Агляд распрацоўкі і характарыстык вакуумнага выключальніка

[Агляд распрацоўкі і характарыстык вакуумнага выключальніка]: вакуумны выключальнік адносіцца да выключальніка, кантакты якога замыкаюцца і размыкаюцца ў вакууме.Вакуумныя выключальнікі першапачаткова вывучаліся ў Вялікабрытаніі і ЗША, а затым былі распрацаваны ў Японіі, Германіі, былым Савецкім Саюзе і іншых краінах.Кітай пачаў вывучаць тэорыю вакуумных выключальнікаў з 1959 года і афіцыйна вырабляў розныя вакуумныя выключальнікі ў пачатку 1970-х гадоў.

Вакуумны выключальнік адносіцца да выключальніка, кантакты якога замыкаюцца і размыкаюцца ў вакууме.

Вакуумныя выключальнікі першапачаткова вывучаліся ў Вялікабрытаніі і ЗША, а затым былі распрацаваны ў Японіі, Германіі, былым Савецкім Саюзе і іншых краінах.Кітай пачаў вывучаць тэорыю вакуумных выключальнікаў у 1959 годзе і афіцыйна вырабіў розныя тыпы вакуумных выключальнікаў у пачатку 1970-х гадоў.Пастаянныя інавацыі і ўдасканаленне вытворчых тэхналогій, такіх як вакуумны выключальнік, механізм працы і ўзровень ізаляцыі, прывялі да хуткага развіцця вакуумнага выключальніка, і былі дасягнуты шэраг значных дасягненняў у галіне даследаванняў вялікай магутнасці, мініяцюрызацыі, інтэлекту і надзейнасці.

Вакуумныя выключальнікі шырока выкарыстоўваюцца ў гарадскіх і сельскіх электрасетках, у хімічнай прамысловасці, металургіі, на чыгунцы, дзякуючы добрым характарыстыкам гашэння дугі, прыдатным для частай працы, доўгаму тэрміну службы электраправодкі, высокай надзейнасці працы і доўгаму перыяду адсутнасці тэхнічнага абслугоўвання. электрыфікацыя, горназдабыўная прамысловасць і іншыя галіны энергетыкі Кітая.Прадукты вар'іруюцца ад некалькіх разнавіднасцяў ZN1-ZN5 у мінулым да дзесяткаў мадэляў і разнавіднасцяў цяпер.Намінальны ток дасягае 4000A, ток адключэння дасягае 5OKA, нават 63kA, а напружанне дасягае 35kV.

Развіццё і характарыстыкі вакуумнага выключальніка будуць разглядацца з некалькіх асноўных аспектаў, уключаючы распрацоўку вакуумнага выключальніка, распрацоўку механізму прывядзення і распрацоўку структуры ізаляцыі.

Распрацоўка і характарыстыкі вакуумных выключальнікаў

2.1Распрацоўка вакуумных перарывальнікаў

Ідэя выкарыстання вакуумнага асяроддзя для тушэння дугі была высунута ў канцы 19-га стагоддзя, а самы ранні вакуумны перарывальнік быў выраблены ў 1920-х гадах.Аднак з-за абмежаванняў вакуумнай тэхналогіі, матэрыялаў і іншых тэхнічных узроўняў у той час гэта было непрактычна.З 1950-х гадоў, з развіццём новай тэхналогіі, многія праблемы ў вытворчасці вакуумных перарывальнікаў былі вырашаны, і вакуумны выключальнік паступова дасягнуў практычнага ўзроўню.У сярэдзіне 1950-х гадоў амерыканская кампанія General Electric выпусціла серыю вакуумных выключальнікаў з намінальным токам адключэння 12КА.У далейшым, у канцы 1950-х гадоў, у сувязі з распрацоўкай вакуумных выключальнікаў з папярочнымі магнітнымі палявымі кантактамі, намінальны ток адключэння быў даведзены да 3OKA.Пасля 1970-х японская кампанія Toshiba Electric Company паспяхова распрацавала вакуумны перарывальнік з падоўжнымі кантактамі магнітнага поля, які яшчэ больш павялічыў намінальны ток адключэння да больш чым 5OKA.У цяперашні час вакуумныя выключальнікі шырока выкарыстоўваюцца ў сістэмах размеркавання электраэнергіі 1 кВ і 35 кВ, а намінальны ток адключэння можа дасягаць 5OKA-100KAo.Некаторыя краіны таксама вырабілі вакуумныя выключальнікі 72 кВ/84 кВ, але іх колькасць невялікая.Высакавольтны генератар пастаяннага току

У апошнія гады вытворчасць вакуумных выключальнікаў у Кітаі таксама хутка развіваецца.У цяперашні час тэхналогія айчынных вакуумных выключальнікаў знаходзіцца на адным узроўні з замежнай прадукцыяй.Ёсць вакуумныя перарывальнікі, якія выкарыстоўваюць тэхналогію вертыкальнага і гарызантальнага магнітнага поля і тэхналогію цэнтральнага запальвання.Кантакты, вырабленыя з матэрыялаў са сплаву Cu Cr, паспяхова адключылі вакуумныя перарывальнікі 5OKA і 63kAo у Кітаі, якія дасягнулі больш высокага ўзроўню.Вакуумны выключальнік можа цалкам выкарыстоўваць бытавыя вакуумныя прерыватели.

2.2Характарыстыкі вакуумнага выключальніка

Вакуумная дугогасительная камера з'яўляецца ключавым кампанентам вакуумнага выключальніка.Ён падтрымліваецца і герметызуецца шклом або керамікай.Унутры маюцца дынамічныя і статычныя кантакты і ахоўныя вечка.У камеры існуе адмоўны ціск.Ступень вакууму складае 133 × 10 Nine 133 × LOJPa, каб забяспечыць яго гашэнне дугі і ўзровень ізаляцыі пры разрыве.Калі ступень вакууму зніжаецца, яго прадукцыйнасць разрыву будзе значна зніжана.Такім чынам, камера вакуумнага дугагашэнне не павінна падвяргацца ўздзеянню знешніх сіл, яе нельга стукаць або пляскаць рукамі.Ён не павінен падвяргацца нагрузцы падчас перамяшчэння і абслугоўвання.Забараняецца ставіць што-небудзь на вакуумны выключальнік, каб прадухіліць пашкоджанне камеры вакуумнага дугагашэння пры падзенні.Перад пастаўкай вакуумны выключальнік павінен прайсці строгую праверку паралельнасці і зборку.Падчас тэхнічнага абслугоўвання ўсе балты дугогасительной камеры павінны быць закручаны для забеспячэння раўнамернага напружання.

Вакуумны выключальнік адключае ток і гасіць дугу ў камеры вакуумнага дугагашэння.Аднак сам вакуумны выключальнік не мае прылады для якаснага і колькаснага кантролю характарыстык ступені вакууму, таму няспраўнасць зніжэння ступені вакууму з'яўляецца схаванай няспраўнасцю.У той жа час зніжэнне ступені вакууму сур'ёзна паўплывае на здольнасць вакуумнага выключальніка адключаць перагрузку па току і прывядзе да рэзкага зніжэння тэрміну службы выключальніка, што прывядзе да выбуху выключальніка ў сур'ёзных выпадках.

Падводзячы вынік, асноўная праблема вакуумнага перарывальніка заключаецца ў тым, што ступень вакууму зніжаецца.Асноўныя прычыны зніжэння вакууму наступныя.

(1) Вакуумны выключальнік - гэта далікатны кампанент.Пасля выхаду з завода на фабрыцы электронных трубак можа быць уцечка са шкляных або керамічных ушчыльненняў пасля шматлікіх удараў пры транспарціроўцы, удараў пры ўсталёўцы, выпадковых сутыкненняў і г.д.

(2) Ёсць праблемы з матэрыялам або працэсам вытворчасці вакуумнага перарывальніка, і пасля некалькіх аперацый з'яўляюцца месцы ўцечкі.

(3) Вакуумны выключальнік раздзельнага тыпу, напрыклад, электрамагнітны механізм прывада, пры працы з-за вялікай адлегласці рабочай сувязі непасрэдна ўплывае на сінхранізацыю, адскок, пераход і іншыя характарыстыкі выключальніка, каб паскорыць зніжэнне ступені вакууму.Высакавольтны генератар пастаяннага току

Спосаб лячэння зніжэння ступені вакууму вакуумнага перарывальніка:

Часта назірайце за вакуумным перарывальнікам і рэгулярна выкарыстоўвайце вакуумны тэстар вакуумнага выключальніка для вымярэння ступені разрэджання вакуумнага перарывальніка, каб пераканацца, што ступень разрэджання вакуумнага перарывальніка знаходзіцца ў зададзеным дыяпазоне;Калі ступень вакууму зніжаецца, вакуумны перарывальнік неабходна замяніць, а такія характэрныя выпрабаванні, як ход, сінхранізацыя і адскок, павінны быць зроблены добра.

3. Распрацоўка механізму дзеяння

Механізм працы з'яўляецца адным з важных аспектаў для ацэнкі прадукцыйнасці вакуумнага выключальніка.Асноўнай прычынай, якая ўплывае на надзейнасць вакуумнага выключальніка, з'яўляюцца механічныя характарыстыкі прывада.У адпаведнасці з развіццём механізму працы, яго можна падзяліць на наступныя катэгорыі.Высакавольтны генератар пастаяннага току

3.1Механізм ручнога прывада

Прывадны механізм, які абапіраецца на прамое замыканне, называецца ручным прывадным механізмам, які ў асноўным выкарыстоўваецца для кіравання выключальнікамі з нізкім узроўнем напружання і нізкім намінальным токам адключэння.Ручной механізм рэдка выкарыстоўваўся ў адкрытых электрастанцыях, акрамя прамысловых і горназдабыўных прадпрыемстваў.Механізм ручнога кіравання просты па структуры, не патрабуе складанага дапаможнага абсталявання і мае той недахоп, што ён не можа аўтаматычна зачыняцца і можа кіравацца толькі лакальна, што недастаткова бяспечна.Таму на змену ручному механізму прывядзення практычна прыйшоў спружынны механізм з ручным назапашваннем энергіі.

3.2Электрамагнітны механізм кіравання

Прывадны механізм, зачынены электрамагнітнай сілай, называецца электрамагнітным прывадным механізмам d.Механізм CD17 распрацаваны сумесна з айчыннай прадукцыяй ZN28-12.Па структуры ён таксама размешчаны перад і ззаду вакуумнага перарывальніка.

Перавагамі электрамагнітнага механізму прывада з'яўляюцца просты механізм, надзейная праца і нізкі кошт вырабу.Недахопы заключаюцца ў тым, што магутнасць, спажываная шпулькай замыкання, занадта вялікая, і яе трэба падрыхтаваць [Агляд распрацоўкі і характарыстык вакуумнага выключальніка]: Вакуумны выключальнік адносіцца да выключальніка, кантакты якога замыкаюцца і размыкаюцца у вакууме.Вакуумныя выключальнікі першапачаткова вывучаліся ў Вялікабрытаніі і ЗША, а затым былі распрацаваны ў Японіі, Германіі, былым Савецкім Саюзе і іншых краінах.Кітай пачаў вывучаць тэорыю вакуумных выключальнікаў з 1959 года і афіцыйна вырабляў розныя вакуумныя выключальнікі ў пачатку 1970-х гадоў.

Дарагія акумулятары, вялікі ток замыкання, грувасткая канструкцыя, доўгі час працы і паступовае скарачэнне долі рынку.

3.3Спружынны прывад Генератар пастаяннага току высокага напружання

Механізм спружыннага прывада выкарыстоўвае назапашаную энергію спружыны ў якасці сілы, каб прымусіць выключальнік рэалізаваць дзеянне замыкання.Ён можа прыводзіцца ў рух рабочай сілай або рухавікамі пераменнага і пастаяннага току малой магутнасці, таму на сілу закрыцця ў асноўным не ўплываюць знешнія фактары (такія як напружанне сілкавання, ціск паветра крыніцы паветра, гідраўлічны ціск крыніцы гідраўлічнага ціску), якія могуць не толькі дасягнуць высокай хуткасці закрыцця, але таксама рэалізаваць хуткую аўтаматычную паўторную аперацыю закрыцця;Акрамя таго, у параўнанні з электрамагнітным механізмам прывада, спружынны механізм прывада мае нізкі кошт і нізкую цану.Гэта найбольш часта выкарыстоўваны механізм прывада ў вакуумных выключальніках, і яго вытворцы таксама пастаянна ўдасканальваюцца.Механізмы СТ17 і СТ19 тыпавыя, з імі выкарыстоўваюцца ЗН28-17, ВС1 і ВГл.

Як правіла, механізм спружыннага прывада складаецца з сотняў дэталяў, а механізм перадачы адносна складаны, з высокім узроўнем адмоваў, вялікай колькасцю рухомых частак і высокімі патрабаваннямі да вытворчага працэсу.Акрамя таго, структура спружыннага прывада складаная, і ёсць шмат паверхняў трэння слізгацення, і большасць з іх знаходзіцца ў ключавых частках.Пры працяглай эксплуатацыі знос і карозія гэтых частак, а таксама страта і зацвярдзенне змазачных матэрыялаў прывядуць да эксплуатацыйных памылак.У асноўным ёсць наступныя недахопы.

(1) Аўтаматычны выключальнік адмаўляецца працаваць, гэта значыць, ён пасылае сігнал спрацоўвання на выключальнік без замыкання або размыкання.

(2) Выключальнік не можа быць замкнёны або адключаны пасля закрыцця.

(3) У выпадку аварыі рэлейная абарона і аўтаматычны выключальнік не могуць быць адключаны.

(4) Перапаліце ​​замыкальную катушку.

Аналіз прычын няспраўнасці прывада:

Аўтаматычны выключальнік адмаўляецца спрацоўваць, што можа быць выклікана стратай напружання або паніжаным напружаннем працоўнага напружання, адключэннем працоўнага ланцуга, адключэннем шпулькі замыкання або шпулькі размыкання, а таксама дрэнным кантактам кантактаў дапаможнага выключальніка на механізме.

Выключальнік не можа быць замкнёны або размыкаецца пасля замыкання, што можа быць выклікана паніжаным напружаннем працоўнай крыніцы сілкавання, празмерным ходам кантакту рухомага кантакту выключальніка, адключэннем блакіруючага кантакту дапаможнага выключальніка і занадта малой колькасцю злучэнне паўвосі прывада з сабачкай;

Падчас аварыі не ўдалося адключыць рэле і аўтаматычны выключальнік.Магчыма, у жалезным стрыжні адкрыцця ёсць староннія рэчывы, якія перашкаджаюць жалезнаму стрыжню дзейнічаць гнутка, паўвал адчынення адключэння не можа гнутка круціцца, а ланцуг адкрыцця быў адключаны.

Магчымыя прычыны згарання шпулькі замыкання: кантактар ​​пастаяннага току не можа быць адключаны пасля замыкання, дапаможны выключальнік не паварочваецца ў становішча размыкання пасля замыкання, а дапаможны выключальнік саслаблены.

3.4Механізм пастаяннага магніта

Механізм з пастаянным магнітам выкарыстоўвае новы прынцып працы, каб арганічна спалучаць электрамагнітны механізм з пастаянным магнітам, пазбягаючы неспрыяльных фактараў, выкліканых механічным спрацоўваннем у становішчы закрыцця і адкрыцця і сістэмай блакіроўкі.Утрымліваючая сіла, якая ствараецца пастаянным магнітам, можа ўтрымліваць вакуумны выключальнік у становішчы замыкання і размыкання, калі патрабуецца любая механічная энергія.Ён абсталяваны сістэмай кіравання для рэалізацыі ўсіх функцый, неабходных вакуумнаму выключальніку.У асноўным яго можна падзяліць на два тыпу: монастабільны пастаянны магнітны прывад і бістабільны пастаянны магнітны прывад.Прынцып працы бістабільнага пастаяннага магнітнага прывада заключаецца ў тым, што адкрыццё і закрыццё прывада залежыць ад пастаяннай магнітнай сілы;Прынцып працы монастабільнага механізму з пастаянным магнітам заключаецца ў хуткім адкрыцці з дапамогай спружыны назапашвання энергіі і захаванні адкрытага становішча.Толькі закрыццё можа захаваць пастаянную магнітную сілу.Асноўным прадуктам Trede Electric з'яўляецца монастабільны прывад з пастаяннымі магнітамі, а айчынныя прадпрыемствы ў асноўным распрацоўваюць бістабільны прывад з пастаяннымі магнітамі.

Структура прывада з бістабільным пастаянным магнітам адрозніваецца, але ёсць толькі два тыпы прынцыпаў: падвойная шпулька (сіметрычны тып) і адзінкавая шпулька (асіметрычны тып).Гэтыя дзве структуры коратка прадстаўлены ніжэй.

(1) Двухспіральны механізм пастаяннага магніта

Механізм пастаяннага магніта з падвойнай шпулькай характарызуецца: выкарыстаннем пастаяннага магніта для ўтрымання вакуумнага выключальніка ў гранічных пазіцыях адкрыцця і закрыцця адпаведна, выкарыстаннем шпулькі ўзбуджэння для перамяшчэння жалезнага стрыжня механізму са становішча адкрыцця ў становішча закрыцця і выкарыстаннем іншая шпулька ўзбуджэння, каб падштурхнуць жалезны стрыжань механізму са становішча закрыцця ў становішча адкрыцця.Напрыклад, механізм пераключэння VMl кампаніі ABB прымае такую ​​структуру.

(2) Механізм пастаяннага магніта з адной шпулькай

Механізм пастаяннага магніта з адной шпулькай таксама выкарыстоўвае пастаянныя магніты для ўтрымання вакуумнага выключальніка ў гранічных пазіцыях адкрыцця і закрыцця, але для адкрыцця і закрыцця выкарыстоўваецца адна ўзбуджальная шпулька.Таксама ёсць дзве шпулькі ўзбуджэння для адкрыцця і закрыцця, але дзве шпулькі знаходзяцца з аднаго боку, а кірунак патоку паралельнай шпулькі супрацьлеглы.Яго прынцып такі ж, як у механізму з аднакатушковым пастаянным магнітам.Энергія закрыцця ў асноўным паступае ад шпулькі ўзбуджэння, а энергія адкрыцця - ад спружыны адкрыцця.Напрыклад, вакуумны выключальнік GVR, усталяваны на калоне, выпушчаны кампаніяй Whipp&Bourne у Вялікабрытаніі, выкарыстоўвае гэты механізм.

У адпаведнасці з прыведзенымі вышэй характарыстыкамі механізму пастаяннага магніта можна абагульніць яго перавагі і недахопы.Перавагі складаюцца ў тым, што канструкцыя адносна простая, у параўнанні з спружынным механізмам, яе кампаненты паменшаны прыкладна на 60%;З меншай колькасцю кампанентаў частата адмоваў таксама будзе зніжана, таму надзейнасць высокая;Доўгі тэрмін службы механізму;Невялікі памер і лёгкі вага.Недахопам з'яўляецца тое, што з пункту гледжання характарыстык адкрыцця, паколькі рухомы жалезны стрыжань удзельнічае ў руху адкрыцця, інэрцыя руху рухомай сістэмы значна ўзрастае пры адкрыцці, што вельмі неспрыяльна для паляпшэння хуткасці жорсткага адкрыцця;З-за высокай працоўнай магутнасці яна абмежаваная ёмістасцю кандэнсатара.

4. Распрацоўка ізаляцыйнай структуры

Згодна са статыстыкай і аналізам тыпаў аварый пры працы высакавольтных выключальнікаў у нацыянальнай энергасістэме на аснове адпаведных гістарычных даных, неадкрыццё рахункаў складае 22,67%;Адмова ад супрацоўніцтва склала 6,48%;Няшчасныя выпадкі з узломам і вырабам склалі 9,07%;Аварыі на ізаляцыю склалі 35,47%;Памылковая аварыя склала 7,02%;Аварыі пры закрыцці ракі складаюць 7,95%;Знешняя сіла і іншыя няшчасныя выпадкі склалі 11 439 агульных выпадкаў, з якіх найбольш прыкметнымі былі няшчасныя выпадкі з ізаляцыяй і аддзяленнем, на якія прыпадае каля 60% усіх няшчасных выпадкаў.Такім чынам, структура ізаляцыі таксама з'яўляецца ключавым момантам вакуумнага выключальніка.У адпаведнасці са зменамі і развіццём ізаляцыі фазавых слупоў яе можна ў асноўным падзяліць на тры пакаленні: паветраная ізаляцыя, кампазітная ізаляцыя і цвёрдая герметычная ізаляцыя слупа.