato ga je treba razumno načrtovati glede na krivuljo konture odmikača in strukturo ojnice. Mehanska struktura mehanizmov s trajnimi magneti je še posebej preprosta, z manj komponentami kot kateri koli drug mehanizem, število gibljivih delov pa je mogoče zmanjšati na enega, kar ima za posledico posebno visoko mehansko zanesljivost. Poleg tega se izhodna zmogljivost mehanizmov s trajnimi magneti dobro ujema z značilnostmi obremenitve vakuumskih odklopnikov. Mehanizem s trajnimi magneti uporablja ključavnice s trajnimi magneti, kondenzatorje (ali napajalnik zaslona DC) za shranjevanje energije in je elektronsko krmiljen. Mehanizmi s trajnimi magneti so še posebej primerni za pogoste operacije, na primer do 60.000 do 150.000-krat

FOTOGRAFIJA IZDELKA

POVEZAVA IZDELKA

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

Ta izdelek je običajno prilagojen.
Smo proizvajalec in imamo strokovni tehnični oddelek, ki lahko oblikuje in zagotovi rešitve glede na potrebe strank.
Obrnite se na naše prodajno osebje, da dobite načrte

Tukaj so primeri naših strank za vašo referenco

ČE POTREBUJETE VEČ PODROBNOSTI, NAS KONTAKTIRAJTE