Pārskats par vakuuma slēdža izstrādi un īpašībām

[Pārskats par vakuuma slēdža izstrādi un īpašībām]: vakuuma automātiskais slēdzis attiecas uz automātisko slēdzi, kura kontakti ir aizvērti un atvērti vakuumā.Vakuuma automātiskie slēdži sākotnēji tika pētīti Apvienotajā Karalistē un ASV, un pēc tam tie tika izstrādāti Japānā, Vācijā, bijušajā Padomju Savienībā un citās valstīs.Ķīna sāka pētīt vakuuma slēdžu teoriju no 1959. gada un oficiāli ražoja dažādus vakuuma slēdžus 1970. gadu sākumā.

Vakuuma ķēdes pārtraucējs attiecas uz ķēdes pārtraucēju, kura kontakti ir aizvērti un atvērti vakuumā.

Vakuuma automātiskie slēdži sākotnēji tika pētīti Apvienotajā Karalistē un ASV, un pēc tam tie tika izstrādāti Japānā, Vācijā, bijušajā Padomju Savienībā un citās valstīs.Ķīna sāka pētīt vakuuma slēdžu teoriju 1959. gadā un oficiāli ražoja dažāda veida vakuuma slēdžus 1970. gadu sākumā.Ražošanas tehnoloģiju, piemēram, vakuuma pārtraucēja, darbības mehānisma un izolācijas līmeņa nepārtraukta inovācija un uzlabošana ir ļāvusi vakuuma slēdžiem strauji attīstīties, un ir gūta virkne nozīmīgu sasniegumu lielas jaudas, miniaturizācijas, inteliģences un uzticamības izpētē.

Ar labu loka dzēšanas īpašību priekšrocībām, kas piemērotas biežai darbībai, ilgu elektrisko kalpošanas laiku, augstu darbības uzticamību un ilgu laiku bez apkopes, vakuuma automātiskie slēdži ir plaši izmantoti pilsētu un lauku elektrotīklu pārveidošanā, ķīmiskajā rūpniecībā, metalurģijā, dzelzceļā. elektrifikācija, kalnrūpniecība un citas Ķīnas enerģētikas nozares.Produktu klāsts ir no vairākām ZN1-ZN5 šķirnēm pagātnē līdz desmitiem modeļu un šķirņu tagad.Nominālā strāva sasniedz 4000A, pārrāvuma strāva sasniedz 5OKA, pat 63kA, un spriegums sasniedz 35kV.

Vakuuma slēdžu attīstība un raksturlielumi tiks aplūkoti no vairākiem galvenajiem aspektiem, tostarp vakuuma pārtraucēja izstrāde, darbības mehānisma izstrāde un izolācijas struktūras attīstība.

Vakuuma pārtraucēju izstrāde un raksturojums

2.1Vakuuma pārtraucēju izstrāde

Ideja par vakuuma vides izmantošanu loka dzēšanai tika izvirzīta 19. gadsimta beigās, un agrākais vakuuma pārtraucējs tika ražots 20. gadsimta 20. gados.Taču vakuuma tehnoloģiju, materiālu un citu tehnisko līmeņu ierobežojumu dēļ tas tolaik nebija praktiski.Kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem, attīstoties jaunām tehnoloģijām, ir atrisinātas daudzas problēmas vakuuma pārtraucēju ražošanā, un vakuuma slēdzis pamazām ir sasniedzis praktisko līmeni.1950. gadu vidū ASV uzņēmums General Electric Company ražoja vakuuma slēdžu partiju ar nominālo pārrāvuma strāvu 12KA.Pēc tam 1950. gadu beigās, attīstoties vakuuma pārtraucējiem ar šķērsvirziena magnētiskā lauka kontaktiem, nominālā pārrāvuma strāva tika paaugstināta līdz 3OKA.Pēc 1970. gadiem Japānas uzņēmums Toshiba Electric veiksmīgi izstrādāja vakuuma pārtraucēju ar garenvirziena magnētiskā lauka kontaktiem, kas vēl vairāk palielināja nominālo pārrāvuma strāvu līdz vairāk nekā 5OKA.Pašlaik vakuuma automātiskie slēdži ir plaši izmantoti 1KV un 35kV elektroenerģijas sadales sistēmās, un nominālā pārrāvuma strāva var sasniegt 5OKA-100KAo.Dažas valstis ir ražojušas arī 72kV/84kV vakuuma pārtraucējus, taču to skaits ir neliels.Līdzstrāvas augstsprieguma ģenerators

Pēdējos gados Ķīnā strauji attīstījusies arī vakuuma slēdžu ražošana.Pašlaik vietējo vakuuma pārtraucēju tehnoloģija ir līdzvērtīga ārvalstu produktu tehnoloģijai.Ir vakuuma pārtraucēji, kas izmanto vertikālā un horizontālā magnētiskā lauka tehnoloģiju un centrālo aizdedzes kontaktu tehnoloģiju.No Cu Cr sakausējuma materiāliem izgatavotie kontakti Ķīnā veiksmīgi atvienojuši 5OKA un 63kAo vakuuma pārtraucējus, kas sasnieguši augstāku līmeni.Vakuuma ķēdes pārtraucējs var pilnībā izmantot sadzīves vakuuma pārtraucējus.

2.2Vakuuma pārtraucēja raksturojums

Vakuuma loka dzēšanas kamera ir galvenā vakuuma slēdža sastāvdaļa.To atbalsta un aizzīmogo stikls vai keramika.Iekšpusē ir dinamiski un statiski kontakti un ekranēšanas pārsegi.Kamerā ir negatīvs spiediens.Vakuuma pakāpe ir 133 × 10 deviņi 133 × LOJPa, lai nodrošinātu tā loka dzēšanas veiktspēju un izolācijas līmeni pārrāvuma laikā.Kad vakuuma pakāpe samazinās, tā pārrāvuma veiktspēja tiks ievērojami samazināta.Tāpēc vakuuma loka dzēšanas kameru nedrīkst ietekmēt nekāds ārējs spēks, un to nedrīkst sist vai sist ar rokām.To nedrīkst noslogot pārvietošanas un apkopes laikā.Uz vakuuma slēdža ir aizliegts kaut ko likt, lai krītot nesabojātos vakuuma loka dzēšanas kamera.Pirms piegādes vakuuma ķēdes pārtraucējam jāveic stingra paralēlisma pārbaude un montāža.Apkopes laikā visas loka dzēšanas kameras skrūves ir jānostiprina, lai nodrošinātu vienmērīgu spriegumu.

Vakuuma ķēdes pārtraucējs pārtrauc strāvu un nodzēš loku vakuuma loka dzēšanas kamerā.Tomēr pašam vakuuma slēdžiem nav ierīces, kas kvalitatīvi un kvantitatīvi uzraudzītu vakuuma pakāpes raksturlielumus, tāpēc vakuuma pakāpes samazināšanas kļūme ir slēpta kļūda.Tajā pašā laikā vakuuma pakāpes samazinājums nopietni ietekmēs vakuuma slēdža spēju atslēgt pārstrāvu un izraisīs strauju ķēdes pārtraucēja kalpošanas laika samazināšanos, kas izraisīs slēdža eksploziju, ja tas ir nopietni.

Rezumējot, galvenā vakuuma pārtraucēja problēma ir vakuuma pakāpes samazināšanās.Galvenie vakuuma samazināšanas iemesli ir šādi.

(1) Vakuuma ķēdes pārtraucējs ir smalka sastāvdaļa.Pēc rūpnīcas atstāšanas elektronisko cauruļu rūpnīcā var būt stikla vai keramikas blīvējumu noplūde pēc daudzām transportēšanas nelīdzenumiem, uzstādīšanas triecieniem, nejaušām sadursmēm utt.

(2) Vakuuma pārtraucēja materiālā vai ražošanas procesā ir problēmas, un pēc vairākām darbībām parādās noplūdes punkti.

(3) Sadalītā tipa vakuuma slēdžiem, piemēram, elektromagnētiskajam darbības mehānismam, darbības laikā, pateicoties lielajam darbības savienojuma attālumam, tas tieši ietekmē slēdža sinhronizāciju, atlēcienu, pārgājienu un citas slēdža īpašības, lai paātrinātu darbību. vakuuma pakāpes samazināšana.Līdzstrāvas augstsprieguma ģenerators

Vakuuma pārtraucēja vakuuma pakāpes samazināšanas ārstēšanas metode:

Bieži novērojiet vakuuma pārtraucēju un regulāri izmantojiet vakuuma slēdža vakuuma testeri, lai izmērītu vakuuma pārtraucēja vakuuma pakāpi, lai nodrošinātu, ka vakuuma pārtraucēja vakuuma pakāpe ir norādītajā diapazonā;Kad vakuuma pakāpe samazinās, vakuuma pārtraucējs ir jānomaina, un raksturīgie testi, piemēram, sitiens, sinhronizācija un atsitiens, ir jāveic labi.

3. Darbības mehānisma izstrāde

Darbības mehānisms ir viens no svarīgākajiem aspektiem, lai novērtētu vakuuma slēdža darbību.Galvenais iemesls, kas ietekmē vakuuma slēdža uzticamību, ir darbības mehānisma mehāniskās īpašības.Saskaņā ar darbības mehānisma attīstību to var iedalīt šādās kategorijās.Līdzstrāvas augstsprieguma ģenerators

3.1Manuālais darbības mehānisms

Darbības mehānismu, kas balstās uz tiešu aizvēršanu, sauc par manuālo darbības mehānismu, ko galvenokārt izmanto, lai darbinātu slēdžus ar zemu sprieguma līmeni un zemu nominālo pārrāvuma strāvu.Manuālais mehānisms ir reti izmantots āra elektroenerģijas nodaļās, izņemot rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumus.Manuālajam darbības mehānismam ir vienkārša uzbūve, tam nav nepieciešamas sarežģītas palīgiekārtas, un tam ir trūkums, ka tas nevar automātiski aizvērties un to var darbināt tikai lokāli, kas nav pietiekami drošs.Tāpēc manuālais darbības mehānisms ir gandrīz aizstāts ar atsperu darbības mehānismu ar manuālu enerģijas uzglabāšanu.

3.2Elektromagnētiskais darbības mehānisms

Darbības mehānismu, ko noslēdz elektromagnētiskais spēks, sauc par elektromagnētisko darbības mehānismu d.CD17 mehānisms izstrādāts saskaņojot ar pašmāju ZN28-12 produktiem.Pēc struktūras tas ir arī novietots vakuuma pārtraucēja priekšā un aiz tā.

Elektromagnētiskā darbības mehānisma priekšrocības ir vienkāršs mehānisms, uzticama darbība un zemas ražošanas izmaksas.Trūkumi ir tādi, ka slēgšanas spoles patērētā jauda ir pārāk liela, un tā ir jāsagatavo [Pārskats par vakuuma slēdža izstrādi un īpašībām]: Vakuuma automātiskais slēdzis attiecas uz ķēdes pārtraucēju, kura kontakti ir aizvērti un atvērti. vakuumā.Vakuuma automātiskie slēdži sākotnēji tika pētīti Apvienotajā Karalistē un ASV, un pēc tam tie tika izstrādāti Japānā, Vācijā, bijušajā Padomju Savienībā un citās valstīs.Ķīna sāka pētīt vakuuma slēdžu teoriju no 1959. gada un oficiāli ražoja dažādus vakuuma slēdžus 1970. gadu sākumā.

Dārgi akumulatori, liela slēgšanas strāva, apjomīga struktūra, ilgs darbības laiks un pakāpeniski samazināta tirgus daļa.

3.3Atsperu darbības mehānisms Līdzstrāvas augstsprieguma ģenerators

Atsperes darbības mehānisms izmanto uzkrātās enerģijas atsperi kā jaudu, lai slēdzis realizētu aizvēršanas darbību.To var darbināt ar darbaspēku vai mazas jaudas maiņstrāvas un līdzstrāvas motoriem, tāpēc slēgšanas jaudu pamatā neietekmē ārējie faktori (piemēram, barošanas spriegums, gaisa avota gaisa spiediens, hidrauliskā spiediena avota hidrauliskais spiediens), kas var ne tikai sasniegt augstu aizvēršanas ātrumu, bet arī realizēt ātru automātisku atkārtotu aizvēršanas darbību;Turklāt, salīdzinot ar elektromagnētisko darbības mehānismu, atsperu darbības mehānismam ir zemas izmaksas un zema cena.Tas ir visbiežāk izmantotais darbības mehānisms vakuuma slēdžā, un tā ražotāju ir arī vairāk, kas pastāvīgi pilnveidojas.Tipiski ir CT17 un CT19 mehānismi, un ar tiem tiek izmantoti ZN28-17, VS1 un VGl.

Parasti atsperes darbības mehānismam ir simtiem detaļu, un transmisijas mehānisms ir salīdzinoši sarežģīts, ar augstu atteices līmeni, daudzām kustīgām daļām un augstām ražošanas procesa prasībām.Turklāt atsperu darbības mehānisma struktūra ir sarežģīta, un ir daudz bīdāmu berzes virsmu, un lielākā daļa no tām atrodas galvenajās daļās.Ilgstošas ​​darbības laikā šo detaļu nodilums un korozija, kā arī smērvielu zudums un sacietēšana radīs darbības kļūdas.Galvenokārt ir šādi trūkumi.

(1) Slēdzis atsakās darboties, tas ir, nosūta darbības signālu ķēdes pārtraucējam, neaizverot vai neatverot.

(2) Slēdzi nevar aizvērt vai tas tiek atvienots pēc aizvēršanas.

(3) Negadījuma gadījumā releja aizsardzības darbību un ķēdes pārtraucēju nevar atvienot.

(4) Izdedziet noslēgšanas spoli.

Darbības mehānisma atteices cēloņu analīze:

Slēdzis atsakās darboties, ko var izraisīt sprieguma zudums vai darba sprieguma zemspriegums, darba ķēdes atvienošana, slēgšanas spoles vai atvēršanas spoles atvienošana un slikts palīgslēdža kontaktu kontakts. uz mehānisma.

Slēdzis nevar aizvērt vai tiek atvērts pēc aizvēršanas, ko var izraisīt zemspriegums darba barošanas avotā, pārmērīgs slēdža kustīgā kontakta kontakta gājiens, papildu slēdža bloķējošā kontakta atvienošana un pārāk mazs savienojums starp darbības mehānisma pusvārpstu un fiksatoru;

Avārijas laikā releja aizsardzības darbību un automātisko slēdzi nevarēja atvienot.Var gadīties, ka atveramajā dzelzs serdenī ir svešķermeņi, kas neļāva dzelzs serdei darboties elastīgi, atvēršanas atslēgšanas pusvārpsta nevarēja elastīgi griezties, un atvēršanas darbības ķēde tika atvienota.

Iespējamie aizvēršanas spoles sadedzināšanas iemesli ir šādi: pēc aizvēršanas līdzstrāvas kontaktoru nevar atvienot, pēc aizvēršanas palīgslēdzis negriežas atvēršanas pozīcijā un palīgslēdzis ir vaļīgs.

3.4Pastāvīgā magnēta mehānisms

Pastāvīgā magnēta mehānismā tiek izmantots jauns darbības princips, lai organiski apvienotu elektromagnētisko mehānismu ar pastāvīgo magnētu, izvairoties no nelabvēlīgiem faktoriem, ko izraisa mehāniska paklupšana aizvēršanas un atvēršanas pozīcijā un bloķēšanas sistēmā.Pastāvīgā magnēta radītais turēšanas spēks var noturēt vakuuma slēdžus aizvēršanas un atvēršanas pozīcijās, kad ir nepieciešama mehāniskā enerģija.Tas ir aprīkots ar vadības sistēmu, lai realizētu visas vakuuma slēdžam nepieciešamās funkcijas.To galvenokārt var iedalīt divos veidos: monostabils pastāvīgais magnētiskais izpildmehānisms un bistabils pastāvīgais magnētiskais izpildmehānisms.Bistabila pastāvīgā magnētiskā izpildmehānisma darbības princips ir tāds, ka izpildmehānisma atvēršana un aizvēršana ir atkarīga no pastāvīgā magnētiskā spēka;Monostabilā pastāvīgā magnēta darbības mehānisma darbības princips ir ātri atvērties ar enerģijas uzkrāšanas atsperes palīdzību un saglabāt atvēršanas pozīciju.Tikai aizvēršana var saglabāt pastāvīgo magnētisko spēku.Trede Electric galvenais produkts ir monostabils pastāvīgā magnēta izpildmehānisms, un vietējie uzņēmumi galvenokārt izstrādā bistable pastāvīgā magnēta izpildmehānismu.

Bistabilā pastāvīgā magnēta izpildmehānisma struktūra atšķiras, taču pastāv tikai divu veidu principi: dubultās spoles tips (simetrisks tips) un vienas spoles tips (asimetrisks tips).Šīs divas struktūras ir īsi iepazīstinātas turpmāk.

(1) Dubultās spoles pastāvīgā magnēta mehānisms

Dubultās spoles pastāvīgā magnēta mehānismam ir raksturīgs: pastāvīgā magnēta izmantošana vakuuma slēdža noturēšanai attiecīgi atvēršanas un aizvēršanas robežpozīcijās, ierosmes spoles izmantošana, lai nobīdītu mehānisma dzelzs serdi no atvēršanas stāvokļa uz aizvēršanas stāvokli, un vēl viena ierosmes spole, lai nobīdītu mehānisma dzelzs serdi no aizvēršanas stāvokļa uz atvēršanas stāvokli.Piemēram, ABB VMl slēdža mehānisms izmanto šo struktūru.

(2) Vienas spoles pastāvīgā magnēta mehānisms

Vienas spoles pastāvīgā magnēta mehānisms izmanto arī pastāvīgos magnētus, lai vakuuma slēdžu noturētu atvēršanas un aizvēršanas robežpozīcijās, bet atvēršanai un aizvēršanai tiek izmantota viena aizraujoša spole.Ir arī divas ierosmes spoles atvēršanai un aizvēršanai, bet abas spoles atrodas vienā pusē, un paralēlās spoles plūsmas virziens ir pretējs.Tās princips ir tāds pats kā vienas spoles pastāvīgā magnēta mehānismam.Aizvēršanas enerģija galvenokārt nāk no ierosmes spoles, un atvēršanas enerģija galvenokārt nāk no atvēršanas atsperes.Piemēram, GVR kolonnā montētais vakuuma slēdžs, ko laiž klajā Whipp&Bourne Company Apvienotajā Karalistē, izmanto šo mehānismu.

Saskaņā ar iepriekšminētajām pastāvīgā magnēta mehānisma īpašībām var apkopot tā priekšrocības un trūkumus.Priekšrocības ir tādas, ka konstrukcija ir salīdzinoši vienkārša, salīdzinot ar atsperu mehānismu, tās sastāvdaļas ir samazinātas par aptuveni 60%;Ar mazāku komponentu skaitu samazinās arī atteices līmenis, tāpēc uzticamība ir augsta;Ilgs mehānisma kalpošanas laiks;Mazs izmērs un viegls svars.Trūkums ir tāds, ka atvēršanas raksturlielumu ziņā, jo kustīgā dzelzs serde piedalās atvēršanas kustībā, atverot ievērojami palielinās kustīgās sistēmas kustības inerce, kas ir ļoti nelabvēlīgi, lai uzlabotu stingras atvēršanas ātrumu;Lielās darbības jaudas dēļ to ierobežo kondensatora jauda.

4. Izolācijas konstrukcijas izstrāde

Saskaņā ar statistiku un negadījumu veidu analīzi augstsprieguma slēdžu darbībā valsts energosistēmā, pamatojoties uz attiecīgiem vēsturiskiem datiem, neatvēršanās veido 22,67%;Atteikšanās sadarboties veidoja 6,48%;9,07% sastādīja negadījumu laušana un izdarīšana;Izolācijas avārijas veidoja 35,47%;Nepareizas darbības negadījums veidoja 7,02%;Upju slēgšanas negadījumi veido 7,95%;Ārējo spēku un citi negadījumi veidoja 11 439 bruto, no kuriem visizplatītākie bija izolācijas negadījumi un atdalīšanas negadījumi, kas veido aptuveni 60% no visiem negadījumiem.Tāpēc izolācijas struktūra ir arī galvenais vakuuma slēdža punkts.Atbilstoši fāzes kolonnu izolācijas izmaiņām un attīstībai to pamatā var iedalīt trīs paaudzēs: gaisa izolācija, kompozītmateriāla izolācija un cieta hermētiskā polu izolācija.