Pasqyrë e zhvillimit dhe karakteristikave të ndërprerësit të vakumit

[Pamje e përgjithshme e zhvillimit dhe karakteristikave të ndërprerësit me vakum]: Ndërprerësi me vakum i referohet ndërprerësit, kontaktet e të cilit mbyllen dhe hapen në vakum.Ndërprerësit me vakum fillimisht u studiuan nga Mbretëria e Bashkuar dhe Shtetet e Bashkuara, dhe më pas u zhvilluan në Japoni, Gjermani, ish-Bashkimin Sovjetik dhe vende të tjera.Kina filloi të studionte teorinë e ndërprerësve me vakum nga viti 1959 dhe formalisht prodhoi ndërprerës të ndryshëm vakum në fillim të viteve 1970

Ndërprerësi me vakum i referohet ndërprerësit, kontaktet e të cilit mbyllen dhe hapen në vakum.

Ndërprerësit me vakum fillimisht u studiuan nga Mbretëria e Bashkuar dhe Shtetet e Bashkuara, dhe më pas u zhvilluan në Japoni, Gjermani, ish-Bashkimin Sovjetik dhe vende të tjera.Kina filloi të studionte teorinë e ndërprerësve me vakum në vitin 1959 dhe formalisht prodhoi lloje të ndryshme të ndërprerësve me vakum në fillim të viteve 1970.Inovacioni dhe përmirësimi i vazhdueshëm i teknologjive të prodhimit si ndërprerësi i vakumit, mekanizmi i funksionimit dhe niveli i izolimit kanë bërë që ndërprerësi i vakumit të zhvillohet me shpejtësi, dhe një sërë arritjesh të rëndësishme janë bërë në kërkimin e kapaciteteve të mëdha, miniaturizimit, inteligjencës dhe besueshmërisë.

Me avantazhet e karakteristikave të mira të shuarjes së harkut, të përshtatshme për funksionim të shpeshtë, jetë të gjatë elektrike, besueshmëri të lartë të funksionimit dhe periudhë të gjatë pa mirëmbajtje, ndërprerësit me vakum janë përdorur gjerësisht në transformimin e rrjetit të energjisë urbane dhe rurale, industrinë kimike, metalurgjinë, hekurudhat. elektrifikimi, minierat dhe industri të tjera në industrinë e energjisë elektrike të Kinës.Produktet variojnë nga disa varietete të ZN1-ZN5 në të kaluarën deri në dhjetëra modele dhe varietete tani.Rryma e vlerësuar arrin 4000A, rryma e thyerjes arrin 5OKA, madje 63 kA, dhe tensioni arrin 35 kV.

Zhvillimi dhe karakteristikat e ndërprerësit të vakumit do të shihen nga disa aspekte kryesore, duke përfshirë zhvillimin e ndërprerësit të vakumit, zhvillimin e mekanizmit të funksionimit dhe zhvillimin e strukturës së izolimit.

Zhvillimi dhe karakteristikat e ndërprerësve vakum

2.1Zhvillimi i ndërprerësve të vakumit

Ideja e përdorimit të mjetit vakum për të shuar harkun u parashtrua në fund të shekullit të 19-të, dhe ndërprerësi më i hershëm i vakumit u prodhua në vitet 1920.Megjithatë, për shkak të kufizimeve të teknologjisë së vakumit, materialeve dhe niveleve të tjera teknike, ajo nuk ishte praktike në atë kohë.Që nga vitet 1950, me zhvillimin e teknologjisë së re, shumë probleme në prodhimin e ndërprerësve të vakumit janë zgjidhur, dhe ndërprerësi i vakumit ka arritur gradualisht në nivelin praktik.Në mesin e viteve 1950, General Electric Company e Shteteve të Bashkuara prodhoi një grup ndërprerësish vakum me rrymë të vlerësuar të ndërprerjes prej 12KA.Më pas, në fund të viteve 1950, për shkak të zhvillimit të ndërprerësve vakum me kontakte të fushës magnetike tërthore, rryma nominale e thyerjes u ngrit në 3OKA.Pas viteve 1970, Toshiba Electric Company e Japonisë zhvilloi me sukses një ndërprerës vakum me kontakte të fushës magnetike gjatësore, e cila rriti më tej rrymën nominale të thyerjes në më shumë se 5OKA.Aktualisht, ndërprerësit me vakum janë përdorur gjerësisht në sistemet e shpërndarjes së energjisë 1KV dhe 35kV, dhe rryma nominale e ndërprerjes mund të arrijë 5OKA-100KAo.Disa vende kanë prodhuar gjithashtu ndërprerës vakum 72kV/84kV, por numri është i vogël.Gjenerator DC i tensionit të lartë

Vitet e fundit, prodhimi i ndërprerësve me vakum në Kinë është zhvilluar gjithashtu me shpejtësi.Aktualisht, teknologjia e ndërprerësve të vakumit vendas është në të njëjtin nivel me atë të produkteve të huaja.Ka ndërprerës vakum që përdorin teknologjinë e fushës magnetike vertikale dhe horizontale dhe teknologjinë e kontaktit të ndezjes qendrore.Kontaktet e bëra nga materialet e aliazhit Cu Cr kanë shkëputur me sukses ndërprerësit vakum 5OKA dhe 63kAo në Kinë, të cilët kanë arritur një nivel më të lartë.Ndërprerësi i vakumit mund të përdorë plotësisht ndërprerësit e vakumit shtëpiak.

2.2Karakteristikat e ndërprerësit të vakumit

Dhoma e shuarjes së harkut me vakum është përbërësi kryesor i ndërprerësit të vakumit.Mbështetet dhe vuloset me xham ose qeramikë.Brenda ka kontakte dinamike dhe statike dhe mbulesa mbrojtëse.Ka presion negativ në dhomë.Shkalla e vakumit është 133 × 10 Nëntë 133 × LOJPa, për të siguruar performancën e shuarjes së harkut dhe nivelin e izolimit kur thyhet.Kur zvogëlohet shkalla e vakumit, performanca e tij e thyerjes do të reduktohet ndjeshëm.Prandaj, dhoma e shuarjes së harkut të vakumit nuk duhet të ndikohet nga ndonjë forcë e jashtme dhe nuk duhet të goditet ose goditet me duar.Nuk duhet të stresohet gjatë lëvizjes dhe mirëmbajtjes.Ndalohet vendosja e ndonjë gjëje në ndërprerësin e vakumit për të parandaluar dëmtimin e dhomës së shuarjes së harkut të vakumit gjatë rënies.Përpara dorëzimit, ndërprerësi me vakum duhet t'i nënshtrohet inspektimit dhe montimit të rreptë të paralelizmit.Gjatë mirëmbajtjes, të gjitha bulonat e dhomës së shuarjes së harkut duhet të mbërthehen për të siguruar stres uniform.

Ndërprerësi i vakumit ndërpret rrymën dhe shuan harkun në dhomën e shuarjes së harkut vakum.Sidoqoftë, vetë ndërprerësi i vakumit nuk ka një pajisje për të monitoruar në mënyrë cilësore dhe sasiore karakteristikat e shkallës së vakumit, kështu që defekti i zvogëlimit të shkallës së vakumit është një gabim i fshehur.Në të njëjtën kohë, ulja e shkallës së vakumit do të ndikojë seriozisht në aftësinë e ndërprerësit të vakumit për të ndërprerë rrymën e tepërt dhe do të çojë në një rënie të mprehtë të jetëgjatësisë së ndërprerësit, gjë që do të çojë në shpërthimin e çelësit kur është serioz.

Për ta përmbledhur, problemi kryesor i ndërprerësit të vakumit është se shkalla e vakumit është zvogëluar.Arsyet kryesore për reduktimin e vakumit janë si më poshtë.

(1) Ndërprerësi me vakum është një komponent delikat.Pas daljes nga fabrika, fabrika e tubave elektronikë mund të ketë rrjedhje të qelqit ose vulave qeramike pas shumë herë përplasjeve të transportit, goditjeve në instalim, përplasjeve aksidentale, etj.

(2) Ka probleme në materialin ose procesin e prodhimit të ndërprerësit të vakumit dhe pikat e rrjedhjes shfaqen pas operacioneve të shumta.

(3) Për ndërprerësin me vakum të tipit të ndarë, siç është mekanizmi i funksionimit elektromagnetik, kur funksionon, për shkak të distancës së madhe të lidhjes së funksionimit, ndikon drejtpërdrejt në sinkronizimin, kërcimin, mbikalimin dhe karakteristikat e tjera të çelësit për të shpejtuar zvogëlimi i shkallës së vakumit.Gjenerator DC i tensionit të lartë

Metoda e trajtimit për uljen e shkallës së vakumit të ndërprerësit të vakumit:

Vëzhgoni shpesh ndërprerësin e vakumit dhe përdorni rregullisht testuesin e vakumit të ndërprerësit të vakumit për të matur shkallën e vakumit të ndërprerësit të vakumit, në mënyrë që të siguroheni që shkalla e vakumit të ndërprerësit të vakumit të jetë brenda intervalit të specifikuar;Kur shkalla e vakumit zvogëlohet, ndërprerësi i vakumit duhet të zëvendësohet dhe testet karakteristike si goditje, sinkronizimi dhe kërcimi duhet të bëhen mirë.

3. Zhvillimi i mekanizmit operativ

Mekanizmi i funksionimit është një nga aspektet e rëndësishme për të vlerësuar performancën e ndërprerësit të vakumit.Arsyeja kryesore që ndikon në besueshmërinë e ndërprerësit të vakumit janë karakteristikat mekanike të mekanizmit të funksionimit.Sipas zhvillimit të mekanizmit të funksionimit, ai mund të ndahet në kategoritë e mëposhtme.Gjenerator DC i tensionit të lartë

3.1Mekanizmi i funksionimit manual

Mekanizmi i funksionimit që mbështetet në mbylljen e drejtpërdrejtë quhet mekanizëm manual i funksionimit, i cili përdoret kryesisht për të operuar ndërprerësit me nivel të ulët tensioni dhe rrymë ndërprerjeje të vlerësuar të ulët.Mekanizmi manual është përdorur rrallë në departamentet e jashtme të energjisë, përveç ndërmarrjeve industriale dhe minierave.Mekanizmi i funksionimit manual është i thjeshtë në strukturë, nuk kërkon pajisje ndihmëse komplekse dhe ka disavantazhin se nuk mund të rimbyllet automatikisht dhe mund të përdoret vetëm në nivel lokal, gjë që nuk është mjaft e sigurt.Prandaj, mekanizmi i funksionimit manual pothuajse është zëvendësuar nga mekanizmi i funksionimit të sustës me ruajtje manuale të energjisë.

3.2Mekanizmi i funksionimit elektromagnetik

Mekanizmi operativ që mbyllet nga forca elektromagnetike quhet mekanizëm operativ elektromagnetik d.Mekanizmi CD17 është zhvilluar në koordinim me produktet vendase ZN28-12.Në strukturë, ai është gjithashtu i rregulluar përpara dhe pas ndërprerësit të vakumit.

Përparësitë e mekanizmit të funksionimit elektromagnetik janë mekanizmi i thjeshtë, funksionimi i besueshëm dhe kostoja e ulët e prodhimit.Disavantazhet janë se fuqia e konsumuar nga spiralja mbyllëse është shumë e madhe dhe duhet të përgatitet [Përmbledhje e zhvillimit dhe karakteristikave të ndërprerësit me vakum]: Ndërprerësi me vakum i referohet ndërprerësit, kontaktet e të cilit janë të mbyllura dhe të hapura. në vakum.Ndërprerësit me vakum fillimisht u studiuan nga Mbretëria e Bashkuar dhe Shtetet e Bashkuara, dhe më pas u zhvilluan në Japoni, Gjermani, ish-Bashkimin Sovjetik dhe vende të tjera.Kina filloi të studionte teorinë e ndërprerësve me vakum nga viti 1959 dhe formalisht prodhoi ndërprerës të ndryshëm vakum në fillim të viteve 1970

Bateritë e shtrenjta, rrymë e madhe mbylljeje, strukturë e rëndë, kohë e gjatë funksionimi dhe pjesë e tregut të reduktuar gradualisht.

3.3Mekanizmi i funksionimit të pranverës Gjenerator i tensionit të lartë DC

Mekanizmi i funksionimit të sustës përdor sustën e energjisë së ruajtur si fuqi për të bërë çelësin të realizojë veprimin e mbylljes.Mund të drejtohet nga fuqi punëtore ose motorë AC dhe DC me fuqi të vogël, kështu që fuqia e mbylljes në thelb nuk ndikohet nga faktorë të jashtëm (siç është tensioni i furnizimit me energji, presioni i ajrit të burimit të ajrit, presioni hidraulik i burimit të presionit hidraulik), të cilat jo vetëm të arrijë shpejtësi të lartë mbylljeje, por edhe të realizojë funksionimin e shpejtë të mbylljes automatike të përsëritur;Përveç kësaj, krahasuar me mekanizmin e funksionimit elektromagnetik, mekanizmi i funksionimit të pranverës ka kosto të ulët dhe çmim të ulët.Është mekanizmi operativ më i përdorur në ndërprerësin vakum, dhe prodhuesit e tij janë gjithashtu më shumë, të cilët janë duke u përmirësuar vazhdimisht.Mekanizmat CT17 dhe CT19 janë tipikë, dhe ZN28-17, VS1 dhe VGl përdoren me to.

Në përgjithësi, mekanizmi i funksionimit të pranverës ka qindra pjesë, dhe mekanizmi i transmetimit është relativisht kompleks, me shkallë të lartë dështimi, shumë pjesë lëvizëse dhe kërkesa të larta të procesit të prodhimit.Për më tepër, struktura e mekanizmit të funksionimit të pranverës është komplekse, dhe ka shumë sipërfaqe fërkimi rrëshqitëse, dhe shumica e tyre janë në pjesët kryesore.Gjatë funksionimit afatgjatë, konsumimi dhe gërryerja e këtyre pjesëve, si dhe humbja dhe kurimi i lubrifikantëve, do të çojnë në gabime operacionale.Ka kryesisht mangësitë e mëposhtme.

(1) Ndërprerësi refuzon të funksionojë, domethënë dërgon sinjal funksionimi tek ndërprerësi pa u mbyllur ose hapur.

(2) Çelësi nuk mund të mbyllet ose shkëputet pas mbylljes.

(3) Në rast aksidenti, veprimi i mbrojtjes me rele dhe ndërprerësi nuk mund të shkëputen.

(4) Digjni spiralen e mbylljes.

Analiza e shkakut të dështimit të mekanizmit të funksionimit:

Ndërprerësi refuzon të funksionojë, gjë që mund të shkaktohet nga humbja e tensionit ose nëntensioni i tensionit të funksionimit, shkëputja e qarkut të funksionimit, shkëputja e bobinës së mbylljes ose spirales së hapjes dhe kontakti i dobët i kontakteve të çelësit ndihmës. mbi mekanizmin.

Çelësi nuk mund të mbyllet ose hapet pas mbylljes, gjë që mund të shkaktohet nga nëntensioni i furnizimit me energji elektrike në funksion, udhëtimi i tepërt i kontaktit të kontaktit lëvizës të ndërprerësit, shkëputja e kontaktit të ndërthurjes së çelësit ndihmës dhe sasia shumë e vogël e lidhja midis gjysmës së boshtit të mekanizmit të funksionimit dhe putrës;

Gjatë aksidentit, veprimi i mbrojtjes së stafetës dhe ndërprerësi nuk mund të shkëputeshin.Mund të ndodhë që në bërthamën e hekurit të hapjes ka lëndë të huaja që penguan që bërthama e hekurit të vepronte në mënyrë fleksibël, gjysma e boshtit të fikjes së hapjes nuk mund të rrotullohej në mënyrë fleksibël dhe qarku i funksionimit të hapjes ishte shkëputur.

Arsyet e mundshme për djegien e bobinës mbyllëse janë: kontaktori DC nuk mund të shkëputet pas mbylljes, çelësi ndihmës nuk kthehet në pozicionin e hapjes pas mbylljes dhe çelësi ndihmës është i lirshëm.

3.4Mekanizmi i magnetit të përhershëm

Mekanizmi i magnetit të përhershëm përdor një parim të ri pune për të kombinuar organikisht mekanizmin elektromagnetik me magnetin e përhershëm, duke shmangur faktorët e pafavorshëm të shkaktuar nga fikja mekanike në pozicionin e mbylljes dhe hapjes dhe në sistemin e mbylljes.Forca mbajtëse e krijuar nga magneti i përhershëm mund ta mbajë ndërprerësin e vakumit në pozicionet e mbylljes dhe hapjes kur kërkohet ndonjë energji mekanike.Është i pajisur me një sistem kontrolli për të realizuar të gjitha funksionet e kërkuara nga ndërprerësi me vakum.Mund të ndahet kryesisht në dy lloje: aktivizues magnetik i përhershëm monostable dhe aktivizues magnetik i përhershëm bistable.Parimi i punës së aktivizuesit magnetik të përhershëm bistable është se hapja dhe mbyllja e aktuatorit varet nga forca magnetike e përhershme;Parimi i funksionimit të mekanizmit të funksionimit të magnetit të përhershëm monostabil është që të hapet shpejt me ndihmën e sustës së ruajtjes së energjisë dhe të mbajë pozicionin e hapjes.Vetëm mbyllja mund të mbajë forcën magnetike të përhershme.Produkti kryesor i Trede Electric është aktivizuesi i magnetit të përhershëm monostable, dhe ndërmarrjet vendase kryesisht zhvillojnë aktivizuesin e magnetit të përhershëm bistable.

Struktura e aktivizuesit të magnetit të përhershëm bistable ndryshon, por ekzistojnë vetëm dy lloje parimesh: lloji i dyfishtë i spirales (lloji simetrik) dhe lloji i një spiraleje të vetme (lloji asimetrik).Këto dy struktura janë paraqitur shkurtimisht më poshtë.

(1) Mekanizmi i magnetit të përhershëm të dyfishtë

Mekanizmi i magnetit të përhershëm të dyfishtë karakterizohet nga: përdorimi i magnetit të përhershëm për të mbajtur ndërprerësin e vakumit në pozicionet kufitare të hapjes dhe mbylljes përkatësisht, duke përdorur bobinën e ngacmimit për të shtyrë bërthamën e hekurit të mekanizmit nga pozicioni i hapjes në pozicionin e mbylljes, dhe duke përdorur një tjetër spirale ngacmuese për të shtyrë bërthamën e hekurt të mekanizmit nga pozicioni i mbylljes në pozicionin e hapjes.Për shembull, mekanizmi i ndërprerës VMl i ABB-së miraton këtë strukturë.

(2) Mekanizëm magnetik i përhershëm me një spirale

Mekanizmi i magnetit të përhershëm me një spirale të vetme përdor gjithashtu magnet të përhershëm për të mbajtur ndërprerësin e vakumit në pozicionet kufitare të hapjes dhe mbylljes, por një spirale emocionuese përdoret për hapjen dhe mbylljen.Ekzistojnë gjithashtu dy mbështjellje ngacmuese për hapje dhe mbyllje, por të dy bobinat janë në të njëjtën anë dhe drejtimi i rrjedhës së spirales paralele është i kundërt.Parimi i tij është i njëjtë me atë të mekanizmit të magnetit të përhershëm me një spirale.Energjia e mbylljes vjen kryesisht nga spiralja e ngacmimit, dhe energjia e hapjes vjen kryesisht nga susta e hapjes.Për shembull, ndërprerësi me vakum të montuar në kolonë GVR i lançuar nga kompania Whipp&Bourne në MB miraton këtë mekanizëm.

Sipas karakteristikave të mësipërme të mekanizmit të magnetit të përhershëm, mund të përmblidhen avantazhet dhe disavantazhet e tij.Përparësitë janë se struktura është relativisht e thjeshtë, krahasuar me mekanizmin e pranverës, përbërësit e tij janë reduktuar me rreth 60%;Me më pak komponentë, shkalla e dështimit gjithashtu do të reduktohet, kështu që besueshmëria është e lartë;Jetë e gjatë shërbimi e mekanizmit;Përmasa të vogla dhe peshë të lehtë.Disavantazhi është se për sa i përket karakteristikave të hapjes, për shkak se bërthama lëvizëse e hekurit merr pjesë në lëvizjen e hapjes, inercia e lëvizjes së sistemit lëvizës rritet ndjeshëm gjatë hapjes, gjë që është shumë e pafavorshme për të përmirësuar shpejtësinë e hapjes së ngurtë;Për shkak të fuqisë së lartë të funksionimit, ai është i kufizuar nga kapaciteti i kondensatorit.

4. Zhvillimi i strukturës izoluese

Sipas statistikave dhe analizave të llojeve të aksidenteve në funksionimin e ndërprerësve të tensionit të lartë në sistemin energjetik kombëtar bazuar në të dhënat historike përkatëse, moshapja e llogarive përbën 22,67%;Refuzimi për të bashkëpunuar ishte 6,48%;Aksidentet e thyerjes dhe bërjes zënë 9,07%;Aksidentet e izolimit zënë 35,47%;Aksidenti i keqoperimit përbën 7,02%;Aksidentet e mbylljes së lumenjve përbëjnë 7,95%;Forca e jashtme dhe aksidentet e tjera përbënin 11.439 bruto, nga të cilat aksidentet e izolimit dhe aksidentet e refuzimit të ndarjes ishin më të spikaturat, duke përbërë rreth 60% të të gjitha aksidenteve.Prandaj, struktura izoluese është gjithashtu një pikë kyçe e ndërprerësit të vakumit.Sipas ndryshimeve dhe zhvillimit të izolimit të kolonës fazore, ai në thelb mund të ndahet në tre gjenerata: izolimi i ajrit, izolimi i përbërë dhe izolimi i ngurtë i shtyllës së mbyllur.