A vákuum-megszakító fejlesztésének és jellemzőinek áttekintése

[A vákuum-megszakító fejlesztésének és jellemzőinek áttekintése]: A vákuum-megszakító az a megszakító, amelynek érintkezői vákuumban záródnak és nyitnak.A vákuummegszakítókat kezdetben az Egyesült Királyság és az Egyesült Államok tanulmányozta, majd Japánban, Németországban, a volt Szovjetunióban és más országokban fejlesztették ki.Kína 1959-től kezdte el tanulmányozni a vákuum-megszakító elméletét, és az 1970-es évek elején hivatalosan is gyártott különféle vákuum-megszakítókat.

A vákuum-megszakító az a megszakító, amelynek érintkezői zárva vannak és vákuumban nyitnak.

A vákuummegszakítókat kezdetben az Egyesült Királyság és az Egyesült Államok tanulmányozta, majd Japánban, Németországban, a volt Szovjetunióban és más országokban fejlesztették ki.Kína 1959-ben kezdte el tanulmányozni a vákuum-megszakítók elméletét, és az 1970-es évek elején hivatalosan is gyártott különféle típusú vákuum-megszakítókat.A gyártástechnológiák, például a vákuummegszakító, a működési mechanizmus és a szigetelési szint folyamatos innovációja és fejlesztése a vákuum-megszakítót gyorsan fejlődött, és számos jelentős eredmény született a nagy kapacitás, a miniatürizálás, az intelligencia és a megbízhatóság kutatásában.

A jó ívoltási jellemzők előnyeivel, amelyek alkalmasak a gyakori működésre, a hosszú elektromos élettartamra, a nagy működési megbízhatóságra és a hosszú karbantartásmentes időszakra, a vákuum-megszakítókat széles körben használják a városi és vidéki villamosenergia-hálózat átalakításában, vegyiparban, kohászatban, vasúton. villamosítás, bányászat és más iparágak a kínai energiaiparban.A termékek a ZN1-ZN5 számos fajtájától a múltban a több tucat modellig és fajtáig terjednek.A névleges áram eléri a 4000A-t, a megszakítóáram eléri az 5OKA-t, sőt a 63kA-t, a feszültség pedig eléri a 35kV-ot.

A vákuum-megszakító fejlesztése és jellemzői több fő szempontból is láthatóak lesznek, beleértve a vákuummegszakító fejlesztését, a működési mechanizmus fejlesztését és a szigetelési szerkezet fejlesztését.

Vákuummegszakítók fejlesztése és jellemzői

2.1Vákuummegszakítók fejlesztése

A 19. század végén vetették fel az ötletet, hogy vákuumközeget használnak az ív oltására, és a legkorábbi vákuummegszakítót az 1920-as években gyártották.A vákuumtechnika, az anyagok és egyéb technikai szintek korlátai miatt azonban ez akkoriban nem volt célszerű.Az 1950-es évektől az új technológia fejlődésével a vákuummegszakítók gyártása során számos probléma megoldódott, és a vákuumkapcsoló fokozatosan elérte a gyakorlati szintet.Az 1950-es évek közepén az egyesült államokbeli General Electric Company 12KA névleges megszakítóáramú vákuummegszakítókat gyártott.Ezt követően, az 1950-es évek végén a keresztirányú mágneses térérintkezőkkel rendelkező vákuummegszakítók fejlesztése miatt a névleges megszakítóáramot 3OKA-ra emelték.Az 1970-es évek után a japán Toshiba Electric Company sikeresen kifejlesztett egy hosszanti mágneses térérintkezőkkel rendelkező vákuummegszakítót, amely tovább növelte a névleges megszakítóáramot több mint 5OKA-ra.Jelenleg a vákuum-megszakítókat széles körben használják az 1KV-os és 35kV-os áramelosztó rendszerekben, és a névleges megszakítóáram elérheti az 5OKA-100KAo-t.Egyes országok 72kV/84kV-os vákuummegszakítókat is gyártottak, de ez a szám csekély.DC nagyfeszültségű generátor

Az elmúlt években a vákuum-megszakítók gyártása Kínában is gyorsan fejlődött.Jelenleg a hazai vákuummegszakítók technológiája egy szinten van a külföldi termékekével.Vannak függőleges és vízszintes mágneses tértechnológiát és központi gyújtásérintkezős technológiát alkalmazó vákuummegszakítók.A Cu Cr ötvözetből készült érintkezők Kínában sikeresen leválasztották az 5OKA és 63kAo vákuummegszakítókat, amelyek magasabb szintet értek el.A vákuum-megszakító teljes mértékben képes használni a háztartási vákuum-megszakítókat.

2.2A vákuummegszakító jellemzői

A vákuumíves oltókamra a vákuum-megszakító kulcseleme.Üveggel vagy kerámiával van alátámasztva és lezárva.Belül dinamikus és statikus érintkezők és árnyékoló burkolatok találhatók.A kamrában negatív nyomás van.A vákuum mértéke 133 × 10 Nine 133 × LOJPa, hogy biztosítsa az ívoltási teljesítményt és a szigetelési szintet szakadáskor.Ha a vákuumfok csökken, a törési teljesítménye jelentősen csökken.Ezért a vákuumíves oltókamrát semmilyen külső erő nem érheti, és nem ütögetheti vagy ütheti kézzel.Mozgatás és karbantartás során nem szabad megfeszíteni.A vákuum-megszakítóra tilos bármit feltenni, hogy a vákuumív oltókamra leeséskor ne sérüljön meg.Szállítás előtt a vákuummegszakítót szigorú párhuzamossági vizsgálaton és összeszerelésen kell átesni.A karbantartás során az ívoltó kamra összes csavarját rögzíteni kell az egyenletes feszültség biztosítása érdekében.

A vákuum-megszakító megszakítja az áramot és kioltja az ívet a vákuumív oltókamrában.Maga a vákuum-megszakító azonban nem rendelkezik a vákuumfok jellemzőinek minőségi és mennyiségi ellenőrzésére alkalmas eszközzel, így a vákuumfok-csökkentési hiba rejtett hiba.Ugyanakkor a vákuumfok csökkenése súlyosan befolyásolja a vákuummegszakító túláram megszakítási képességét, és a megszakító élettartamának éles csökkenéséhez vezet, ami súlyos esetben a kapcsoló robbanásához vezet.

Összefoglalva, a vákuummegszakító fő problémája az, hogy a vákuumfok csökken.A vákuumcsökkentés fő okai a következők.

(1) A vákuum-megszakító kényes alkatrész.A gyár elhagyása után az elektronikus csőgyárban előfordulhat, hogy az üveg vagy kerámia tömítések szivárognak a szállítási ütések, beszerelési ütések, véletlen ütközések stb. után.

(2) Problémák vannak a vákuum-megszakító anyagában vagy gyártási folyamatában, és többszöri művelet után szivárgási pontok jelennek meg.

(3) Az osztott típusú vákuum-megszakító, például az elektromágneses működési mechanizmus működése során a működési összeköttetés nagy távolsága miatt közvetlenül befolyásolja a kapcsoló szinkronizálását, visszapattanását, túlfutását és egyéb jellemzőit, hogy felgyorsítsa a működést. vákuumfok csökkentése.DC nagyfeszültségű generátor

Kezelési módszer a vákuum-megszakító vákuumfokának csökkentésére:

Gyakran figyelje meg a vákuum-megszakítót, és rendszeresen használja a vákuumkapcsoló vákuumvizsgálóját a vákuum-megszakító vákuumfokának mérésére, hogy a vákuum-megszakító vákuumfoka a megadott tartományon belül legyen;Amikor a vákuumfok csökken, a vákuummegszakítót ki kell cserélni, és jól kell elvégezni a jellemző vizsgálatokat, mint a löket, a szinkronizálás és a visszapattanás.

3. Működési mechanizmus fejlesztése

A működési mechanizmus az egyik fontos szempont a vákuum-megszakító teljesítményének értékeléséhez.A fő ok, amely befolyásolja a vákuum-megszakító megbízhatóságát, a működési mechanizmus mechanikai jellemzői.A működési mechanizmus fejlettsége szerint a következő kategóriákra osztható.DC nagyfeszültségű generátor

3.1Kézi működtető mechanizmus

A közvetlen zárásra támaszkodó működési mechanizmust kézi működtető mechanizmusnak nevezzük, amelyet elsősorban alacsony feszültségszintű és kis névleges megszakítóáramú megszakítók működtetésére használnak.A kézi mechanizmust ritkán használták kültéri erőművekben, kivéve az ipari és bányászati ​​​​vállalkozásokat.A kézi működtető szerkezet egyszerű felépítésű, nem igényel bonyolult segédberendezéseket, és hátránya, hogy nem tud automatikusan visszazárni, és csak helyben üzemeltethető, ami nem elég biztonságos.Ezért a kézi működtetésű mechanizmust szinte felváltotta a kézi energiatárolású rugós működtető mechanizmus.

3.2Elektromágneses működési mechanizmus

Az elektromágneses erő hatására lezárt működési mechanizmust elektromágneses működési mechanizmusnak nevezzük d.A CD17 mechanizmust a hazai ZN28-12 termékekkel együttműködve fejlesztették ki.Szerkezetében a vákuummegszakító előtt és mögött is elrendezve.

Az elektromágneses működési mechanizmus előnyei az egyszerű mechanizmus, a megbízható működés és az alacsony gyártási költség.Hátránya, hogy a zárótekercs által felvett teljesítmény túl nagy, és elő kell készíteni [A vákuum-megszakító fejlesztésének és jellemzőinek áttekintése]: A vákuum-megszakító azt a megszakítót jelenti, amelynek érintkezői zártak és nyitottak. vákuumban.A vákuummegszakítókat kezdetben az Egyesült Királyság és az Egyesült Államok tanulmányozta, majd Japánban, Németországban, a volt Szovjetunióban és más országokban fejlesztették ki.Kína 1959-től kezdte el tanulmányozni a vákuum-megszakító elméletét, és az 1970-es évek elején hivatalosan is gyártott különféle vákuum-megszakítókat.

Drága akkumulátorok, nagy záróáram, terjedelmes szerkezet, hosszú működési idő és fokozatosan csökkenő piaci részesedés.

3.3Rugós működésű DC nagyfeszültségű generátor

A rugós működési mechanizmus a tárolt energiájú rugót használja erőként a kapcsoló záróműködésének végrehajtásához.Meghajtható munkaerővel vagy kis teljesítményű AC és DC motorokkal, így a záróerőt alapvetően nem befolyásolják külső tényezők (pl. tápfeszültség, levegőforrás légnyomása, hidraulikus nyomásforrás hidraulikus nyomása), amelyek nem csak nagy zárási sebesség elérése, de gyors automatikus ismételt zárási művelet is megvalósítható;Ezenkívül az elektromágneses működési mechanizmushoz képest a rugós működési mechanizmus alacsony költséggel és alacsony árral rendelkezik.Ez a leggyakrabban használt működési mechanizmus a vákuum-megszakítóban, és gyártói is többen, amelyek folyamatosan fejlődnek.Jellemzőek a CT17 és CT19 mechanizmusok, amelyekhez ZN28-17, VS1 és VGl használják.

Általában a rugós működési mechanizmus több száz alkatrészből áll, és az átviteli mechanizmus viszonylag összetett, magas meghibásodási arány, sok mozgó alkatrész és magas gyártási folyamatkövetelmény.Ezenkívül a rugós működési mechanizmus felépítése összetett, és sok csúszó súrlódó felület található, és ezek többsége kulcsfontosságú részekben található.A hosszú távú működés során ezen alkatrészek kopása és korróziója, valamint a kenőanyagok elvesztése és kikeményedése működési hibákhoz vezet.Főleg a következő hiányosságok vannak.

(1) A megszakító megtagadja a működést, azaz működési jelet küld a megszakítónak anélkül, hogy zárna vagy nyitna.

(2) A kapcsolót nem lehet bezárni, vagy zárás után lekapcsolják.

(3) Baleset esetén a relévédelmi műveletet és a megszakítót nem lehet leválasztani.

(4) Égessük ki a zárótekercset.

A működési mechanizmus hiba okának elemzése:

A megszakító megtagadja a működést, amit az üzemi feszültség feszültségkiesése vagy feszültségcsökkenése, az üzemi áramkör leválása, a zárótekercs vagy a nyitótekercs lekapcsolása, valamint a segédkapcsoló érintkezőinek rossz érintkezése okozhat. a mechanizmuson.

A kapcsolót nem lehet zárni, vagy zárás után nyitják, amit az üzemi tápfeszültség alacsony feszültsége, a megszakító mozgóérintkezőjének túlzott érintkezési útja, a segédkapcsoló reteszelőérintkezőjének leválasztása és túl kis mennyiségű áramforrás okozhat. kapcsolat a működtető mechanizmus féltengelye és a kilincs között;

A baleset során a relévédelmi műveletet és a megszakítót nem lehetett leválasztani.Előfordulhat, hogy a nyitó vasmagban olyan idegen anyagok vannak, amelyek megakadályozták a vasmag rugalmas működését, a nyitó kioldó féltengely nem tudott rugalmasan forogni, és a nyitóműködtető áramkör megszakadt.

A zárótekercs leégésének lehetséges okai: az egyenáramú mágneskapcsolót zárás után nem lehet leválasztani, a segédkapcsoló nem fordul nyitó helyzetbe zárás után, és a segédkapcsoló meglazult.

3.4Állandó mágneses mechanizmus

Az állandó mágneses mechanizmus új működési elvet alkalmazva szervesen ötvözi az elektromágneses mechanizmust az állandó mágnessel, elkerülve a mechanikus kioldás okozta kedvezőtlen tényezőket a zárási és nyitási helyzetben, valamint a zárrendszerben.Az állandó mágnes által generált tartóerő a vákuum-megszakítót záró és nyitó helyzetben tudja tartani, amikor bármilyen mechanikai energiára van szükség.Vezérlőrendszerrel van felszerelve, hogy megvalósítsa a vákuum-megszakító által igényelt összes funkciót.Főleg két típusra osztható: monostabil permanens mágneses aktuátor és bistabil állandó mágneses működtető.A bistabil permanens mágneses aktuátor működési elve az, hogy az aktuátor nyitása és zárása az állandó mágneses erőtől függ;A monostabil állandó mágneses működési elve az, hogy az energiatároló rugó segítségével gyorsan kinyílik és megtartja a nyitási pozíciót.Csak a zárással lehet megtartani az állandó mágneses erőt.A Trede Electric fő terméke a monostabil állandó mágneses működtető, a hazai vállalkozások pedig elsősorban a bistabil állandó mágneses működtetőt fejlesztik.

A bistabil állandó mágneses aktuátor felépítése változó, de csak kétféle elv létezik: kettős tekercs típusú (szimmetrikus típus) és egytekercses (aszimmetrikus típus).Ezt a két szerkezetet az alábbiakban röviden bemutatjuk.

(1) Dupla tekercs állandó mágneses mechanizmus

A kettős tekercses állandó mágneses mechanizmust a következők jellemzik: állandó mágnessel a vákuum-megszakítót nyitási és zárási határhelyzetben tartja, gerjesztőtekerccsel a mechanizmus vasmagját nyitó helyzetből záró helyzetbe tolja, és egy másik gerjesztő tekercs, amely a mechanizmus vasmagját a záró helyzetből a nyitó helyzetbe tolja.Például az ABB VMl kapcsolómechanizmusa ezt a struktúrát alkalmazza.

(2) Egytekercses állandó mágneses mechanizmus

Az egytekercses állandó mágneses mechanizmus is állandó mágneseket használ a vákuum-megszakító nyitás és zárás határhelyzetében tartására, de egy izgalmas tekercs nyitásra és zárásra szolgál.Két gerjesztő tekercs is van nyitásra és zárásra, de a két tekercs ugyanazon az oldalon van, és a párhuzamos tekercs áramlási iránya ellentétes.Elve ugyanaz, mint az egytekercses állandó mágneses mechanizmusé.A záró energia főként a gerjesztő tekercsből, a nyitási energia pedig főként a nyitórugóból származik.Például a Whipp&Bourne Company által az Egyesült Királyságban piacra dobott GVR oszlopra szerelt vákuummegszakító alkalmazza ezt a mechanizmust.

Az állandó mágneses mechanizmus fenti jellemzői alapján összefoglalható előnyei és hátrányai.Az előnyök közé tartozik, hogy a szerkezet viszonylag egyszerű, a rugós mechanizmushoz képest az alkatrészei körülbelül 60% -kal csökkennek;Kevesebb alkatrész esetén a meghibásodási arány is csökken, így a megbízhatóság magas;a mechanizmus hosszú élettartama;Kis méret és könnyű súly.Hátránya, hogy a nyitási jellemzőket tekintve, mivel a mozgó vasmag részt vesz a nyitómozgásban, nyitáskor jelentősen megnő a mozgórendszer mozgástehetetlensége, ami nagyon kedvezőtlen a merev nyitás sebességének javítására;A nagy üzemi teljesítmény miatt a kondenzátor kapacitása korlátozza.

4. Szigetelőszerkezet kialakítása

A nemzeti villamosenergia-rendszerben a nagyfeszültségű megszakítók működése során előforduló balesettípusok statisztikái és elemzése szerint a vonatkozó történelmi adatok alapján a nyitás elmulasztása 22,67%-ot tesz ki;Az együttműködés megtagadása 6,48%;A törési és okozó balesetek aránya 9,07%;A szigetelési balesetek aránya 35,47%;Helytelen működési baleset 7,02%;A folyózárási balesetek aránya 7,95%;A külső erők és egyéb balesetek bruttó 11 439-et tettek ki, ebből a szigetelési balesetek és az elválasztást elutasító balesetek voltak a legkiemelkedőbbek, az összes baleset mintegy 60%-át adták.Ezért a szigetelő szerkezet a vákuum-megszakító kulcspontja is.A fázisoszlopos szigetelés változásai és fejlődése szerint alapvetően három generációra osztható: légszigetelés, kompozit szigetelés és tömör tömített oszlopszigetelés.