Vakumlu devre kesicinin geliştirilmesine ve özelliklerine genel bakış

[Vakumlu devre kesicinin gelişimine ve özelliklerine genel bakış]: vakumlu devre kesici, kontakları vakumda kapalı ve açık olan devre kesiciyi ifade eder.Vakumlu devre kesiciler ilk olarak Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri tarafından incelendi ve daha sonra Japonya, Almanya, eski Sovyetler Birliği ve diğer ülkeler için geliştirildi.Çin, 1959'dan itibaren vakumlu devre kesici teorisini incelemeye başladı ve 1970'lerin başında resmi olarak çeşitli vakumlu devre kesiciler üretti.

Vakum devre kesici, kontakları kapalı ve vakumda açılan devre kesiciyi ifade eder.

Vakumlu devre kesiciler ilk olarak Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri tarafından incelendi ve daha sonra Japonya, Almanya, eski Sovyetler Birliği ve diğer ülkeler için geliştirildi.Çin, 1959'da vakumlu devre kesiciler teorisini incelemeye başladı ve 1970'lerin başında resmi olarak çeşitli vakumlu devre kesiciler üretti.Vakum kesici, çalışma mekanizması ve yalıtım seviyesi gibi üretim teknolojilerinin sürekli yenilenmesi ve iyileştirilmesi, vakumlu devre kesicinin hızla gelişmesini sağladı ve büyük kapasite, minyatürleştirme, zeka ve güvenilirlik araştırmalarında bir dizi önemli başarı elde edildi.

İyi ark söndürme özellikleri, sık çalışmaya uygun, uzun elektrik ömrü, yüksek işletme güvenilirliği ve uzun bakım gerektirmeyen süre avantajlarıyla, vakumlu devre kesiciler kentsel ve kırsal elektrik şebekesi dönüşümünde, kimya endüstrisinde, metalurjide, demiryolunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Çin'in enerji endüstrisindeki elektrifikasyon, madencilik ve diğer endüstriler.Ürünler, geçmişte birkaç ZN1-ZN5 çeşidinden şimdi onlarca model ve çeşide kadar uzanmaktadır.Nominal akım 4000A'ya, kesme akımı 5OKA'ya, hatta 63kA'ya ve voltaj 35kV'a ulaşır.

Vakum devre kesicinin gelişimi ve özellikleri, vakum kesicinin geliştirilmesi, çalışma mekanizmasının geliştirilmesi ve yalıtım yapısının geliştirilmesi dahil olmak üzere birkaç ana yönden görülecektir.

Vakum kesicilerin gelişimi ve özellikleri

2.1Vakum kesicilerin geliştirilmesi

Arkı söndürmek için vakum ortamı kullanma fikri 19. yüzyılın sonunda ortaya atıldı ve ilk vakum kesici 1920'lerde üretildi.Ancak vakum teknolojisinin, malzemelerin ve diğer teknik seviyelerin sınırlamaları nedeniyle o zamanlar pratik değildi.1950'li yıllardan itibaren yeni teknolojinin gelişmesiyle birlikte vakum kesici imalatındaki birçok sorun çözülmüş ve vakum şalteri giderek pratik düzeye ulaşmıştır.1950'lerin ortalarında, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki General Electric Company, nominal kesme akımı 12KA olan bir grup vakumlu devre kesici üretti.Daha sonra, 1950'lerin sonlarında, enine manyetik alan kontaklı vakum kesicilerin geliştirilmesi nedeniyle, nominal kesme akımı 3OKA'ya yükseltildi.1970'lerden sonra, Japon Toshiba Electric Company, nominal kesme akımını 5OKA'nın üzerine çıkaran uzunlamasına manyetik alan kontaklarına sahip bir vakum kesiciyi başarıyla geliştirdi.Şu anda, vakumlu devre kesiciler 1KV ve 35kV güç dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve anma kesme akımı 5OKA-100KAo'ya ulaşabilir.Bazı ülkeler 72kV/84kV vakum kesiciler de üretmiştir, ancak sayı azdır.DC yüksek voltaj jeneratörü

Son yıllarda Çin'de vakumlu devre kesici üretimi de hızla gelişmiştir.Şu anda, yerli vakum kesicilerin teknolojisi, yabancı ürünlerle aynı seviyededir.Dikey ve yatay manyetik alan teknolojisi ve merkezi ateşleme kontağı teknolojisi kullanan vakum kesiciler bulunmaktadır.Cu Cr alaşımlı malzemelerden yapılan kontaklar, Çin'de bir üst seviyeye ulaşmış olan 5OKA ve 63kAo vakum kesicileri başarıyla devre dışı bırakmıştır.Vakum devre kesici, ev tipi vakum kesicileri tamamen kullanabilir.

2.2Vakum kesicinin özellikleri

Vakumlu ark söndürme odası, vakumlu devre kesicinin temel bileşenidir.Cam veya seramik ile desteklenir ve sızdırmaz hale getirilir.İçerisinde dinamik ve statik kontaklar ve ekranlama kapakları bulunmaktadır.Haznede negatif basınç var.Ark söndürme performansını ve kırılma sırasında yalıtım seviyesini sağlamak için vakum derecesi 133 × 10 Dokuz 133 × LOJPa'dır.Vakum derecesi düştüğünde, kırma performansı önemli ölçüde azalacaktır.Bu nedenle vakumlu ark söndürme odası herhangi bir dış kuvvetten etkilenmemeli, el ile vurulmamalı veya tokatlanmamalıdır.Taşıma ve bakım sırasında gerilmeyecektir.Vakumlu ark söndürme odasının düşerken hasar görmesini önlemek için vakumlu devre kesicinin üzerine herhangi bir şey konması yasaktır.Teslimattan önce, vakumlu devre kesici sıkı bir paralellik muayenesinden ve montajından geçmelidir.Bakım sırasında, eşit gerilim sağlamak için ark söndürme odasının tüm cıvataları sıkılmalıdır.

Vakumlu devre kesici akımı keser ve vakumlu ark söndürme odasındaki arkı söndürür.Bununla birlikte, vakumlu devre kesicinin kendisi, vakum derecesi özelliklerini niteliksel ve niceliksel olarak izlemek için bir cihaza sahip değildir, bu nedenle vakum derecesi azaltma hatası, gizli bir hatadır.Aynı zamanda, vakum derecesinin düşürülmesi, vakumlu devre kesicinin aşırı akımı kesme kabiliyetini ciddi şekilde etkileyecek ve devre kesicinin hizmet ömründe keskin bir düşüşe yol açacak, bu da ciddi olduğunda anahtarın patlamasına yol açacaktır.

Özetle vakum kesicinin temel sorunu vakum derecesinin düşmesidir.Vakum azaltmanın ana nedenleri aşağıdaki gibidir.

(1) Vakumlu devre kesici hassas bir bileşendir.Fabrikadan ayrıldıktan sonra, elektronik tüp fabrikasında birçok kez nakliye darbeleri, kurulum şokları, kazara çarpışmalar vb. sonrasında cam veya seramik contalarda sızıntı olabilir.

(2) Vakum kesicinin malzemesinde veya imalat sürecinde sorunlar var ve birden fazla işlemden sonra sızıntı noktaları ortaya çıkıyor.

(3) Elektromanyetik çalışma mekanizması gibi bölünmüş tip vakumlu devre kesici için, çalışma bağlantısının büyük mesafesi nedeniyle çalışırken, senkronizasyonu, sekmeyi, aşırı hareketi ve anahtarın diğer özelliklerini doğrudan etkiler. vakum derecesi azaltma.DC yüksek voltaj jeneratörü

Vakum kesicinin vakum derecesini azaltmak için tedavi yöntemi:

Vakum kesiciyi sık sık gözlemleyin ve vakum kesicinin vakum derecesinin belirtilen aralık içinde olmasını sağlamak için vakum kesicinin vakum derecesini ölçmek için düzenli olarak vakum anahtarının vakum test cihazını kullanın;Vakum derecesi düştüğünde mutlaka vakum kesici değiştirilmeli, strok, senkronizasyon, sıçrama gibi karakteristik testleri iyi yapılmalıdır.

3. Çalışma mekanizmasının geliştirilmesi

Çalışma mekanizması, vakumlu devre kesicinin performansını değerlendirmenin önemli yönlerinden biridir.Vakumlu devre kesicinin güvenilirliğini etkileyen ana sebep, çalışma mekanizmasının mekanik özellikleridir.Çalışma mekanizmasının gelişimine göre, aşağıdaki kategorilere ayrılabilir.DC yüksek voltaj jeneratörü

3.1Manuel çalıştırma mekanizması

Doğrudan kapamaya dayanan çalıştırma mekanizmasına, esasen düşük gerilim seviyesi ve düşük anma kesme akımı ile devre kesicileri çalıştırmak için kullanılan manuel çalıştırma mekanizması denir.Manuel mekanizma, endüstriyel ve madencilik işletmeleri dışında, dış mekan güç departmanlarında nadiren kullanılmaktadır.Manüel çalıştırma mekanizmasının yapısı basittir, karmaşık yardımcı ekipman gerektirmez ve otomatik olarak tekrar kapatamama ve sadece yerel olarak çalıştırılabilmesi dezavantajına sahiptir, bu da yeterince güvenli değildir.Bu nedenle, manuel çalıştırma mekanizmasının yerini neredeyse manuel enerji depolamalı yaylı çalıştırma mekanizması almıştır.

3.2Elektromanyetik çalışma mekanizması

Elektromanyetik kuvvet tarafından kapatılan çalışma mekanizmasına elektromanyetik çalışma mekanizması d denir.CD17 mekanizması yerli ZN28-12 ürünleri ile koordineli olarak geliştirilmiştir.Yapı olarak da vakum kesicinin önünde ve arkasında düzenlenmiştir.

Elektromanyetik çalışma mekanizmasının avantajları basit mekanizma, güvenilir çalışma ve düşük üretim maliyetidir.Dezavantajları, kapatma bobini tarafından tüketilen gücün çok büyük olması ve hazırlanması gerekmesidir [Vakumlu devre kesicinin gelişimine ve özelliklerine genel bakış]: Vakumlu devre kesici, kontakları kapalı ve açık olan devre kesiciyi ifade eder. vakumda.Vakumlu devre kesiciler ilk olarak Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri tarafından incelendi ve daha sonra Japonya, Almanya, eski Sovyetler Birliği ve diğer ülkeler için geliştirildi.Çin, 1959'dan itibaren vakumlu devre kesici teorisini incelemeye başladı ve 1970'lerin başında resmi olarak çeşitli vakumlu devre kesiciler üretti.

Pahalı piller, büyük kapatma akımı, hantal yapı, uzun çalışma süresi ve kademeli olarak azalan pazar payı.

3.3Yay çalıştırma mekanizması DC yüksek voltaj jeneratörü

Yay çalıştırma mekanizması, anahtarın kapanma eylemini gerçekleştirmesini sağlamak için güç olarak depolanmış enerji yayını kullanır.İnsan gücü veya küçük güçlü AC ve DC motorlarla çalıştırılabilir, bu nedenle kapama gücü temel olarak dış etkenlerden (güç kaynağı voltajı, hava kaynağının hava basıncı, hidrolik basınç kaynağının hidrolik basıncı gibi) etkilenmez. yüksek kapanma hızı elde edin, ancak aynı zamanda hızlı otomatik tekrarlanan kapatma işlemini gerçekleştirin;Ayrıca elektromanyetik çalışma mekanizması ile karşılaştırıldığında, yaylı çalışma mekanizması düşük maliyetli ve düşük fiyatlıdır.Vakum devre kesicide en yaygın kullanılan çalıştırma mekanizmasıdır ve sürekli gelişen üreticileri de daha fazladır.CT17 ve CT19 mekanizmaları tipiktir ve bunlarla birlikte ZN28-17, VS1 ve VGl kullanılır.

Genel olarak, yay çalıştırma mekanizması yüzlerce parçaya sahiptir ve iletim mekanizması, yüksek arıza oranı, birçok hareketli parça ve yüksek üretim süreci gereksinimleri ile nispeten karmaşıktır.Ek olarak, yay çalıştırma mekanizmasının yapısı karmaşıktır ve birçok kayan sürtünme yüzeyi vardır ve bunların çoğu kilit parçalardadır.Uzun süreli çalışma sırasında, bu parçaların aşınması ve korozyonunun yanı sıra yağlayıcıların kaybı ve kürlenmesi, çalışma hatalarına yol açacaktır.Esas olarak aşağıdaki eksiklikler vardır.

(1) Devre kesici çalışmayı reddediyor, yani kesiciye kapatmadan veya açmadan çalışma sinyali gönderiyor.

(2) Anahtar kapatılamaz veya kapatıldıktan sonra bağlantısı kesilir.

(3) Kaza durumunda, röle koruma eylemi ve devre kesici bağlantısı kesilemez.

(4) Kapatma bobinini yakın.

Çalışma mekanizmasının arıza nedeni analizi:

Devre kesici çalışmayı reddediyor; bu, çalışma voltajının düşük veya düşük voltajından, çalışma devresinin bağlantısının kesilmesinden, kapatma bobininin veya açma bobininin bağlantısının kesilmesinden ve yardımcı anahtar kontaklarının zayıf temasından kaynaklanabilir. mekanizma üzerinde.

Anahtar kapatılamıyor veya kapatıldıktan sonra açılıyor; bu, çalışan güç kaynağının düşük voltajından, devre kesicinin hareketli kontağının aşırı temas hareketinden, yardımcı anahtarın kilitleme kontağının bağlantısının kesilmesinden ve çok az miktardan kaynaklanabilir. çalıştırma mekanizmasının yarım mili ile mandal arasındaki bağlantı;

Kaza sırasında röle koruma eylemi ve devre kesici bağlantısı kesilemedi.Açıcı demir göbeğinde, demir göbeğin esnek hareket etmesini engelleyen yabancı maddeler olabilir, açma açma yarım mili esnek bir şekilde dönemedi ve açma çalıştırma devresi bağlantısı kesildi.

Kapatma bobininin yanmasının olası sebepleri şunlardır: Kapandıktan sonra DC kontaktörü ayrılamaz, yardımcı anahtar kapandıktan sonra açma konumuna dönmez ve yardımcı anahtar gevşektir.

3.4Kalıcı mıknatıs mekanizması

Kalıcı mıknatıs mekanizması, elektromanyetik mekanizmayı kalıcı mıknatısla organik olarak birleştirmek için yeni bir çalışma prensibi kullanır ve kapama ve açma konumunda mekanik açmanın ve kilitleme sisteminin neden olduğu olumsuz faktörleri önler.Kalıcı mıknatıs tarafından üretilen tutma kuvveti, herhangi bir mekanik enerji gerektiğinde vakumlu devre kesiciyi kapatma ve açma konumlarında tutabilir.Vakum devre kesicinin gerektirdiği tüm fonksiyonları gerçekleştirmek için bir kontrol sistemi ile donatılmıştır.Temel olarak iki türe ayrılabilir: tek kararlı kalıcı manyetik aktüatör ve iki durumlu kalıcı manyetik aktüatör.Çift durumlu kalıcı manyetik aktüatörün çalışma prensibi, aktüatörün açılıp kapanmasının kalıcı manyetik kuvvete bağlı olmasıdır;Monostabil sabit mıknatıslı çalışma mekanizmasının çalışma prensibi, enerji depolama yayı yardımıyla hızlı bir şekilde açılıp açılma pozisyonunda tutulmasıdır.Sadece kapatma, kalıcı manyetik kuvveti koruyabilir.Trede Electric'in ana ürünü tek durumlu sabit mıknatıslı aktüatördür ve yerli işletmeler ağırlıklı olarak iki durumlu sabit mıknatıslı aktüatörü geliştirmektedir.

Çift durumlu sabit mıknatıslı aktüatörün yapısı değişir, ancak yalnızca iki tür prensip vardır: çift bobin tipi (simetrik tip) ve tek bobin tipi (asimetrik tip).Bu iki yapı aşağıda kısaca tanıtılmaktadır.

(1) Çift bobin kalıcı mıknatıs mekanizması

Çift bobinli kalıcı mıknatıs mekanizması şu şekilde karakterize edilir: vakumlu devre kesiciyi sırasıyla açma ve kapama limit konumlarında tutmak için kalıcı mıknatıs kullanılması, mekanizmanın demir çekirdeğini açma konumundan kapama konumuna itmek için uyarma bobini kullanılması ve mekanizmanın demir çekirdeğini kapalı konumdan açık konuma itmek için başka bir uyarma bobini.Örneğin, ABB'nin VMl anahtar mekanizması bu yapıyı benimser.

(2) Tek bobin kalıcı mıknatıs mekanizması

Tek bobinli kalıcı mıknatıs mekanizması ayrıca, vakumlu devre kesiciyi açma ve kapamanın sınır konumlarında tutmak için kalıcı mıknatıslar kullanır, ancak açma ve kapama için bir heyecan verici bobin kullanılır.Ayrıca açma ve kapama için iki adet uyartım bobini vardır ancak iki bobin aynı taraftadır ve paralel bobinin akış yönü zıttır.Prensibi, tek bobinli kalıcı mıknatıs mekanizması ile aynıdır.Kapanma enerjisi esas olarak uyarma bobininden gelir ve açma enerjisi esas olarak açma yayından gelir.Örneğin, Whipp&Bourne Company tarafından Birleşik Krallık'ta piyasaya sürülen kolona monte GVR vakumlu devre kesici bu mekanizmayı benimser.

Kalıcı mıknatıs mekanizmasının yukarıdaki özelliklerine göre avantajları ve dezavantajları özetlenebilir.Avantajları, yapının yay mekanizmasına kıyasla nispeten basit olması, bileşenlerinin yaklaşık %60 oranında azaltılmış olmasıdır;Daha az bileşenle arıza oranı da azalır, bu nedenle güvenilirlik yüksektir;Mekanizmanın uzun hizmet ömrü;Küçük boyut ve hafiflik.Dezavantajı, açılma özellikleri açısından, hareketli demir çekirdeğin açılma hareketine katılması nedeniyle, hareketli sistemin hareket ataletinin açılma sırasında önemli ölçüde artmasıdır, bu da rijit açılma hızını iyileştirmek için çok elverişsizdir;Yüksek çalışma gücü nedeniyle kondansatör kapasitesi ile sınırlıdır.

4. Yalıtım yapısının geliştirilmesi

Ulusal elektrik sistemindeki yüksek voltajlı devre kesicilerin ilgili tarihsel verilere dayalı olarak çalıştırılmasındaki kaza türlerinin istatistiklerine ve analizine göre, açılmama %22,67;İşbirliği yapmayı reddetme oranı %6,48'dir;Kırma ve yapma kazaları %9,07;İzolasyon kazaları %35,47;Hatalı çalıştırma kazası %7,02 olarak gerçekleşti;Nehir kapatma kazaları %7,95'tir;Dış güç ve diğer kazalar, brüt 11.439'u oluşturdu ve bunların en belirgini, tüm kazaların yaklaşık %60'ını oluşturan yalıtım kazaları ve ayırma reddi kazaları oldu.Bu nedenle, yalıtım yapısı aynı zamanda vakumlu devre kesicinin kilit noktasıdır.Faz kolon yalıtımındaki değişikliklere ve gelişmelere göre, temel olarak üç nesle ayrılabilir: hava yalıtımı, kompozit yalıtım ve katı sızdırmaz kutup yalıtımı.