[Yleiskatsaus tyhjökatkaisijan kehitykseen ja ominaisuuksiin]: tyhjökatkaisijalla tarkoitetaan katkaisijaa, jonka koskettimet suljetaan ja avataan tyhjiössä.Tyhjiökatkaisijoita tutkivat alun perin Iso-Britannia ja Yhdysvallat, ja sitten ne kehitettiin Japaniin, Saksaan, entiseen Neuvostoliittoon ja muihin maihin.Kiina aloitti tyhjiökatkaisijoiden teorian tutkimisen vuodesta 1959 lähtien ja tuotti muodollisesti erilaisia tyhjiökatkaisijoita 1970-luvun alussa.
Tyhjiökytkimellä tarkoitetaan katkaisijaa, jonka koskettimet ovat kiinni ja auki tyhjiössä.
Tyhjiökatkaisijoita tutkivat alun perin Iso-Britannia ja Yhdysvallat, ja sitten ne kehitettiin Japaniin, Saksaan, entiseen Neuvostoliittoon ja muihin maihin.Kiina alkoi tutkia tyhjiökatkaisijoiden teoriaa vuonna 1959, ja muodollisesti tuotti erilaisia tyhjiökatkaisijoita 1970-luvun alussa.Valmistusteknologioiden, kuten alipainekatkaisijan, toimintamekanismin ja eristystason, jatkuva innovaatio ja parantaminen ovat saaneet tyhjökatkaisijan kehittymään nopeasti, ja suuren kapasiteetin, miniatyrisoinnin, älykkyyden ja luotettavuuden tutkimuksessa on saavutettu useita merkittäviä saavutuksia.
Hyvien valokaaren sammutusominaisuuksien, toistuvaan käyttöön soveltuvien, pitkän sähköisen käyttöiän, korkean toimintavarmuuden ja pitkän huoltovapaan ajanjakson etujen ansiosta tyhjiökatkaisijoita on käytetty laajalti kaupunkien ja maaseudun sähköverkon muuntamisessa, kemianteollisuudessa, metallurgiassa, rautateissä. sähköistys, kaivos- ja muut teollisuudenalat Kiinan energiateollisuudessa.Tuotteet vaihtelevat useista ZN1-ZN5-lajikkeista aiemmin kymmeniin malleihin ja lajikkeisiin nyt.Nimellisvirta saavuttaa 4000A, katkaisuvirta 5OKA, jopa 63kA ja jännite 35kV.
Tyhjiökatkaisijan kehitystä ja ominaisuuksia nähdään useista päänäkökohdista, mukaan lukien tyhjökatkaisijan kehitys, toimintamekanismin kehitys ja eristysrakenteen kehitys.
Tyhjiökatkaisijoiden kehitys ja ominaisuudet
2.1Tyhjiökatkaisijoiden kehittäminen
Ajatus tyhjiöväliaineen käytöstä valokaaren sammuttamiseen esitettiin 1800-luvun lopulla, ja varhaisin tyhjiökatkaisin valmistettiin 1920-luvulla.Tyhjiötekniikan, materiaalien ja muiden teknisten tasojen rajoitusten vuoksi se ei kuitenkaan ollut käytännöllistä tuolloin.1950-luvulta lähtien, uuden tekniikan kehityksen myötä, monet tyhjökatkaisijoiden valmistuksen ongelmat on ratkaistu, ja tyhjiökytkimet ovat vähitellen saavuttaneet käytännön tason.1950-luvun puolivälissä yhdysvaltalainen General Electric Company tuotti erän tyhjiökatkaisijoita, joiden nimelliskatkaisuvirta oli 12KA.Myöhemmin, 1950-luvun lopulla, poikittaisilla magneettikenttäkoskettimilla varustettujen tyhjökatkaisijoiden kehityksen vuoksi nimellinen katkaisuvirta nostettiin 3OKA:han.1970-luvun jälkeen japanilainen Toshiba Electric Company kehitti menestyksekkäästi tyhjökatkaisijan, jossa on pitkittäiset magneettikentän koskettimet, mikä nosti nimelliskatkaisuvirran edelleen yli 5OKA:han.Tällä hetkellä tyhjiökatkaisijoita on käytetty laajalti 1KV- ja 35kV-virranjakelujärjestelmissä, ja nimellinen katkaisuvirta voi olla 5OKA-100KAo.Jotkut maat ovat valmistaneet myös 72kV/84kV tyhjiökatkaisijoita, mutta määrä on pieni.DC korkeajännitegeneraattori
Viime vuosina tyhjiökatkaisijoiden tuotanto Kiinassa on myös kehittynyt nopeasti.Tällä hetkellä kotimaisten tyhjiökatkaisijoiden tekniikka on ulkomaisten tuotteiden tekniikan tasolla.On olemassa tyhjiökatkaisijoita, jotka käyttävät pysty- ja vaakamagneettikenttätekniikkaa sekä keskussytytyskontaktitekniikkaa.Cu Cr -seosmateriaaleista valmistetut koskettimet ovat onnistuneesti kytkeneet irti 5OKA:n ja 63kAo:n tyhjökatkaisijat Kiinassa, jotka ovat saavuttaneet korkeamman tason.Tyhjiökatkaisija voi käyttää täysin kotitalouksien tyhjiökatkaisijoita.
2.2Tyhjiökatkaisimen ominaisuudet
Tyhjiökaarisammutuskammio on alipainekatkaisijan avainkomponentti.Se on tuettu ja tiivistetty lasilla tai keramiikalla.Sisällä on dynaamiset ja staattiset koskettimet ja suojakannet.Kammiossa on alipaine.Tyhjiöaste on 133 × 10 Yhdeksän 133 × LOJPa, jotta varmistetaan sen valokaaren sammutuskyky ja eristyskyky rikkoutuessa.Kun tyhjiöaste pienenee, sen murtokyky heikkenee merkittävästi.Siksi tyhjökaarisammutuskammioon ei saa iskeä minkään ulkoisen voiman vaikutuksesta, eikä sitä saa lyödä tai lyödä käsin.Sitä ei saa rasittaa siirron ja huollon aikana.Tyhjiökatkaisijalle on kiellettyä laittaa mitään, jotta tyhjökaarisammutuskammio ei vaurioidu putoamisen yhteydessä.Ennen toimitusta tyhjökatkaisijalle on suoritettava tiukka rinnakkaistarkastus ja kokoaminen.Huollon aikana kaikki valokaaren sammutuskammion pultit on kiinnitettävä tasaisen jännityksen varmistamiseksi.
Alipainekatkaisin katkaisee virran ja sammuttaa valokaaren tyhjökaarisammutuskammiossa.Alipainekatkaisijassa itsessään ei kuitenkaan ole laitetta, joka valvoisi laadullisesti ja kvantitatiivisesti tyhjiön asteen ominaisuuksia, joten tyhjiön asteen alenemisvika on piilotettu vika.Samanaikaisesti tyhjiöasteen aleneminen vaikuttaa vakavasti alipainekatkaisijan kykyyn katkaista ylivirta ja johtaa katkaisijan käyttöiän jyrkkään laskuun, mikä johtaa kytkimen räjähtämiseen, kun se on vakava.
Yhteenvetona voidaan todeta, että tyhjökatkaisijan pääongelma on tyhjiön aste pieneneminen.Tärkeimmät syyt tyhjiön vähentämiseen ovat seuraavat.
(1) Tyhjiökatkaisin on herkkä komponentti.Tehtaalta lähdön jälkeen elektroniikkaputkitehtaassa saattaa vuotaa lasi- tai keraamisia tiivisteitä useiden kuljetustöyssyiden, asennusiskujen, vahingossa tapahtuneiden törmäysten jne. jälkeen.
(2) Tyhjiökatkaisimen materiaalissa tai valmistusprosessissa on ongelmia, ja vuotokohtia ilmenee useiden toimintojen jälkeen.
(3) Jaetun tyyppisen tyhjiökatkaisijan, kuten sähkömagneettisen käyttömekanismin, ollessa käytössä, käyttökytkennän suuren etäisyyden vuoksi se vaikuttaa suoraan kytkimen synkronointiin, pomppimiseen, yliliikenteeseen ja muihin ominaisuuksiin nopeuttaakseen tyhjiön asteen vähennys.DC korkeajännitegeneraattori
Käsittelymenetelmä tyhjiökatkaisijan alipaineasteen alentamiseksi:
Tarkkaile alipainekatkaisijaa usein ja käytä säännöllisesti tyhjökytkimen alipainetesteriä tyhjökatkaisijan alipaineasteen mittaamiseen varmistaaksesi, että tyhjiökatkaisimen alipaineaste on määritetyllä alueella;Kun tyhjiöaste laskee, tyhjiökatkaisin on vaihdettava ja tunnustestit, kuten isku, synkronointi ja pomppiminen on suoritettava hyvin.
3. Toimintamekanismin kehittäminen
Toimintamekanismi on yksi tärkeimmistä näkökohdista tyhjökatkaisijan suorituskyvyn arvioinnissa.Pääasiallinen syy, joka vaikuttaa tyhjökatkaisijan luotettavuuteen, ovat toimintamekanismin mekaaniset ominaisuudet.Toimintamekanismin kehityksen mukaan se voidaan jakaa seuraaviin luokkiin.DC korkeajännitegeneraattori
3.1Manuaalinen käyttömekanismi
Suoraan sulkeutumiseen perustuvaa käyttömekanismia kutsutaan manuaaliseksi käyttömekanismiksi, jota käytetään pääasiassa katkaisijoiden ohjaamiseen alhaisella jännitetasolla ja alhaisella nimelliskatkaisuvirralla.Manuaalista mekanismia on käytetty harvoin ulkovoimaosastoilla teollisuus- ja kaivosyrityksiä lukuun ottamatta.Manuaalinen käyttömekanismi on rakenteeltaan yksinkertainen, ei vaadi monimutkaisia apulaitteita ja sen haittapuolena on, että se ei voi sulkeutua automaattisesti ja sitä voidaan käyttää vain paikallisesti, mikä ei ole tarpeeksi turvallista.Siksi manuaalinen käyttömekanismi on melkein korvattu jousikäyttömekanismilla, jossa on manuaalinen energian varastointi.
3.2Sähkömagneettinen toimintamekanismi
Sähkömagneettisen voiman sulkemaa toimintamekanismia kutsutaan sähkömagneettiseksi toimintamekanismiksi d.CD17-mekanismi on kehitetty yhteistyössä kotimaisten ZN28-12-tuotteiden kanssa.Rakenteeltaan se on myös järjestetty alipainekatkaisijan eteen ja taakse.
Sähkömagneettisen käyttömekanismin etuja ovat yksinkertainen mekanismi, luotettava toiminta ja alhaiset valmistuskustannukset.Haittapuolena on, että sulkukäämin kuluttama teho on liian suuri ja se on valmisteltava [Yleiskatsaus tyhjökatkaisijan kehitykseen ja ominaisuuksiin]: Tyhjiökatkaisijalla tarkoitetaan katkaisijaa, jonka koskettimet ovat kiinni ja auki tyhjiössä.Tyhjiökatkaisijoita tutkivat alun perin Iso-Britannia ja Yhdysvallat, ja sitten ne kehitettiin Japaniin, Saksaan, entiseen Neuvostoliittoon ja muihin maihin.Kiina aloitti tyhjiökatkaisijoiden teorian tutkimisen vuodesta 1959 lähtien ja tuotti muodollisesti erilaisia tyhjiökatkaisijoita 1970-luvun alussa.
Kalliit akut, suuri sulkuvirta, iso rakenne, pitkä käyttöaika ja vähitellen pienentynyt markkinaosuus.
3.3Jousikäyttömekanismi DC korkeajännitegeneraattori
Jousen käyttömekanismi käyttää varastoitunutta energiajousta voimana, joka saa kytkimen toteuttamaan sulkemistoiminnon.Sitä voidaan käyttää työvoimalla tai pienitehoisilla AC- ja DC-moottoreilla, joten ulkoiset tekijät (kuten virtalähteen jännite, ilmalähteen ilmanpaine, hydraulipainelähteen hydraulipaine) eivät periaatteessa vaikuta sulkemistehoon. saavuttaa korkea sulkemisnopeus, mutta myös nopea automaattinen toistuva sulkemistoiminto;Lisäksi sähkömagneettiseen käyttömekanismiin verrattuna jousikäyttömekanismilla on alhaiset kustannukset ja alhainen hinta.Se on tyhjökatkaisijan yleisimmin käytetty toimintamekanismi, ja sen valmistajia on myös enemmän, joita kehitetään jatkuvasti.CT17 ja CT19 mekanismit ovat tyypillisiä, ja niiden kanssa käytetään ZN28-17, VS1 ja VGl.
Yleensä jousikäyttömekanismissa on satoja osia, ja voimansiirtomekanismi on suhteellisen monimutkainen, korkea vikasuhde, monet liikkuvat osat ja korkeat valmistusprosessivaatimukset.Lisäksi jousen käyttömekanismin rakenne on monimutkainen, ja liukuvia kitkapintoja on monia, ja suurin osa niistä on avainosissa.Pitkäaikaisessa käytössä näiden osien kuluminen ja korroosio sekä voiteluaineiden häviäminen ja kovettuminen johtavat toimintavirheisiin.Puutteita on pääasiassa seuraavista.
(1) Katkaisija kieltäytyy toimimasta, eli se lähettää toimintasignaalin katkaisijalle sulkematta tai avaamatta.
(2) Kytkintä ei voi sulkea tai se irrotetaan sulkemisen jälkeen.
(3) Onnettomuuden sattuessa releen suojaustoimintoa ja katkaisijaa ei voida irrottaa.
(4) Polta sulkukela.
Toimintamekanismin vian syyanalyysi:
Katkaisija kieltäytyy toimimasta, mikä voi johtua käyttöjännitteen jännitteen katoamisesta tai alijännitteestä, käyttöpiirin katkeamisesta, sulkukäämin tai avauskäämin irtikytkentästä sekä apukytkimien koskettimien huonosta kontaktista. mekanismin päällä.
Kytkintä ei voi sulkea tai se avautuu sulkemisen jälkeen, mikä voi johtua käyttövirransyötön alijännitteestä, katkaisijan liikkuvan koskettimen liiallisesta koskettimen liikkeestä, apukytkimen lukituskoskettimen katkeamisesta ja liian pienestä määrästä yhteys käyttömekanismin puoliakselin ja salvan välillä;
Onnettomuuden aikana releen suojaustoimintoa ja katkaisijaa ei voitu kytkeä irti.Saattaa olla, että avautuvassa rautasydämessä on vieraita esineitä, jotka estivät rautasydämen toimimasta joustavasti, avauksen laukaiseva puoliakseli ei voinut pyöriä joustavasti ja avaustoimintopiiri oli irti.
Mahdollisia syitä sulkukäämin palamiseen ovat: DC-kontaktoria ei voi irrottaa sulkemisen jälkeen, apukytkin ei käänny avausasentoon sulkemisen jälkeen ja apukytkin on löysällä.
3.4Kestomagneettimekanismi
Kestomagneettimekanismi yhdistää sähkömagneettisen mekanismin orgaanisesti kestomagneettiin uudella toimintaperiaatteella välttäen mekaanisen laukaisun aiheuttamia haitallisia tekijöitä sulkemis- ja avausasennossa sekä lukitusjärjestelmässä.Kestomagneetin tuottama pitovoima voi pitää tyhjiökytkimen sulkemis- ja avausasennossa, kun mekaanista energiaa tarvitaan.Se on varustettu ohjausjärjestelmällä, joka toteuttaa kaikki tyhjökatkaisijan vaatimat toiminnot.Se voidaan jakaa pääasiassa kahteen tyyppiin: monostabiili kestomagneettitoimilaite ja bistabiili kestomagneettitoimilaite.Bstabiilin kestomagneettitoimilaitteen toimintaperiaate on, että toimilaitteen avautuminen ja sulkeminen riippuvat kestomagneettisesta voimasta;Monostabiilin kestomagneettikäyttömekanismin toimintaperiaate on avata nopeasti energiaa varastoivan jousen avulla ja pitää avausasento.Vain sulkeminen voi säilyttää pysyvän magneettisen voiman.Trede Electricin päätuote on monostabiili kestomagneettitoimilaite, ja kotimaiset yritykset kehittävät pääasiassa bistabiilia kestomagneettitoimilaitetta.
Bstabiilin kestomagneettitoimilaitteen rakenne vaihtelee, mutta periaatteita on vain kahdenlaisia: kaksoiskelatyyppi (symmetrinen tyyppi) ja yksikelatyyppi (epäsymmetrinen tyyppi).Nämä kaksi rakennetta esitellään lyhyesti alla.
(1) Kaksikelainen kestomagneettimekanismi
Kaksikelaiselle kestomagneettimekanismille on tunnusomaista: kestomagneetin käyttäminen tyhjiökatkaisimen pitämiseksi avaus- ja sulkemisraja-asennossa, virityskelan käyttäminen mekanismin rautasydämen työntämiseen avausasennosta sulkemisasentoon ja toinen virityskela työntämään mekanismin rautasydämen sulkemisasennosta avausasentoon.Esimerkiksi ABB:n VMl-kytkinmekanismi käyttää tätä rakennetta.
(2) Yhden kelan kestomagneettimekanismi
Yksikelaisessa kestomagneettimekanismissa käytetään myös kestomagneetteja pitämään tyhjökatkaisija avautumisen ja sulkemisen raja-asennoissa, mutta yhtä jännittävää kelaa käytetään avaamiseen ja sulkemiseen.Avaamista ja sulkemista varten on myös kaksi virityskäämiä, mutta molemmat kelat ovat samalla puolella ja rinnakkaisen kelan virtaussuunta on vastakkainen.Sen periaate on sama kuin yksikelaisen kestomagneettimekanismin.Sulkemisenergia tulee pääasiassa virityskelasta ja avausenergia pääasiassa avausjousesta.Esimerkiksi brittiläisen Whipp&Bourne Companyn markkinoille tuoma GVR-pylvääseen asennettu tyhjiökatkaisin käyttää tätä mekanismia.
Kestomagneettimekanismin yllä olevien ominaisuuksien mukaan sen edut ja haitat voidaan tiivistää.Etuna on, että rakenne on suhteellisen yksinkertainen, verrattuna jousimekanismiin, sen komponentit pienenevät noin 60 %;Kun komponentteja on vähemmän, myös vikaantuvuus vähenee, joten luotettavuus on korkea;Mekanismin pitkä käyttöikä;Pieni koko ja kevyt paino.Haittana on avautumisominaisuuksien kannalta, että koska liikkuva rautasydän osallistuu avausliikkeeseen, liikkuvan järjestelmän liikehitaus kasvaa merkittävästi avautuessaan, mikä on erittäin epäedullista jäykän avauksen nopeuden parantamiseksi;Suuren käyttötehon vuoksi sitä rajoittaa kondensaattorin kapasiteetti.
4. Eristysrakenteen kehittäminen
Tilastojen ja kansallisen sähköjärjestelmän suurjännitekatkaisijoiden käytön onnettomuustyyppien analyysin mukaan asiaankuuluvien historiatietojen perusteella avautumatta jättäminen on 22,67 %;Yhteistyöstä kieltäytymisen osuus oli 6,48 %;Murtumis- ja tekoonnettomuuksien osuus oli 9,07 %;Eristysonnettomuuksien osuus oli 35,47 %;Virheellinen onnettomuus oli 7,02%;Jokien sulkemisonnettomuuksien osuus on 7,95 %;Ulkopuolisten voima- ja muiden onnettomuuksien osuus oli 11 439 bruttoa, joista merkittävimmät olivat eristysonnettomuudet ja erotuksen hylkäämisonnettomuudet, joiden osuus kaikista onnettomuuksista oli noin 60 %.Siksi eristysrakenne on myös tyhjökatkaisijan avainkohta.Vaihepilarin eristyksen muutosten ja kehityksen mukaan se voidaan jakaa periaatteessa kolmeen sukupolveen: ilmaeristys, komposiittieristys ja kiinteä tiivistetty napaeristys.
Postitusaika: 22.10.2022