[Prezentare generală asupra dezvoltării și caracteristicilor întreruptorului de circuit în vid]: întrerupătorul de circuit în vid se referă la întrerupătorul de circuit ale cărui contacte sunt închise și deschise în vid.Întreruptoarele cu vid au fost studiate inițial de Regatul Unit și Statele Unite, apoi dezvoltate în Japonia, Germania, fosta Uniune Sovietică și alte țări.China a început să studieze teoria întrerupătorului cu vid din 1959 și a produs în mod oficial diverse întreruptoare cu vid la începutul anilor 1970.
Întrerupătorul de circuit în vid se referă la întrerupătorul de circuit ale cărui contacte sunt închise și deschise în vid.
Întreruptoarele cu vid au fost studiate inițial de Regatul Unit și Statele Unite, apoi dezvoltate în Japonia, Germania, fosta Uniune Sovietică și alte țări.China a început să studieze teoria întrerupătoarelor cu vid în 1959 și a produs în mod oficial diferite tipuri de întrerupătoare cu vid la începutul anilor 1970.Inovația și îmbunătățirea continuă a tehnologiilor de fabricație precum întrerupătorul în vid, mecanismul de funcționare și nivelul de izolație au făcut ca întrerupătorul în vid să se dezvolte rapid, iar o serie de realizări semnificative au fost realizate în cercetarea capacității mari, miniaturizării, inteligenței și fiabilității.
Cu avantajele caracteristicilor bune de stingere a arcului, potrivite pentru funcționare frecventă, durată lungă de viață electrică, fiabilitate ridicată a funcționării și perioadă lungă de întreținere, întrerupătoarele cu vid au fost utilizate pe scară largă în transformarea rețelei electrice urbane și rurale, industria chimică, metalurgie, căi ferate. electrificare, minerit și alte industrii din industria energetică a Chinei.Produsele variază de la mai multe soiuri de ZN1-ZN5 în trecut până la zeci de modele și soiuri acum.Curentul nominal ajunge la 4000A, curentul de rupere ajunge la 5OKA, chiar 63kA, iar tensiunea ajunge la 35kV.
Dezvoltarea și caracteristicile întreruptorului în vid vor fi văzute din mai multe aspecte principale, inclusiv dezvoltarea întreruptorului în vid, dezvoltarea mecanismului de funcționare și dezvoltarea structurii de izolație.
Dezvoltarea și caracteristicile întrerupătoarelor în vid
2.1Dezvoltarea întrerupătoarelor în vid
Ideea de a folosi mediul de vid pentru a stinge arcul a fost prezentată la sfârșitul secolului al XIX-lea, iar cel mai vechi întrerupător cu vid a fost fabricat în anii 1920.Cu toate acestea, din cauza limitărilor tehnologiei de vid, materialelor și altor niveluri tehnice, nu era practic la acel moment.Începând cu anii 1950, odată cu dezvoltarea noii tehnologii, au fost rezolvate multe probleme în fabricarea întrerupătoarelor de vid, iar întrerupătorul de vid a atins treptat nivelul practic.La mijlocul anilor 1950, General Electric Company din Statele Unite a produs un lot de întreruptoare cu vid cu curent nominal de rupere de 12KA.Ulterior, la sfârșitul anilor 1950, datorită dezvoltării întrerupătoarelor în vid cu contacte de câmp magnetic transversal, curentul nominal de rupere a fost ridicat la 3OKA.După anii 1970, Toshiba Electric Company din Japonia a dezvoltat cu succes un întrerupător în vid cu contacte longitudinale de câmp magnetic, care a crescut și mai mult curentul nominal de rupere la mai mult de 5OKA.În prezent, întreruptoarele de circuit în vid au fost utilizate pe scară largă în sistemele de distribuție a energiei de 1KV și 35kV, iar curentul nominal de rupere poate ajunge la 5OKA-100KAo.Unele țări au produs și întrerupătoare în vid de 72kV/84kV, dar numărul este mic.Generator DC de înaltă tensiune
În ultimii ani, producția de întrerupătoare cu vid în China s-a dezvoltat rapid și ea.În prezent, tehnologia întrerupătoarelor de vid autohtone este la egalitate cu cea a produselor străine.Există întrerupătoare în vid care utilizează tehnologia câmpului magnetic vertical și orizontal și tehnologia contactului cu aprindere centrală.Contactele din materiale aliaje Cu Cr au deconectat cu succes întrerupătoarele de vid 5OKA și 63kAo din China, care au atins un nivel superior.Întrerupătorul de circuit în vid poate folosi complet întrerupătoarele de vid de uz casnic.
2.2Caracteristicile întreruptorului în vid
Camera de stingere a arcului de vid este componenta cheie a întreruptorului cu vid.Este susținut și etanșat cu sticlă sau ceramică.În interior există contacte dinamice și statice și capace de ecranare.Există presiune negativă în cameră.Gradul de vid este de 133 × 10 Nouă 133 × LOJPa, pentru a asigura performanța sa de stingere a arcului și nivelul de izolație la rupere.Când gradul de vid scade, performanța sa de rupere va fi redusă semnificativ.Prin urmare, camera de stingere a arcului cu vid nu trebuie să fie lovită de nicio forță externă și nu trebuie să fie lovită sau lovită cu mâinile.Nu trebuie să fie stresat în timpul deplasării și întreținerii.Este interzis să puneți ceva pe întrerupătorul de circuit în vid pentru a preveni deteriorarea camerei de stingere a arcului de vid la cădere.Înainte de livrare, întrerupătorul de circuit în vid trebuie să fie supus unei inspecții și asamblare stricte a paralelismului.În timpul întreținerii, toate șuruburile camerei de stingere a arcului vor fi fixate pentru a asigura o solicitare uniformă.
Întrerupătorul în vid întrerupe curentul și stinge arcul din camera de stingere a arcului în vid.Cu toate acestea, întrerupătorul cu vid în sine nu are un dispozitiv care să monitorizeze calitativ și cantitativ caracteristicile gradului de vid, astfel încât defecțiunea de reducere a gradului de vid este o defecțiune ascunsă.În același timp, reducerea gradului de vid va afecta serios capacitatea întreruptorului cu vid de a întrerupe supracurent și va duce la o scădere bruscă a duratei de viață a întreruptorului, ceea ce va duce la explozia comutatorului atunci când este grav.
În concluzie, principala problemă a întreruptorului cu vid este că gradul de vid este redus.Principalele motive pentru reducerea vidului sunt următoarele.
(1) Întrerupătorul cu vid este o componentă delicată.După părăsirea fabricii, fabrica de tuburi electronice poate avea scurgeri de etanșări din sticlă sau ceramică după multe lovituri de transport, șocuri de instalare, coliziuni accidentale etc.
(2) Există probleme în materialul sau procesul de fabricație al întreruptorului cu vid, iar punctele de scurgere apar după mai multe operațiuni.
(3) Pentru întrerupătorul de circuit în vid de tip split, cum ar fi mecanismul de operare electromagnetic, atunci când funcționează, datorită distanței mari a legăturii de funcționare, afectează în mod direct sincronizarea, săritura, depășirea și alte caracteristici ale comutatorului pentru a accelera reducerea gradului de vid.Generator DC de înaltă tensiune
Metoda de tratament pentru scăderea gradului de vid al întrerupătorului de vid:
Observați frecvent întrerupătorul cu vid și utilizați în mod regulat testerul de vid al comutatorului cu vid pentru a măsura gradul de vid al întreruptorului cu vid, astfel încât să vă asigurați că gradul de vid al întreruptorului cu vid este în intervalul specificat;Când gradul de vid scade, întrerupătorul de vid trebuie înlocuit, iar testele caracteristice precum cursa, sincronizarea și săritura trebuie făcute bine.
3. Dezvoltarea mecanismului de operare
Mecanismul de funcționare este unul dintre aspectele importante pentru evaluarea performanței întreruptorului în vid.Principalul motiv care afectează fiabilitatea întrerupătorului de vid este caracteristicile mecanice ale mecanismului de funcționare.În funcție de dezvoltarea mecanismului de operare, acesta poate fi împărțit în următoarele categorii.Generator DC de înaltă tensiune
3.1Mecanism manual de acționare
Mecanismul de acționare care se bazează pe închiderea directă se numește mecanism de acționare manuală, care este utilizat în principal pentru a acționa întrerupătoarele cu nivel de tensiune scăzut și curent nominal de rupere scăzut.Mecanismul manual a fost rar utilizat în departamentele de energie în aer liber, cu excepția întreprinderilor industriale și miniere.Mecanismul de acționare manuală este simplu ca structură, nu necesită echipamente auxiliare complexe și are dezavantajul că nu se poate reînchide automat și poate fi acționat doar local, ceea ce nu este suficient de sigur.Prin urmare, mecanismul de acţionare manuală a fost aproape înlocuit de mecanismul de acţionare cu arc cu stocare manuală a energiei.
3.2Mecanism de acționare electromagnetic
Mecanismul de acționare care este închis de forța electromagnetică se numește mecanism de acționare electromagnetic d.Mecanismul CD17 este dezvoltat în coordonare cu produsele interne ZN28-12.În structură, este dispus și în fața și în spatele întreruptorului cu vid.
Avantajele mecanismului de acționare electromagnetică sunt mecanismul simplu, funcționarea fiabilă și costul de producție scăzut.Dezavantajele sunt că puterea consumată de bobina de închidere este prea mare și trebuie pregătită [Prezentare generală asupra dezvoltării și caracteristicilor disjunctorului în vid]: întrerupătorul în vid se referă la întrerupătorul automat ale cărui contacte sunt închise și deschise. în vid.Întreruptoarele cu vid au fost studiate inițial de Regatul Unit și Statele Unite, apoi dezvoltate în Japonia, Germania, fosta Uniune Sovietică și alte țări.China a început să studieze teoria întrerupătorului cu vid din 1959 și a produs în mod oficial diverse întreruptoare cu vid la începutul anilor 1970.
Baterii scumpe, curent de închidere mare, structură voluminoasă, timp lung de funcționare și cotă de piață redusă treptat.
3.3Mecanism de acţionare cu arc Generator DC de înaltă tensiune
Mecanismul de acționare cu arc folosește arcul de energie stocat ca putere pentru a face comutatorul să realizeze acțiunea de închidere.Poate fi condus de forță de muncă sau de motoare AC și DC de putere mică, astfel încât puterea de închidere nu este practic afectată de factori externi (cum ar fi tensiunea de alimentare, presiunea aerului a sursei de aer, presiunea hidraulică a sursei de presiune hidraulică), care nu poate doar atinge o viteză mare de închidere, dar și realizează o operație rapidă de închidere automată repetată;În plus, în comparație cu mecanismul de acționare electromagnetic, mecanismul de acționare cu arc are un cost scăzut și un preț scăzut.Este cel mai des folosit mecanism de operare în întrerupătorul de circuit în vid, iar producătorii săi sunt, de asemenea, mai mulți, care se îmbunătățesc constant.Mecanismele CT17 și CT19 sunt tipice, iar ZN28-17, VS1 și VGl sunt utilizate cu ele.
În general, mecanismul de acționare cu arc are sute de piese, iar mecanismul de transmisie este relativ complex, cu o rată mare de eșec, multe piese în mișcare și cerințe ridicate ale procesului de fabricație.În plus, structura mecanismului de acționare cu arc este complexă și există multe suprafețe de frecare de alunecare, iar cele mai multe dintre ele sunt în părți cheie.În timpul funcționării pe termen lung, uzura și coroziunea acestor piese, precum și pierderea și întărirea lubrifianților, vor duce la erori de funcționare.Există în principal următoarele neajunsuri.
(1) Întrerupătorul refuză să funcționeze, adică trimite semnal de funcționare întreruptorului fără închidere sau deschidere.
(2) Întrerupătorul nu poate fi închis sau este deconectat după închidere.
(3) În caz de accident, acțiunea de protecție a releului și întrerupătorul nu pot fi deconectate.
(4) Ardeți bobina de închidere.
Analiza cauzei defecțiunii mecanismului de funcționare:
Întrerupătorul refuză să funcționeze, ceea ce poate fi cauzat de pierderea tensiunii sau subtensiunea tensiunii de funcționare, deconectarea circuitului de funcționare, deconectarea bobinei de închidere sau a bobinei de deschidere și contactul slab al contactelor comutatorului auxiliar asupra mecanismului.
Comutatorul nu poate fi închis sau este deschis după închidere, ceea ce poate fi cauzat de subtensiune a sursei de alimentare de funcționare, cursa excesivă a contactului în mișcare al întreruptorului, deconectarea contactului de interblocare al comutatorului auxiliar și cantitatea prea mică de legătură între jumătatea arborelui mecanismului de acționare și clichet;
În timpul accidentului, acțiunea de protecție a releului și întrerupătorul nu au putut fi deconectate.Este posibil să existe materii străine în miezul de fier de deschidere care să împiedice miezul de fier să acționeze flexibil, jumătatea arborelui de declanșare a deschiderii să nu se poată roti flexibil și circuitul de operare de deschidere a fost deconectat.
Motivele posibile pentru arderea bobinei de închidere sunt: contactorul DC nu poate fi deconectat după închidere, întrerupătorul auxiliar nu se întoarce în poziția de deschidere după închidere, iar întrerupătorul auxiliar este slăbit.
3.4Mecanism cu magnet permanent
Mecanismul cu magnet permanent folosește un nou principiu de funcționare pentru a combina organic mecanismul electromagnetic cu magnetul permanent, evitând factorii adversi cauzați de declanșarea mecanică în poziția de închidere și deschidere și a sistemului de blocare.Forța de reținere generată de magnetul permanent poate menține întrerupătorul de circuit în vid în pozițiile de închidere și deschidere atunci când este necesară orice energie mecanică.Este echipat cu un sistem de control pentru a realiza toate funcțiile cerute de întrerupătorul cu vid.Poate fi împărțit în principal în două tipuri: actuator magnetic permanent monostabil și actuator magnetic permanent bistabil.Principiul de funcționare al actuatorului magnetic permanent bistabil este că deschiderea și închiderea actuatorului depind de forța magnetică permanentă;Principiul de funcționare al mecanismului de acționare monostabil cu magnet permanent este deschiderea rapidă cu ajutorul arcului de stocare a energiei și menținerea poziției de deschidere.Doar închiderea poate menține forța magnetică permanentă.Produsul principal al Trede Electric este actuatorul monostabil cu magnet permanent, iar întreprinderile autohtone dezvoltă în principal actuatorul cu magnet permanent bistabil.
Structura actuatorului cu magnet permanent bistabil variază, dar există doar două tipuri de principii: tip bobină dublă (tip simetric) și tip bobină simplă (tip asimetric).Aceste două structuri sunt prezentate pe scurt mai jos.
(1) Mecanism cu magnet permanent cu bobină dublă
Mecanismul cu magnet permanent cu bobină dublă se caracterizează prin: folosirea magnetului permanent pentru a menține întrerupătorul de circuit în vid în pozițiile limită de deschidere și respectiv închidere, utilizarea bobinei de excitare pentru a împinge miezul de fier al mecanismului din poziția de deschidere în poziția de închidere și utilizarea o altă bobină de excitație pentru a împinge miezul de fier al mecanismului din poziția de închidere în poziția de deschidere.De exemplu, mecanismul de comutare VMl al ABB adoptă această structură.
(2) Mecanism cu magnet permanent cu o singură bobină
Mecanismul cu magnet permanent cu o singură bobină folosește, de asemenea, magneți permanenți pentru a menține întrerupătorul de circuit în vid la pozițiile limită de deschidere și închidere, dar o bobină excitantă este utilizată pentru deschidere și închidere.Există, de asemenea, două bobine de excitație pentru deschidere și închidere, dar cele două bobine sunt pe aceeași parte, iar direcția de curgere a bobinei paralele este opusă.Principiul său este același cu cel al mecanismului cu magnet permanent cu o singură bobină.Energia de închidere provine în principal din bobina de excitare, iar energia de deschidere provine în principal de la arcul de deschidere.De exemplu, întrerupătorul de circuit în vid montat pe coloană GVR lansat de compania Whipp&Bourne în Marea Britanie adoptă acest mecanism.
În conformitate cu caracteristicile de mai sus ale mecanismului cu magnet permanent, avantajele și dezavantajele acestuia pot fi rezumate.Avantajele sunt că structura este relativ simplă, în comparație cu mecanismul cu arc, componentele sale sunt reduse cu aproximativ 60%;Cu mai puține componente, rata de eșec va fi, de asemenea, redusă, astfel încât fiabilitatea este ridicată;Durată lungă de viață a mecanismului;Dimensiune mică și greutate redusă.Dezavantajul este că în ceea ce privește caracteristicile de deschidere, deoarece miezul de fier în mișcare participă la mișcarea de deschidere, inerția de mișcare a sistemului de mișcare crește semnificativ la deschidere, ceea ce este foarte nefavorabil pentru îmbunătățirea vitezei de deschidere rigidă;Datorită puterii mari de operare, este limitată de capacitatea condensatorului.
4. Dezvoltarea structurii de izolare
Conform statisticilor și analizei tipurilor de accidente în funcționarea întrerupătoarelor de înaltă tensiune în sistemul energetic național, pe baza datelor istorice relevante, eșecul deschiderii reprezintă 22,67%;Refuzul de a coopera a reprezentat 6,48%;Accidentele de spargere și producere au reprezentat 9,07%;Accidentele de izolație au reprezentat 35,47%;Accident de funcționare greșită a reprezentat 7,02%;Accidentele de închidere a râurilor reprezintă 7,95%;Forța externă și alte accidente au reprezentat 11.439 brute, dintre care accidentele de izolație și accidentele de respingere a separării au fost cele mai importante, reprezentând aproximativ 60% din toate accidentele.Prin urmare, structura de izolație este, de asemenea, un punct cheie al întrerupătorului cu vid.În funcție de schimbările și dezvoltarea izolației coloanei de fază, aceasta poate fi împărțită practic în trei generații: izolație cu aer, izolație compozită și izolație solidă a stâlpilor.
Ora postării: Oct-22-2022