[Visió general del desenvolupament i les característiques de l'interruptor al buit]: l'interruptor al buit es refereix a l'interruptor els contactes del qual es tanquen i s'obren al buit.Els interruptors de buit van ser estudiats inicialment pel Regne Unit i els Estats Units, i després es van desenvolupar al Japó, Alemanya, l'antiga Unió Soviètica i altres països.La Xina va començar a estudiar la teoria de l'interruptor al buit a partir de 1959 i va produir formalment diversos disjuntors al buit a principis dels anys setanta.
L'interruptor al buit es refereix a l'interruptor els contactes del qual es tanquen i s'obren al buit.
Els interruptors de buit van ser estudiats inicialment pel Regne Unit i els Estats Units, i després es van desenvolupar al Japó, Alemanya, l'antiga Unió Soviètica i altres països.La Xina va començar a estudiar la teoria dels interruptors al buit el 1959 i va produir formalment diversos tipus d'interruptors al buit a principis dels anys setanta.La contínua innovació i millora de tecnologies de fabricació com ara l'interruptor al buit, el mecanisme de funcionament i el nivell d'aïllament han fet que l'interruptor al buit es desenvolupi ràpidament i s'han aconseguit una sèrie d'assoliments significatius en la recerca de gran capacitat, miniaturització, intel·ligència i fiabilitat.
Amb els avantatges d'unes bones característiques d'extinció d'arc, adequades per a un funcionament freqüent, una llarga vida elèctrica, una alta fiabilitat de funcionament i un llarg període sense manteniment, els interruptors al buit s'han utilitzat àmpliament en la transformació de la xarxa elèctrica urbana i rural, la indústria química, la metal·lúrgia, el ferrocarril. electrificació, mineria i altres indústries de la indústria elèctrica de la Xina.Els productes van des de diverses varietats de ZN1-ZN5 en el passat fins a desenes de models i varietats ara.El corrent nominal arriba als 4000A, el corrent de trencament arriba als 5OKA, fins i tot 63kA, i la tensió arriba als 35kV.
El desenvolupament i les característiques de l'interruptor al buit es veuran des de diversos aspectes principals, inclòs el desenvolupament de l'interruptor al buit, el desenvolupament del mecanisme de funcionament i el desenvolupament de l'estructura d'aïllament.
Desenvolupament i característiques dels interruptors al buit
2.1Desenvolupament d'interruptors al buit
La idea d'utilitzar un mitjà de buit per apagar l'arc es va plantejar a finals del segle XIX, i el primer interruptor de buit es va fabricar als anys vint.Tanmateix, a causa de les limitacions de la tecnologia del buit, els materials i altres nivells tècnics, no era pràctic en aquell moment.Des de la dècada de 1950, amb el desenvolupament de la nova tecnologia, s'han resolt molts problemes en la fabricació d'interruptors al buit i l'interruptor al buit ha arribat gradualment al nivell pràctic.A mitjans de la dècada de 1950, la General Electric Company dels Estats Units va produir un lot d'interruptors de buit amb un corrent de ruptura nominal de 12 KA.Posteriorment, a finals de la dècada de 1950, a causa del desenvolupament d'interruptors de buit amb contactes de camp magnètic transversal, el corrent de ruptura nominal es va elevar a 3OKA.Després de la dècada de 1970, Toshiba Electric Company of Japan va desenvolupar amb èxit un interruptor al buit amb contactes de camp magnètic longitudinal, que va augmentar encara més el corrent de ruptura nominal a més de 5OKA.Actualment, els interruptors de circuit de buit s'han utilitzat àmpliament en sistemes de distribució d'energia d'1KV i 35kV, i el corrent de ruptura nominal pot arribar a 5OKA-100KAo.Alguns països també han produït interruptors al buit de 72 kV/84 kV, però el nombre és petit.Generador DC d'alta tensió
En els últims anys, la producció d'interruptors de buit a la Xina també s'ha desenvolupat ràpidament.En l'actualitat, la tecnologia dels interruptors al buit domèstics és igual a la dels productes estrangers.Hi ha interruptors al buit que utilitzen tecnologia de camp magnètic vertical i horitzontal i tecnologia de contacte d'encesa central.Els contactes fets amb materials d'aliatge Cu Cr han desconnectat amb èxit els interruptors de buit de 5OKA i 63kAo a la Xina, que han assolit un nivell superior.L'interruptor de buit pot utilitzar completament interruptors de buit domèstics.
2.2Característiques de l'interruptor al buit
La cambra d'extinció d'arc de buit és el component clau de l'interruptor de buit.Està suportat i segellat per vidre o ceràmica.Hi ha contactes dinàmics i estàtics i cobertes de blindatge a l'interior.Hi ha pressió negativa a la cambra.El grau de buit és de 133 × 10 Nou 133 × LOJPa, per garantir el seu rendiment d'extinció d'arc i el seu nivell d'aïllament en trencar-se.Quan el grau de buit disminueix, el seu rendiment de trencament es reduirà significativament.Per tant, la cambra d'extinció de l'arc de buit no ha de ser impactada per cap força externa, i no ha de ser colpejada ni copejada amb les mans.No s'ha d'estressar durant el moviment i manteniment.Està prohibit posar res a l'interruptor de buit per evitar que la cambra d'extinció de l'arc de buit es faci malbé en caure.Abans del lliurament, l'interruptor al buit s'ha de sotmetre a una estricta inspecció i muntatge de paral·lelisme.Durant el manteniment, tots els cargols de la cambra d'extinció d'arc s'han de subjectar per garantir una tensió uniforme.
L'interruptor de buit interromp el corrent i apaga l'arc a la cambra d'extinció de l'arc de buit.Tanmateix, l'interruptor de buit en si no té un dispositiu per controlar qualitativament i quantitativament les característiques del grau de buit, de manera que l'error de reducció del grau de buit és un error ocult.Al mateix temps, la reducció del grau de buit afectarà seriosament la capacitat de l'interruptor de buit per tallar la sobreintensitat i comportarà una forta disminució de la vida útil de l'interruptor, que provocarà l'explosió de l'interruptor quan sigui greu.
En resum, el principal problema de l'interruptor al buit és que es redueix el grau de buit.Les principals raons per a la reducció del buit són les següents.
(1) L'interruptor de buit és un component delicat.Després de sortir de la fàbrica, la fàbrica de tubs electrònics pot tenir fuites de segells de vidre o ceràmica després de moltes vegades de cops de transport, cops d'instal·lació, col·lisions accidentals, etc.
(2) Hi ha problemes en el material o el procés de fabricació de l'interruptor al buit i els punts de fuites apareixen després de múltiples operacions.
(3) Per a l'interruptor de buit de tipus dividit, com ara el mecanisme d'operació electromagnètic, quan funciona, a causa de la gran distància de l'enllaç de funcionament, afecta directament la sincronització, el rebot, la sobrecarrera i altres característiques de l'interruptor per accelerar el reducció del grau de buit.Generador DC d'alta tensió
Mètode de tractament per reduir el grau de buit de l'interruptor de buit:
Observeu freqüentment l'interruptor de buit i utilitzeu regularment el provador de buit de l'interruptor de buit per mesurar el grau de buit de l'interruptor de buit, per assegurar-vos que el grau de buit de l'interruptor de buit estigui dins del rang especificat;Quan el grau de buit disminueix, s'ha de substituir l'interruptor de buit i s'han de fer bé les proves característiques com la carrera, la sincronització i el rebot.
3. Desenvolupament del mecanisme de funcionament
El mecanisme de funcionament és un dels aspectes importants per avaluar el rendiment de l'interruptor de buit.El motiu principal que afecta la fiabilitat de l'interruptor al buit són les característiques mecàniques del mecanisme de funcionament.Segons el desenvolupament del mecanisme de funcionament, es pot dividir en les següents categories.Generador DC d'alta tensió
3.1Mecanisme de funcionament manual
El mecanisme de funcionament que es basa en el tancament directe s'anomena mecanisme d'operació manual, que s'utilitza principalment per accionar interruptors automàtics amb un nivell de tensió baix i un corrent de ruptura nominal baix.El mecanisme manual s'ha utilitzat poques vegades als departaments d'energia exterior, excepte a les empreses industrials i mineres.El mecanisme d'operació manual és d'estructura senzilla, no requereix equips auxiliars complexos i té l'inconvenient que no es pot tornar a tancar automàticament i només es pot operar localment, cosa que no és prou segura.Per tant, el mecanisme d'operació manual gairebé ha estat substituït pel mecanisme d'operació de molla amb emmagatzematge d'energia manual.
3.2Mecanisme de funcionament electromagnètic
El mecanisme de funcionament que es tanca per força electromagnètica s'anomena mecanisme de funcionament electromagnètic d.El mecanisme CD17 es desenvolupa en coordinació amb els productes nacionals ZN28-12.En estructura, també es disposa davant i darrere de l'interruptor al buit.
Els avantatges del mecanisme de funcionament electromagnètic són un mecanisme senzill, un funcionament fiable i un baix cost de fabricació.Els desavantatges són que la potència consumida per la bobina de tancament és massa gran i cal preparar-la [Visió general del desenvolupament i les característiques de l'interruptor de buit]: l'interruptor de buit es refereix a l'interruptor de circuit els contactes del qual estan tancats i oberts. al buit.Els interruptors de buit van ser estudiats inicialment pel Regne Unit i els Estats Units, i després es van desenvolupar al Japó, Alemanya, l'antiga Unió Soviètica i altres països.La Xina va començar a estudiar la teoria de l'interruptor al buit a partir de 1959 i va produir formalment diversos disjuntors al buit a principis dels anys setanta.
Bateries cares, gran corrent de tancament, estructura voluminosa, llarg temps de funcionament i quota de mercat reduïda gradualment.
3.3Mecanisme d'accionament de molla Generador d'alta tensió CC
El mecanisme de funcionament de la molla utilitza la molla d'energia emmagatzemada com a potència per fer que l'interruptor realitzi l'acció de tancament.Pot ser impulsat per mà d'obra o motors de CA i CC de petita potència, de manera que la potència de tancament no es veu afectada bàsicament per factors externs (com ara la tensió d'alimentació, la pressió de l'aire de la font d'aire, la pressió hidràulica de la font de pressió hidràulica), que no només poden aconseguir una alta velocitat de tancament, però també realitzar una operació de tancament repetida automàtica ràpida;A més, en comparació amb el mecanisme de funcionament electromagnètic, el mecanisme de funcionament de molla té un cost baix i un preu baix.És el mecanisme de funcionament més utilitzat en l'interruptor de buit, i els seus fabricants també són més, que milloren constantment.Els mecanismes CT17 i CT19 són típics i amb ells s'utilitzen ZN28-17, VS1 i VGl.
En general, el mecanisme de funcionament de la molla té centenars de peces i el mecanisme de transmissió és relativament complex, amb una alta taxa de fallada, moltes peces mòbils i uns requisits elevats de procés de fabricació.A més, l'estructura del mecanisme de funcionament de la molla és complexa i hi ha moltes superfícies de fricció lliscants, i la majoria d'elles es troben en parts clau.Durant el funcionament a llarg termini, el desgast i la corrosió d'aquestes peces, així com la pèrdua i curació de lubricants, provocaran errors operatius.Hi ha principalment les mancances següents.
(1) L'interruptor es nega a funcionar, és a dir, envia un senyal de funcionament a l'interruptor sense tancar-se ni obrir-se.
(2) L'interruptor no es pot tancar o es desconnecta després de tancar-se.
(3) En cas d'accident, l'acció de protecció del relé i l'interruptor no es poden desconnectar.
(4) Cremeu la bobina de tancament.
Anàlisi de la causa de la fallada del mecanisme de funcionament:
L'interruptor es nega a funcionar, cosa que pot ser causada per la pèrdua de tensió o subtensió de la tensió de funcionament, la desconnexió del circuit de funcionament, la desconnexió de la bobina de tancament o la bobina d'obertura i el mal contacte dels contactes de l'interruptor auxiliar. sobre el mecanisme.
L'interruptor no es pot tancar o s'obre després del tancament, cosa que pot ser causada per una baixa tensió de la font d'alimentació en funcionament, un recorregut excessiu del contacte del contacte mòbil de l'interruptor, la desconnexió del contacte d'enclavament de l'interruptor auxiliar i una quantitat massa petita de connexió entre el mig eix del mecanisme de funcionament i el trinquet;
Durant l'accident, l'acció de protecció del relé i l'interruptor no s'han pogut desconnectar.Pot ser que hi hagi matèries estranyes al nucli de ferro d'obertura que impedissin que el nucli de ferro actués de manera flexible, el mig eix d'obertura no pogués girar de manera flexible i el circuit d'operació d'obertura es va desconnectar.
Les possibles raons per cremar la bobina de tancament són: el contactor de CC no es pot desconnectar després de tancar-se, l'interruptor auxiliar no gira a la posició d'obertura després de tancar-se i l'interruptor auxiliar està solt.
3.4Mecanisme d'imant permanent
El mecanisme d'imant permanent utilitza un nou principi de funcionament per combinar orgànicament el mecanisme electromagnètic amb l'imant permanent, evitant els factors adversos causats per l'engegada mecànica en la posició de tancament i obertura i el sistema de bloqueig.La força de retenció generada per l'imant permanent pot mantenir l'interruptor de buit en les posicions de tancament i obertura quan es requereixi energia mecànica.Està equipat amb un sistema de control per realitzar totes les funcions requerides per l'interruptor de buit.Es pot dividir principalment en dos tipus: actuador magnètic permanent monoestable i actuador magnètic permanent biestable.El principi de funcionament de l'actuador magnètic permanent biestable és que l'obertura i el tancament de l'actuador depenen de la força magnètica permanent;El principi de funcionament del mecanisme d'operació d'imant permanent monoestable és obrir-se ràpidament amb l'ajuda de la molla d'emmagatzematge d'energia i mantenir la posició d'obertura.Només el tancament pot mantenir la força magnètica permanent.El producte principal de Trede Electric és l'actuador d'imant permanent monoestable, i les empreses domèstiques desenvolupen principalment l'actuador d'imant permanent biestable.
L'estructura de l'actuador d'imant permanent biestable varia, però només hi ha dos tipus de principis: tipus de bobina doble (tipus simètric) i tipus de bobina simple (tipus asimètric).Aquestes dues estructures es presenten breument a continuació.
(1) Mecanisme d'imant permanent de doble bobina
El mecanisme d'imant permanent de doble bobina es caracteritza per: utilitzar un imant permanent per mantenir l'interruptor de buit a les posicions límit d'obertura i tancament respectivament, utilitzar una bobina d'excitació per empènyer el nucli de ferro del mecanisme des de la posició d'obertura a la posició de tancament i utilitzar una altra bobina d'excitació per empènyer el nucli de ferro del mecanisme des de la posició de tancament a la posició d'obertura.Per exemple, el mecanisme de commutació VMl d'ABB adopta aquesta estructura.
(2) Mecanisme d'imant permanent de bobina única
El mecanisme d'imant permanent de bobina única també utilitza imants permanents per mantenir l'interruptor de buit a les posicions límit d'obertura i tancament, però s'utilitza una bobina excitant per obrir i tancar.També hi ha dues bobines d'excitació per obrir i tancar, però les dues bobines estan al mateix costat i la direcció del flux de la bobina paral·lela és oposada.El seu principi és el mateix que el del mecanisme d'imant permanent de bobina única.L'energia de tancament prové principalment de la bobina d'excitació, i l'energia d'obertura prové principalment de la molla d'obertura.Per exemple, l'interruptor de buit muntat en columna GVR llançat per Whipp&Bourne Company al Regne Unit adopta aquest mecanisme.
Segons les característiques anteriors del mecanisme d'imant permanent, es poden resumir els seus avantatges i desavantatges.Els avantatges són que l'estructura és relativament simple, en comparació amb el mecanisme de molla, els seus components es redueixen aproximadament un 60%;Amb menys components, també es reduirà la taxa de fallada, de manera que la fiabilitat és alta;Llarga vida útil del mecanisme;Mida petita i pes lleuger.El desavantatge és que pel que fa a les característiques d'obertura, com que el nucli de ferro en moviment participa en el moviment d'obertura, la inèrcia del moviment del sistema mòbil augmenta significativament en obrir, cosa que és molt desfavorable per millorar la velocitat d'obertura rígida;A causa de l'alta potència de funcionament, està limitat per la capacitat del condensador.
4. Desenvolupament de l'estructura d'aïllament
Segons les estadístiques i l'anàlisi dels tipus d'accidents en el funcionament d'interruptors d'alta tensió al sistema elèctric nacional basats en dades històriques rellevants, la manca d'obertura representa el 22,67%;La negativa a cooperar va suposar un 6,48%;Els accidents de trencament i fabricació van representar el 9,07%;Els accidents d'aïllament van representar el 35,47%;L'accident de mal funcionament va representar el 7,02%;Els accidents de tancament de rius representen el 7,95%;La força externa i altres accidents van representar 11.439 bruts, dels quals els accidents d'aïllament i els accidents de rebuig de separació van ser els més destacats, representant al voltant del 60% de tots els accidents.Per tant, l'estructura d'aïllament també és un punt clau de l'interruptor de buit.Segons els canvis i el desenvolupament de l'aïllament de la columna de fase, es pot dividir bàsicament en tres generacions: aïllament d'aire, aïllament compost i aïllament de pols segellats sòlids.
Hora de publicació: 22-octubre-2022