Analiza de principiu|Analiza profundă a întrerupătoarelor de circuit în vid

1, Caracteristicile de izolare ale vidului

Aspiratorul are proprietăți puternice de izolare. În întrerupătoarele cu vid, gazul este foarte subțire, iar călătoria liberă a moleculelor de gaz este relativ mare, ceea ce duce la o probabilitate scăzută de coliziune între ele. Prin urmare, disocierea coliziunii nu este cauza principală a adevăratei defalcări spațiale, dar particulele de metal precipitate de electrozi sub acțiunea unui câmp electric de mare putere sunt principalii factori care cauzează deteriorarea izolației.

Rezistența izolației într-un spațiu de vid nu este legată numai de dimensiunea spațiului și de uniformitatea câmpului electric, ci și influențată în mare măsură de proprietățile și condițiile de suprafață ale materialului electrodului. Spațiul de vid are caracteristici de izolație mai mari decât aerul de înaltă presiune și gazul SF6 la distanțe mici (2-3 milimetri), motiv pentru care distanța de deschidere a contactului întrerupătoarelor cu vid nu este în general mare.

Impactul materialelor electrozilor asupra tensiunii de rupere se manifestă în principal în rezistența mecanică (rezistența la tracțiune) a materialului și punctul de topire al materialului metalic. Cu cât rezistența la tracțiune și punctul de topire sunt mai mari, cu atât rezistența de izolație a electrodului sub vid este mai mare.

Experimentul arată că, cu cât este mai mare gradul de vid, cu atât este mai mare tensiunea de spargere a decalajului de gaz, dar rămâne practic neschimbată peste 10 până la 4 torenți. Prin urmare, pentru a menține rezistența de izolație a întreruptorului cu vid, gradul său de vid nu trebuie să fie mai mic de 10 până la 4 toreri.

2, Formarea și stingerea arcurilor electrice în vid

Există o diferență semnificativă între fenomenul arcului de vid și descărcarea arcului de gaz pe care am învățat-o înainte. Disociarea gazului nu este principalul factor care provoacă arcul, iar descărcarea arcului de vid se formează în vaporii de metal evaporați din electrodul de contact. În același timp, caracteristicile performanței arcului variază în funcție de mărimea curentului de rupere. În general, îl clasificăm în arc de vid de curent scăzut și arc de vid de curent ridicat.

1. Arc de vid de curent scăzut

Când contactul este deconectat în vid, se generează un punct catod cu o concentrație mare de curent și energie și o cantitate mare de vapori de metal este evaporată din punctul catod. Densitatea atomilor de metal și a particulelor încărcate din punct este mare, iar arcul arde în el. În același timp, vaporii de metal și particulele încărcate din interiorul coloanei arcului continuă să difuzeze spre exterior, iar electrodul evaporă, de asemenea, continuu noi particule pentru a le suplimenta. Când curentul trece de zero, energia arcului scade, temperatura electrodului scade, efectul de evaporare scade și densitatea particulelor din interiorul coloanei arcului scade. În cele din urmă, când curentul trece de zero, spotul catodic dispare și arcul se stinge.

Uneori, evaporarea nu poate menține viteza de difuzie a coloanei arcului, iar arcul se stinge brusc, ducând la apariția interceptării fluxului.

2. Arc de vid de curent mare

Când contactul deconectează un curent mare, energia arcului crește, iar anodul generează și căldură severă, formând o coloană puternică de arc concentrată. În același timp, rolul electrodinamicii este, de asemenea, evident, prin urmare, pentru arcurile de vid cu curent ridicat, distribuția câmpului magnetic între contacte are un impact decisiv asupra stabilității și performanței de stingere a arcului arcului. Dacă curentul este prea mare și depășește curentul de întrerupere limită, va cauza defecțiunea întreruperii. În acest moment, contactul se încălzește puternic și, chiar și după ce curentul trece de zero, se evaporă în continuare, ceea ce face dificilă recuperarea mediului și nu poate deconecta curentul.

3, Structura și principiul de funcționare al întrerupătoarelor

Există mulți producători și modele de întreruptoare cu vid. În funcție de condițiile de utilizare, acesta este împărțit în două tipuri: interior (ZNx - * *) și exterior (ZWx - * *). Constă în principal dintr-o parte a cadru, o parte a camerei de stingere a arcului (bulă de vid) și o parte a mecanismului de operare.

Corpul întreruptorului este compus dintr-un circuit conductiv, un sistem de izolație, etanșări și o carcasă. Structura generală este de tip cutie comună trifazată. Bucla conductivă este formată prin conectarea polilor conductivi ai liniei de intrare și de ieșire, a suporturilor de izolație a liniei de intrare și de ieșire, cleme conductoare și conexiuni moi la camera de stingere a arcului de vid.

Mecanismul este de stocare a energiei electrice, deschidere și închidere electrică și are și funcție manuală. Întreaga structură este compusă din arcuri de închidere, sisteme de stocare a energiei, declanșări de supracurent, bobine de deschidere și închidere, sisteme de deschidere și închidere manuală, întrerupătoare auxiliare, indicatoare de stocare a energiei și alte componente.

Principiul de funcționare

Când un întrerupător de circuit în vid utilizează curent de aer de înaltă fidelitate pentru a trece prin zero, plasma difuzează rapid și stinge arcul, completând scopul de a întrerupe curentul.

Principiul de acțiune

Proces de stocare a energiei: Când motorul de stocare a energiei 14 este conectat la sursa de alimentare, motorul antrenează roata excentrică să se rotească, iar rola 10 de lângă roata excentrică antrenează brațul manivelă 9 și placa de conectare 7 să se balanseze, împingând energia. clichetul de depozitare 6 să se balanseze, determinând rotirea clichetului 11. Când știftul de pe clichetul 11 ​​se află pe placa manșonului arborelui de stocare a energiei 32, cei doi se mișcă împreună, determinând alungirea arcului de închidere 21 agățat de manșonul arborelui de stocare a energiei 32. Manșonul arborelui de stocare a energiei 32 este fixat de un știft de poziționare 13 pentru a menține starea de stocare a energiei. În același timp, brațul manivelei de pe manșonul arborelui de stocare a energiei 32 împinge comutatorul de deplasare 5 pentru a întrerupe alimentarea cu energie a motorului de stocare a energiei 14, iar clichetul de stocare a energiei este ridicat pentru a se detașa în mod fiabil de roata cu clichet.

Procesul de operare de închidere: Când mecanismul primește semnalul de închidere (întrerupătorul este în starea deconectată și stocată de energie), miezul de fier al electromagnetului de închidere 15 este aspirat în jos, iar componenta de poziționare 13 este trasă pentru a se roti în sens invers acelor de ceasornic pentru a elibera energia. întreținerea depozitării. Arcul de închidere 21 antrenează manșonul arborelui de stocare a energiei 32 să se rotească în sens invers acelor de ceasornic, iar cama sa presează manșonul arborelui de transmisie 30 pentru a antrena placa de conectare 29 și brațul culbutor 27 să se miște, determinând cablarea culbutorului 27 pe jumătatea arborelui 25, determinând ca mecanismul să fie în stare închisă. În acest moment, dispozitivul de interblocare 28 blochează componenta de poziționare, împiedicând rotirea taurului de poziționare în sens invers acelor de ceasornic, realizând scopul legăturii mecanismului și asigurând că mecanismul nu poate fi închis în poziția închis.

Procesul de operare de deschidere: După ce întrerupătorul este închis, electromagnetul de deschidere primește un semnal, miezul de fier trage înăuntru, iar tija superioară din eliberarea de deschidere 19 se mișcă în sus, determinând rotirea arborelui de deblocare 16, conducând tija superioară 18 la deplasați-vă în sus, împingând placa de îndoire 26 și antrenând jumătatea arborelui 25 să se rotească în sens invers acelor de ceasornic.

Se eliberează jumătate de axă 25 și culbutorul 27, iar sub acțiunea arcului de deschidere, întrerupătorul completează operația de deschidere.

4, Depanarea întreruptoarelor

Măsurarea distanței de deschidere și a supracurgerii unui întrerupător de circuit se poate baza pe Figura 3. Diferența dintre valoarea X măsurată în starea de deschidere și închidere este distanța de deschidere a întreruptorului, iar diferența dintre valoarea Y este supracursa a întreruptorului. Metoda de reglare este de a prelungi sau scurta tija de operare izolată 3 sau biela dintre mecanism și ax.

Reglarea mecanismului de deschidere și închidere

1. Cantitatea de conectare între culbutorul 27 și jumătatea arborelui 25 este de 1,5-2,5 mm, care poate fi realizată prin reglarea șurubului 24.

2. Când manșonul arborelui de transmisie 30 se rotește la unghiul său maxim, ar trebui să existe un spațiu de 1,5-2mm între culbutorul 27 și jumătatea arborelui pentru a se asigura că atunci când manșonul arborelui de transmisie cade înapoi la punctul închis. în poziție, culbutorul 27 se poate prinde automat pe jumătatea arborelui 25, care poate fi reglat cu șurubul 31.

3. Conversia comutatorului auxiliar 2 trebuie să fie precisă și fiabilă, ceea ce poate fi realizat prin ajustarea poziției brațului manivelei 3 și a lungimii pârghiei 4 a comutatorului auxiliar 2.

4. În timpul procesului de stocare a energiei, când clichetul atinge punctul cel mai înalt al ultimului dinte, trebuie să se asigure că brațul manivelei de pe manșonul arborelui de stocare a energiei 32 poate comuta în mod fiabil contactele comutatorului de deplasare, întrerupe puterea motorului alimentare și realizați acest lucru prin reglarea pozițiilor sus, jos, față și spate ale comutatorului de deplasare 5.

5. Reglați lungimea de pretensionare a arcului de deschidere și închidere pentru a asigura deschiderea și închiderea sigură a întreruptorului și asigurați-vă că viteza de deschidere și închidere atinge valoarea specificată.

5, Circuitul de control al întreruptorului

În substația standardizată de 35KV a rețelei electrice rurale din China, este adoptat principiul separării barei de control și a barei de închidere.

Conectați o pereche de contacte normal deschise ale comutatorului de deplasare de stocare a energiei al întreruptorului în serie în circuitul de comandă dintre contactul auxiliar normal închis al întreruptorului și bobina de închidere. În acest fel, operația de închidere nu poate fi efectuată fără stocarea energiei în întrerupător. Împiedică închiderea fără stocarea energiei în întrerupător, menținerea circuitului de închidere și arderea bobinei de închidere.

Între timp, în timpul procesului de cablare, este important să se asigure că polaritatea dintre bara de închidere și bara de control din contactele comutatorului de deplasare a stocării de energie este consecventă, pentru a preveni spargerea arcului din circuitul de închidere prin comutatorul de deplasare în timpul stocarea energiei, provocând siguranța de control sau declanșarea comutatorului de aer de comandă.

Acest lucru trebuie remarcat în special în substațiile de automatizare integrate.

6, Test de întreținere și reparare a funcționării

Întreruptoarele cu vid au timp scurt de arc, rezistență ridicată a izolației, viață electrică mare, distanță de contact și cursă mică și energie de funcționare scăzută, prin urmare, durata lor de viață mecanică este, de asemenea, mare. În funcționarea zilnică, sarcina de lucru de întreținere este foarte mică, în principal verificând uzura părților mobile ale mecanismului, dacă elementele de fixare sunt slăbite, îndepărtând praful de pe suprafața de izolație și injectând unsoare lubrifiantă în părțile mobile.

În testul preventiv al inspecției arcului, testul de rezistență DC al comutatorului ar trebui comparat cu datele istorice, iar problemele trebuie tratate și înlocuite prompt. Testarea tensiunii de rezistență a frecvenței de putere a fracturii este o metodă eficientă pentru a verifica dacă bula de vid curge. (Întrerupătoarele de vacuum de interior se pot referi la culoarea luminii intermitente din interiorul bulei de vid atunci când sarcina este deconectată pentru a determina preliminar gradul de vid al bulei de vid. Când culoarea este roșu închis, indică o scădere a gradului de vid și când culoarea este albastru deschis, indică un grad bun de vid.) Când se verifică protecția și instalarea întreruptorului, se efectuează un test de pornire și oprire de joasă tensiune pentru a verifica dacă întrerupătorul funcționează fiabil atunci când tensiunea scade în timpul unei defecțiuni a barei colectoare. stat.

Analiza dezvoltării și performanței întreruptoarelor în vid

1, întrerupător de circuit de vid dedicat

Confruntați cu sarcini de rupere extrem de diferite, au apărut noi întreruptoare specializate. Dacă întrerupătorul de circuit în vid de capacitate super mare (cu un curent de întrerupere a scurtcircuitului de 63-80kA sau mai mare) este utilizat pentru întrerupătorul de circuit de protecție a generatorului, întrerupătorul de circuit în vid standard (cu un curent de întrerupere a scurtcircuitului de {{ 3}}kA), întrerupătorul de circuit în vid economic (cu un curent de întrerupere în scurtcircuit de 16-25kA), întrerupătorul de circuit în vid frecvent (cu o frecvență de funcționare de 50000 până la 60000 de ori) și ultrafrecvent și întrerupător de circuit în vid complex (cu o frecvență de funcționare de 100000 până la 150000 de ori). De exemplu, întreruptoarele Siemens din seria 3AH sunt împărțite în cinci modele în funcție de utilizarea lor. Modelele 3AH1 si 3AH3 sunt standard cu 10000 operatii, modelul 3AHZ este frecvent cu 60000 operatii, modelul 3AH4 face overclock cu 120000 operatii, iar modelul 3AH5 este economic cu preturi mici.

2, întrerupător de circuit în vid de tip supratensiune scăzută

După cum este bine cunoscut, întreruptoarele de circuit în vid pot provoca întreruperea tensiunii din cauza întreruperii curentului, în special atunci când întrerupe mici întreruperi negative inductive, cum ar fi motoarele electrice. În general, dispozitivele de absorbție a supratensiunii, cum ar fi Sic, circuitul RC, descărcătorul de trăsnet ZnO etc. sunt echipate pentru a limita supratensiunea în întrerupătoarele cu vid, ceea ce face ca structura întreruptorului să fie mare și complexă, iar unele limitează supratensiunea nu este ideală.

Mai multe companii japoneze au luat-o pe o cale diferită și au dezvoltat întreruptoare cu vid de supratensiune scăzută. Nu necesită adăugarea de dispozitive de absorbție a supratensiunii și utilizează materiale de contact nou dezvoltate pentru a limita supratensiunea la o zecime din valoarea convențională. Material de contact cu supratensiune scăzută: Toshiba este AgWC, Hitachi este Co Ag Se, iar Mitsubishi este Cu Cr Bi -, Fuji este un material CuCr plus vapori mari. Aceste companii ating, în general, 20 kA la 7,2 kV, doar Toshiba atingând 40 kA la 7,2 kV.

3, întrerupător de circuit de vid multifuncțional

După cum se știe, întreruptoarele de circuit în vid au finalizat până acum sarcinile de închidere și rupere în două poziții I (adică, închidere și deschidere). Acum au apărut întrerupătoarele cu vid multifuncționale, oferindu-le funcții multiple, cum ar fi împământarea izolației de închidere a deschiderii etc. Siemens, Alstom și Hitachi au toate astfel de produse. Cel mai recent întrerupător modular în vid NXACT de la Siemens are funcții multiple: integrare, întreruperea, izolarea, împământarea și interblocarea. Întrerupătorul de circuit în vid echipat de compania Alstom cu tablou VISAX este în trei poziții I (izolație de deschidere de închidere). Întrerupătorul de circuit în vid de 24 kV dezvoltat de Hitachi în colaborare cu Tokyo Electric Power Company are patru poziții I (închidere deschidere izolație împământare).

Pentru a face produsul multifuncțional, există două metode din perspectiva produselor existente: în primul rând, coloana de fază a întreruptorului în vid se mișcă sau se rotește după deschidere, formând izolație și împământare; Celălalt este rotirea contactelor din camera de stingere a arcului de vid pentru a finaliza izolarea și împământarea. Produsele Siemens NXACT completează izolarea și împământarea prin deplasarea coloanei de fază după deconectare, în timp ce Alstom finalizează sarcina de izolare prin rotirea coloanei de fază după deconectare, iar Hitachi finalizează sarcina de izolare și împământare prin rotirea contactului din camera de stingere a arcului.

4, întrerupător sincron

Întreruptoarele sincrone sunt, de asemenea, cunoscute ca întreruptoare cu vid cu selectivitate de fază sau întreruptoare cu vid controlat. Principiul de bază este de a face întrerupătorul de circuit în vid să se închidă sau să se deschidă în momentul cel mai favorabil al tensiunii sau curentului.

În comparație cu întreruptoarele obișnuite în vid, întreruptoarele sincrone au următoarele avantaje: 1. reducerea sarcinilor tranzitorii de supratensiune în rețeaua electrică; 2. Îmbunătățirea calității alimentării cu energie electrică în rețeaua electrică; 3. A îmbunătățit durata de viață electrică și performanța întreruptorului; 4. Design simplificat al rețelei electrice, reducând astfel costul total al sistemului.

ABB a dezvoltat întreruptoare sincrone în vid folosind dispozitive electronice digitale și mecanisme de operare magnetice, ceea ce reprezintă un început bun.

5, întrerupător inteligent în vid

Inteligența întrerupătoarelor cu vid se bazează pe tehnologia modernă de detectare și tehnologia de control digital. Companiile de producție străine și-au făcut produsele inteligente, ceea ce este necesar nu numai pentru automatizarea distribuției, ci și pentru controlul și protecția întrerupătoarelor în sine. De exemplu, dispozitivul de control digital programabil DCX de la Alstom, dispozitivul de control și protecție REF542 de la ABB și dispozitivul de protecție digitală de a doua generație de la Siemens.

Din cele de mai sus, se poate observa că întreruptoarele de circuit în vid s-au dezvoltat rapid. Deși există multe motive pentru aceasta, există două de bază: în primul rând, progresul tehnologiei camerei de stingere a arcului cu vid; Al doilea este avansarea tehnologiei mecanismului de operare. Camera de stingere a arcului de vid este inima unui întrerupător de circuit în vid. Progresul camerelor de stingere a arcului de vid se reflectă în transformarea materialului de contact din CuBi în CuCr, ceea ce îmbunătățește capacitatea de rupere și reduce valoarea cutoff. În același timp, câmpul magnetic se schimbă de la câmpurile magnetice transversale la câmpurile magnetice longitudinale, îmbunătățind capacitatea de rupere și reducând pierderea prin ardere prin contact. În ceea ce privește tehnologia, adoptarea unui proces de etanșare unică îmbunătățește foarte mult performanța și fiabilitatea camerei de stingere a arcului.

Mecanismul de funcționare se numește sistemul nervos central al întrerupătorului cu vid. Folosind inițial mecanisme electromagnetice, au apărut mecanisme cu arc, iar cel mai recent este apariția mecanismelor cu magnet permanenți. Mecanismul cu arc are o structură complexă cu un număr mare de piese (până la 200), cerințe ridicate de precizie de prelucrare, iar caracteristicile de ieșire ale mecanismului cu arc nu se potrivesc cu caracteristicile de sarcină ale întreruptorului cu vid. Prin urmare, este necesar să îl proiectați în mod rezonabil pe curba conturului camei și pe structura bielei. Structura mecanică a mecanismelor cu magnet permanenți este deosebit de simplă, cu mai puține componente decât orice alt mecanism, iar numărul de părți în mișcare poate fi redus la unul, rezultând o fiabilitate mecanică deosebit de ridicată. Mai mult decât atât, performanța de ieșire a mecanismelor cu magnet permanenți se potrivește bine cu caracteristicile de sarcină ale întrerupătoarelor cu vid. Mecanismul cu magnet permanent folosește încuietori cu magnet permanenți, condensatori (sau sursă de alimentare cu ecran DC) pentru stocarea energiei și este controlat electronic. Mecanismele cu magnet permanenți sunt potrivite în special pentru operațiuni frecvente, cum ar fi de până la 60000 până la 150000 de ori

FOTO PRODUS

LINK PRODUS

http://www.switchgear-china.com/vacuum-circuit-breaker/indoor-vacuum-circuit-breaker/10kv-indoor-high-voltage-vacuum-circuit.html

Acest produs este de obicei personalizat.
Suntem producători și avem un departament tehnic profesionist care poate proiecta și oferi soluții în funcție de nevoile clienților.
Vă rugăm să contactați personalul nostru de vânzări pentru a obține desene de proiectare

Iată exemplele clienților noștri pentru referință

DACĂ AI NEVOIE DE MAI MULTE DETALII, NU CONTACTAȚI-NE