Ülevaade vaakumkaitselüliti arengust ja omadustest

[Ülevaade vaakumkaitselüliti arengust ja omadustest]: vaakumkaitselüliti viitab kaitselülitile, mille kontaktid on vaakumis suletud ja avatud.Vaakumkaitselüliteid uurisid algselt Ühendkuningriik ja USA ning seejärel arendati neid Jaapanis, Saksamaal, endises Nõukogude Liidus ja teistes riikides.Hiina hakkas vaakumkaitselülitite teooriat uurima alates 1959. aastast ja tootis ametlikult erinevaid vaakumkaitselüliteid 1970. aastate alguses.

Vaakumkaitselüliti viitab kaitselülitile, mille kontaktid on suletud ja vaakumis avatud.

Vaakumkaitselüliteid uurisid algselt Ühendkuningriik ja USA ning seejärel arendati neid Jaapanis, Saksamaal, endises Nõukogude Liidus ja teistes riikides.Hiina hakkas vaakumkaitselülitite teooriat uurima 1959. aastal ja ametlikult toodi 1970. aastate alguses erinevat tüüpi vaakumkaitselüliteid.Tootmistehnoloogiate, nagu vaakumkatkesti, töömehhanismi ja isolatsioonitaseme pidev innovatsioon ja täiustamine on pannud vaakumkaitselüliti kiiresti arenema ning suure võimsuse, miniatuursuse, intelligentsuse ja töökindluse uurimisel on saavutatud mitmeid olulisi saavutusi.

Heade kaare kustutusomaduste eelistega, mis sobivad sagedaseks tööks, pika elektrilise tööea, kõrge töökindluse ja pika hooldusvaba perioodiga, on vaakumkaitselüliteid laialdaselt kasutatud linna ja maa elektrivõrgu ümberkujundamisel, keemiatööstuses, metallurgias, raudteel. elektrifitseerimine, kaevandamine ja muud Hiina elektritööstuse tööstusharud.Tooted ulatuvad mitmest ZN1-ZN5 sordist minevikus kuni kümnete mudelite ja sortideni praegu.Nimivool ulatub 4000A-ni, katkestusvool 5OKA-ni, isegi 63kA-ni ja pinge 35kV-ni.

Vaakumkaitselülitite arengut ja omadusi vaadeldakse mitmest peamisest aspektist, sealhulgas vaakumkatkesti väljatöötamisest, töömehhanismi väljatöötamisest ja isolatsioonistruktuuri väljatöötamisest.

Vaakumkatkestite areng ja omadused

2.1Vaakumkatkestite väljatöötamine

Idee kasutada kaare kustutamiseks vaakumkeskkonda tuli välja 19. sajandi lõpus ja kõige varasem vaakumkatkestin valmistati 1920. aastatel.Vaakumtehnoloogia, materjalide ja muude tehniliste tasemete piiratuse tõttu polnud see aga tol ajal otstarbekas.Alates 1950. aastatest on uue tehnoloogia arenguga lahendatud palju probleeme vaakumkatkestite valmistamisel ning vaakumlüliti on järk-järgult jõudnud praktilisele tasemele.1950. aastate keskel tootis Ameerika Ühendriikide General Electric Company partii vaakumkaitselüliteid nimivooluga 12KA.Seejärel, 1950. aastate lõpus, tõsteti ristsuunaliste magnetvälja kontaktidega vaakumkatkestite väljatöötamise tõttu nimimurdevool 3OKA-ni.Pärast 1970. aastaid töötas Jaapani Toshiba Electric Company edukalt välja pikisuunaliste magnetvälja kontaktidega vaakumkatkesti, mis suurendas nimimurdevoolu veelgi enam kui 5OKA-ni.Praegu on vaakumkaitselüliteid laialdaselt kasutatud 1KV ja 35kV toitejaotussüsteemides ning nimivoolutugevus võib ulatuda 5OKA-100KAo-ni.Mõned riigid on tootnud ka 72kV/84kV vaakumkatkestusi, kuid see arv on väike.DC kõrgepinge generaator

Viimastel aastatel on Hiinas kiiresti arenenud ka vaakumkaitselülitite tootmine.Praegu on kodumaiste vaakumkatkestite tehnoloogia välismaiste toodetega samal tasemel.Olemas on vaakumkatkestid, mis kasutavad vertikaal- ja horisontaalmagnetvälja tehnoloogiat ning tsentraalse süütekontakti tehnoloogiat.Cu Cr sulammaterjalidest valmistatud kontaktid on Hiinas edukalt lahti ühendanud 5OKA ja 63kAo vaakumkatkestid, mis on jõudnud kõrgemale tasemele.Vaakumkaitselüliti saab täielikult kasutada koduseid vaakumkatkestusi.

2.2Vaakumkatkesti omadused

Vaakumkaare kustutuskamber on vaakumkaitselüliti põhikomponent.Seda toetab ja tihendab klaas või keraamika.Sees on dünaamilised ja staatilised kontaktid ning varjestuskatted.Kambris on negatiivne rõhk.Vaakumiaste on 133 × 10 Üheksa 133 × LOJPa, et tagada selle kaare kustutusvõime ja isolatsioonitase purunemisel.Kui vaakumi aste väheneb, väheneb selle purunemisvõime oluliselt.Seetõttu ei tohi vaakumkaare kustutuskambrit mõjutada välised jõud ning seda ei tohi kätega koputada ega laksutada.Seda ei tohi teisaldamise ja hooldamise ajal pingestada.Vaakumkaitselülitile on keelatud midagi panna, et vältida vaakumkaare kustutuskambri kahjustamist kukkumisel.Enne tarnimist peab vaakumkaitselüliti läbima range paralleelsuse kontrolli ja monteerimise.Hoolduse ajal tuleb kõik kaare kustutuskambri poldid kinnitada, et tagada ühtlane pinge.

Vaakumkaitselüliti katkestab voolu ja kustutab kaare vaakumkaare kustutuskambris.Vaakumkaitselülitil endal aga ei ole seadet vaakumastme karakteristikute kvalitatiivseks ja kvantitatiivseks jälgimiseks, seega on vaakumastme vähendamise viga varjatud viga.Samal ajal mõjutab vaakumastme vähendamine tõsiselt vaakumkaitselüliti võimet ülevoolu katkestada ja toob kaasa kaitselüliti kasutusea järsu vähenemise, mis põhjustab tõsisel korral lüliti plahvatuse.

Kokkuvõtteks võib öelda, et vaakumkatkesti peamine probleem on see, et vaakumi aste on vähenenud.Vaakumi vähendamise peamised põhjused on järgmised.

(1) Vaakumkaitselüliti on õrn komponent.Pärast tehasest lahkumist võib elektroonikatoru tehases lekkida klaas- või keraamilisi tihendeid pärast palju kordi transportimisel tekkinud põrutusi, paigalduslööke, juhuslikke kokkupõrkeid jne.

(2) Vaakumkatkesti materjalis või tootmisprotsessis on probleeme ja pärast mitut toimingut ilmnevad lekkekohad.

(3) Jaotatud tüüpi vaakumkaitselüliti, näiteks elektromagnetilise töömehhanismi puhul, mõjutab see tööühenduse suure vahemaa tõttu otseselt lüliti sünkroonimist, põrget, ülesõitu ja muid omadusi, et kiirendada lülitit. vaakumi astme vähendamine.DC kõrgepinge generaator

Ravimeetod vaakumlüliti vaakumastme vähendamiseks:

Jälgige sageli vaakumkatkestit ja kasutage regulaarselt vaakumlüliti vaakumtesterit, et mõõta vaakumkatkesti vaakumastet, et tagada vaakumkatkesti vaakumastme vahemik kindlaksmääratud vahemikus;Kui vaakumi aste väheneb, tuleb vaakumkatkesti välja vahetada ning iseloomulikud testid, nagu löök, sünkroniseerimine ja põrge, tuleb hästi teha.

3. Toimimismehhanismi väljatöötamine

Töömehhanism on vaakumkaitselüliti jõudluse hindamise üks olulisi aspekte.Peamine põhjus, mis mõjutab vaakumkaitselüliti töökindlust, on töömehhanismi mehaanilised omadused.Vastavalt töömehhanismi arengule võib selle jagada järgmistesse kategooriatesse.DC kõrgepinge generaator

3.1Manuaalne töömehhanism

Otsesulgemisele tuginevat töömehhanismi nimetatakse käsitsijuhtimismehhanismiks, mida kasutatakse peamiselt madala pingetaseme ja madala nimivooluga kaitselülitite käitamiseks.Manuaalmehhanismi on välisenergia osakondades harva kasutatud, välja arvatud tööstus- ja kaevandusettevõtted.Käsijuhtimismehhanism on ülesehituselt lihtne, ei vaja keerulisi abiseadmeid ja selle puuduseks on see, et see ei saa automaatselt uuesti sulguda ja seda saab kasutada ainult lokaalselt, mis pole piisavalt ohutu.Seetõttu on käsitsi töötav mehhanism peaaegu asendatud vedrumehhanismiga, millel on käsitsi energiasalvesti.

3.2Elektromagnetiline töömehhanism

Töömehhanismi, mis suletakse elektromagnetilise jõu toimel, nimetatakse elektromagnetiliseks töömehhanismiks d.CD17 mehhanism on välja töötatud koostöös kodumaiste ZN28-12 toodetega.Struktuurilt on see paigutatud ka vaakumkatkesti ette ja taha.

Elektromagnetilise töömehhanismi eelised on lihtne mehhanism, usaldusväärne töö ja madalad tootmiskulud.Puuduseks on see, et sulgemismähise tarbitav võimsus on liiga suur ja see tuleb ette valmistada [Ülevaade vaakumkaitselüliti arengust ja omadustest]: Vaakumkaitselüliti viitab kaitselülitile, mille kontaktid on suletud ja avatud. vaakumis.Vaakumkaitselüliteid uurisid algselt Ühendkuningriik ja USA ning seejärel arendati neid Jaapanis, Saksamaal, endises Nõukogude Liidus ja teistes riikides.Hiina hakkas vaakumkaitselülitite teooriat uurima alates 1959. aastast ja tootis ametlikult erinevaid vaakumkaitselüliteid 1970. aastate alguses.

Kallid akud, suur sulgemisvool, mahukas struktuur, pikk tööaeg ja järk-järgult vähenenud turuosa.

3.3Vedru töömehhanism DC kõrgepinge generaator

Vedru töömehhanism kasutab salvestatud energia vedrut jõuna, et panna lüliti sulgema.Seda saab juhtida tööjõu või väikese võimsusega vahelduv- ja alalisvoolumootoritega, nii et sulgemisvõimsust ei mõjuta põhimõtteliselt välistegurid (nagu toitepinge, õhuallika õhurõhk, hüdraulilise rõhuallika hüdrauliline rõhk), mis ei saa ainult saavutada kõrge sulgemiskiirus, aga ka kiire automaatne korduv sulgemine;Lisaks on vedrumehhanismil võrreldes elektromagnetilise töömehhanismiga madal hind ja madal hind.See on vaakumkaitselüliti kõige sagedamini kasutatav töömehhanism ja selle tootjaid on ka rohkem, mida pidevalt täiustatakse.Tüüpilised on CT17 ja CT19 mehhanismid ning nendega kasutatakse ZN28-17, VS1 ja VGl.

Üldiselt on vedru töömehhanismil sadu osi ja ülekandemehhanism on suhteliselt keeruline, suure rikkemäära, paljude liikuvate osade ja kõrgete tootmisprotsessinõuetega.Lisaks on vedru töömehhanismi struktuur keeruline ja libisevaid hõõrdepindu on palju ja enamik neist on võtmeosades.Pikaajalisel kasutamisel põhjustab nende osade kulumine ja korrosioon, samuti määrdeainete kadu ja kõvenemine töövigu.Puudused on peamiselt järgmised.

(1) Kaitselüliti keeldub töötamast, st saadab kaitselülitile töösignaali ilma sulgemise või avanemiseta.

(2) Lülitit ei saa sulgeda või see on pärast sulgemist lahti ühendatud.

(3) Õnnetuse korral ei saa releekaitset ja kaitselülitit lahti ühendada.

(4) Põletage sulgemispool läbi.

Töömehhanismi rikke põhjuste analüüs:

Kaitselüliti keeldub töötamast, mille põhjuseks võib olla tööpinge pinge kadu või alapinge, tööahela lahtiühendamine, sulgemis- või avapooli lahtiühendamine ja abilüliti kontaktide halb kontakt mehhanismi peal.

Lülitit ei saa sulgeda või see avaneb pärast sulgemist, mille põhjuseks võib olla töötoiteallika alapinge, kaitselüliti liikuva kontakti liigne kontaktide käik, abilüliti blokeerimiskontakti lahtiühendamine ja liiga väike kogus ühendus töömehhanismi poolvõlli ja käpa vahel;

Õnnetuse ajal ei saanud releekaitset ja kaitselülitit lahti ühendada.Võib juhtuda, et avanevas raudsüdamikus on võõrkehasid, mis takistasid raudsüdamiku paindlikku toimimist, avanemiskäivitav poolvõll ei saanud paindlikult pöörata ning avamisoperatsiooniahel oli lahti ühendatud.

Sulgemispooli põlemise võimalikud põhjused on järgmised: DC-kontaktorit ei saa pärast sulgemist lahti ühendada, abilüliti ei pöördu pärast sulgemist avamisasendisse ja abilüliti on lahti.

3.4Püsimagnetiga mehhanism

Püsimagnetmehhanism kasutab uut tööpõhimõtet elektromagnetilise mehhanismi orgaaniliseks ühendamiseks püsimagnetiga, vältides ebasoodsaid tegureid, mis on põhjustatud mehaanilisest komistamisest sulgemis- ja avamisasendis ning lukustussüsteemis.Püsimagneti tekitatud hoidejõud võib hoida vaakumkaitselülitit sulgemis- ja avamisasendis, kui on vaja mehaanilist energiat.See on varustatud juhtimissüsteemiga, et realiseerida kõik vaakumkaitselüliti jaoks vajalikud funktsioonid.Selle võib peamiselt jagada kahte tüüpi: monostabiilne püsimagnetajam ja bistabiilne püsimagnetajam.Bistabiilse püsimagnetajami tööpõhimõte seisneb selles, et täiturmehhanismi avanemine ja sulgemine sõltuvad püsimagnetjõust;Monostabiilse püsimagneti töömehhanismi tööpõhimõte on energiasalvestava vedru abil kiire avanemine ja avanemisasendi hoidmine.Ainult sulgemine suudab püsimagnetilist jõudu säilitada.Trede Electricu põhitoode on monostabiilne püsimagnetajam ja kodumaised ettevõtted arendavad peamiselt bistabiilset püsimagnetajamit.

Bistabiilse püsimagnetajami struktuur on erinev, kuid põhimõtteid on ainult kahte tüüpi: topeltmähise tüüp (sümmeetriline tüüp) ja ühe mähise tüüp (asümmeetriline tüüp).Neid kahte struktuuri tutvustatakse lühidalt allpool.

(1) Kahepoolne püsimagnetmehhanism

Topeltmähise püsimagnetmehhanismi iseloomustab: püsimagneti kasutamine vaakumkaitselüliti hoidmiseks vastavalt avanemis- ja sulgemisasendis, ergutusmähise kasutamine mehhanismi raudsüdamiku lükkamiseks avamisasendist sulgemisasendisse ja teine ​​ergutuspool, et lükata mehhanismi raudsüdamik sulgemisasendist avamisasendisse.Näiteks ABB VMl-i lülitusmehhanism kasutab seda struktuuri.

(2) Ühe mähisega püsimagnetmehhanism

Ühe mähisega püsimagnetmehhanism kasutab ka püsimagneteid, et hoida vaakumkaitselülitit avamise ja sulgemise piirasendis, kuid avamiseks ja sulgemiseks kasutatakse ühte põnevat mähist.Avamiseks ja sulgemiseks on ka kaks ergutuspooli, kuid need kaks pooli on samal küljel ja paralleelse mähise voolusuund on vastupidine.Selle põhimõte on sama mis ühe mähise püsimagnetmehhanismi omal.Sulgemisenergia tuleb peamiselt ergutuspoolist ja avanemisenergia peamiselt avamisvedrust.Näiteks Ühendkuningriigis Whipp&Bourne Company turule toodud GVR kolonnile paigaldatud vaakumkaitselüliti kasutab seda mehhanismi.

Püsimagnetmehhanismi ülaltoodud omaduste järgi saab kokku võtta selle eelised ja puudused.Eelised on, et struktuur on suhteliselt lihtne, võrreldes vedrumehhanismiga on selle komponente vähendatud umbes 60% võrra;Kui komponente on vähem, väheneb ka rikete määr, seega on töökindlus kõrge;mehhanismi pikk kasutusiga;Väike suurus ja kerge kaal.Puuduseks on see, et avanemisomaduste poolest, kuna liikuv raudsüdamik osaleb avanemises, suureneb avamisel oluliselt liikuva süsteemi liikumisinerts, mis on jäiga avanemise kiiruse parandamiseks väga ebasoodne;Suure töövõimsuse tõttu on see piiratud kondensaatori võimsusega.

4. Isolatsioonistruktuuri väljatöötamine

Asjakohastel ajaloolistel andmetel põhineva riikliku elektrisüsteemi kõrgepingekaitselülitite töös toimunud õnnetuste tüüpide statistika ja analüüsi kohaselt moodustab avanemine 22,67%;Koostööst keeldumine moodustas 6,48%;Purunemiste ja õnnetuste osakaal oli 9,07%;Isolatsiooniõnnetused moodustasid 35,47%;Väärt tööõnnetus moodustas 7,02%;Jõgede sulgemise õnnetused moodustavad 7,95%;Välisjõu- ja muud õnnetusjuhtumid moodustasid 11 439 brutoõnnetust, millest enim olid esile tõstetud isolatsiooniõnnetused ja eraldumise tagasilükkamise õnnetused, mis moodustasid ligikaudu 60% kõigist õnnetustest.Seetõttu on isolatsioonikonstruktsioon ka vaakumkaitselüliti võtmepunkt.Vastavalt faasikolonnide isolatsiooni muutustele ja arengule võib selle põhimõtteliselt jagada kolme põlvkonda: õhuisolatsioon, komposiitisolatsioon ja tahke tihendatud pooluste isolatsioon.