Periaateanalyysi|Tyhjiökatkaisijoiden syvällinen analyysi

1, Tyhjiön eristysominaisuudet

Tyhjiöllä on vahvat eristysominaisuudet. Tyhjiökytkimissä kaasu on hyvin ohutta ja kaasumolekyylien vapaa liikkuvuus on suhteellisen suuri, mikä johtaa alhaiseen törmäystodennäköisyyteen. Siksi törmäysdissosiaatio ei ole pääasiallinen syy todelliseen avaruusvälin hajoamiseen, vaan elektrodien saostumat metallihiukkaset voimakkaan sähkökentän vaikutuksesta ovat pääasiallisia eristysvaurioita aiheuttavia tekijöitä.

Tyhjiövälin eristyslujuus ei liity pelkästään raon kokoon ja sähkökentän tasaisuuteen, vaan siihen vaikuttavat suuresti myös elektrodimateriaalin ominaisuudet ja pintaolosuhteet. Tyhjiövälillä on paremmat eristysominaisuudet kuin korkeapaineisella ilmalla ja SF6-kaasulla pienillä etäisyyksillä (2-3 millimetriä), minkä vuoksi tyhjiökatkaisijoiden koskettimien avautumisetäisyys ei yleensä ole suuri.

Elektrodimateriaalien vaikutus läpilyöntijännitteeseen ilmenee pääasiassa materiaalin mekaanisessa lujuudessa (vetolujuus) ja metallimateriaalin sulamispisteessä. Mitä korkeampi vetolujuus ja sulamispiste on, sitä suurempi on elektrodin eristyslujuus tyhjiössä.

Kokeilu osoittaa, että mitä korkeampi tyhjiöaste, sitä suurempi on kaasuraon läpilyöntijännite, mutta se pysyy periaatteessa muuttumattomana yli 10-4 torrissa. Siksi tyhjökatkaisijan eristyslujuuden ylläpitämiseksi sen tyhjiöaste ei saa olla alle 10-4 torria.

2, Valokaarien muodostuminen ja sammuminen tyhjiössä

Tyhjökaari- ja kaasukaaripurkauksen ilmiön välillä on merkittävä ero, jonka olemme oppineet aiemmin. Kaasun dissosioituminen ei ole pääasiallinen kaaren aiheuttaja, ja kosketuselektrodista haihtuvaan metallihöyryyn muodostuu tyhjiökaaripurkaus. Samanaikaisesti kaaren suorituskyvyn ominaisuudet vaihtelevat katkaisuvirran suuruuden mukaan. Luokittelemme sen yleensä matalavirtatyhjiökaariin ja suurvirtatyhjökaariin.

1. Pienivirtainen alipainekaari

Kun kosketin irrotetaan tyhjiössä, syntyy katodipiste, jossa on korkea virta- ja energiapitoisuus, ja katodipisteestä haihtuu suuri määrä metallihöyryä. Metalliatomien ja varautuneiden hiukkasten tiheys pisteessä on korkea ja kaari palaa siinä. Samanaikaisesti kaaripylvään sisällä olevat metallihöyryt ja varautuneet hiukkaset leviävät edelleen ulospäin, ja elektrodi myös haihduttaa jatkuvasti uusia hiukkasia täydentämään. Kun virta ylittää nollan, kaaren energia laskee, elektrodin lämpötila laskee, haihdutusvaikutus pienenee ja hiukkasten tiheys kaaripylvään sisällä pienenee. Lopulta, kun virta ylittää nollan, katodipiste katoaa ja kaari sammuu.

Joskus haihdutus ei pysty ylläpitämään kaaripylvään diffuusionopeutta, ja kaari sammuu yhtäkkiä, mikä johtaa virtauksen katkaisuun.

2. Suurvirtatyhjiökaari

Kun kosketin katkaisee suuren virran, kaaren energia kasvaa ja anodi tuottaa myös voimakasta lämpöä muodostaen vahvan keskittyneen kaaripylvään. Samanaikaisesti myös sähködynamiikan rooli on ilmeinen, joten suurvirran tyhjökaareissa magneettikentän jakautuminen koskettimien välillä vaikuttaa ratkaisevasti kaaren vakauteen ja valokaaren sammutuskykyyn. Jos virta on liian suuri ja ylittää rajakatkaisuvirran, se aiheuttaa katkaisuvian. Tässä vaiheessa kosketin lämpenee voimakkaasti, ja vaikka virta ylittää nollan, se silti haihtuu, mikä vaikeuttaa väliaineen palautumista eikä pysty katkaisemaan virtaa.

3, Katkaisijoiden rakenne ja toimintaperiaate

Tyhjiökatkaisimia on monia valmistajia ja malleja. Käyttöolosuhteiden mukaan se jaetaan kahteen tyyppiin: sisäkäyttöön (ZNx - * *) ja ulkokäyttöön (ZWx - * *). Se koostuu pääasiassa runko-osasta, valokaaren sammutuskammio-osasta (tyhjiökupla) ja käyttömekanismiosasta.

Katkaisijan runko koostuu johtavasta piiristä, eristysjärjestelmästä, tiivisteistä ja kuoresta. Kokonaisrakenne on kolmivaiheinen yhteinen laatikkotyyppi. Johtava silmukka muodostetaan yhdistämällä tulo- ja lähtölinjan johtavat navat, tulo- ja lähtölinjan eristyskannattimet, johtavat pidikkeet ja pehmeät liitokset tyhjökaarisammutuskammioon.

Mekanismi on sähköenergian varastointi, sähköinen avaaminen ja sulkeminen, ja siinä on myös manuaalinen toiminto. Koko rakenne koostuu sulkujousista, energian varastointijärjestelmistä, ylivirtalaukaisuista, avaus- ja sulkemiskäämeistä, manuaalisista avaus- ja sulkemisjärjestelmistä, apukytkimistä, energian varastointiindikaattoreista ja muista komponenteista.

toimintaperiaate

Kun tyhjiökatkaisija käyttää korkealaatuista ilmavirtaa virtaamaan nollan läpi, plasma hajoaa nopeasti ja sammuttaa kaaren, mikä suorittaa virran katkaisemisen.

Toimintaperiaate

Energian varastointiprosessi: Kun energian varastointimoottori 14 on kytketty virtalähteeseen, moottori pyörittää epäkeskopyörää ja epäkeskopyörän vieressä oleva rulla 10 käyttää kammen vartta 9 ja liitoslevyä 7 heilumaan työntäen energiaa. säilytyssalpa 6 heilahtaa, jolloin räikkä 11 pyörii. Kun säpin 11 tappi on energiaa varastoivan akselin holkin 32 levyä vasten, nämä kaksi liikkuvat yhdessä, jolloin energiaa varastoivan akselin holkissa 32 riippuva sulkujousi 21 venyy. Energiaa varastoivan akselin holkki 32 on kiinnitetty sijoitustapin 13 avulla energian varastointitilan ylläpitämiseksi. Samanaikaisesti energiaa varastoivan akselin holkin 32 kampivarsi työntää ajokytkintä 5 energian varastointimoottorin 14 virransyötön katkaisemiseksi, ja energian varastointisalpa nostetaan irti luotettavasti räikkäpyörästä.

Sulkemistoiminto: Kun mekanismi vastaanottaa sulkemissignaalin (kytkin on katkaistu ja energiavarastossa), sulkeutuvan sähkömagneetin 15 rautasydän imetään alaspäin ja asentokomponenttia 13 vedetään pyörimään vastapäivään energian vapauttamiseksi. varaston huolto. Sulkujousi 21 ajaa energiaa varastoivan akselin holkin 32 pyörimään vastapäivään, ja sen nokka painaa voimansiirtoakselin holkkia 30 saadakseen liitoslevyn 29 ja vipuvarren 27 liikkumaan, jolloin keinuvipu 27 painuu puoliakseliin 25, jolloin mekanismi on suljetussa tilassa. Tässä vaiheessa lukituslaite 28 lukitsee asemointikomponentin, estäen asemointihärkiä pyörimästä vastapäivään, saavuttaen mekanismin kytkennän tarkoituksen ja varmistaen, että mekanismia ei voida sulkea kiinni-asennossa.

Avausprosessi: Kun katkaisija on suljettu, avautuva sähkömagneetti vastaanottaa signaalin, rautasydän vetää sisään ja aukon vapautuslaitteen 19 ylätanko liikkuu ylöspäin, jolloin vapautusakseli 16 pyörii ja ohjaa ylätankoa 18 liikkua ylöspäin työntämällä taivutuslevyä 26 ja ajamalla puoliakselia 25 pyörimään vastapäivään.

Puoliakseli 25 ja vipuvarsi 27 vapautetaan, ja avausjousen vaikutuksesta katkaisija päättää avaustoiminnon.

4, Virtakatkaisijoiden virheenkorjaus

Katkaisijan avautumisetäisyyden ja yliliikkeen mittaus voi perustua kuvaan 3. Avoin- ja kiinni-tilassa mitatun X-arvon ero on katkaisijan avautumisetäisyys ja Y-arvon ero on katkaisijan yliliike. Säätötapana on pidentää tai lyhentää eristettyä ohjaustankoa 3 tai mekanismin ja karan välistä kiertokankea.

Avaus- ja sulkemismekanismin säätö

1. Vipuvarren 27 ja puoliakselin 25 välinen liitosmäärä on 1.5-2,5 mm, mikä voidaan saavuttaa säätöruuvilla 24.

2. Kun voimansiirtoakselin holkki 30 pyörii suurimmassa kulmassaan, keinuvarren 27 ja puoliakselin välissä tulee olla 15-2mm rako, jotta varmistetaan, että kun voimansiirtoakselin holkki putoaa takaisin kiinni. asennossa keinuvarsi 27 voi kääntyä automaattisesti puoliakseliin 25, jota voidaan säätää ruuvilla 31.

3. Apukytkimen 2 muunnoksen tulee olla tarkkaa ja luotettavaa, mikä voidaan saavuttaa säätämällä kammen 3 asentoa ja apukytkimen 2 vivun 4 pituutta.

4. Energian varastointiprosessin aikana, kun salpa saavuttaa viimeisen hampaan korkeimman kohdan, on varmistettava, että energian varastointiakselin holkin 32 kampi voi luotettavasti kytkeä ajokytkimen koskettimet, katkaista moottorin virran syöttöä ja saavuttaa tämä säätämällä ajokytkimen 5 ylös-, ala-, etu- ja taka-asentoa.

5. Säädä avaus- ja sulkemisjousen esijännityspituus varmistaaksesi katkaisijan luotettavan avautumisen ja sulkemisen ja varmista, että avautumis- ja sulkemisnopeus saavuttaa määritetyn arvon.

5, Katkaisijan ohjauspiiri

Kiinan maaseudun sähköverkon standardoidussa 35KV-sähköasemassa on otettu käyttöön ohjauskiskon ja sulkevan virtakiskon erottamisen periaate.

Kytke katkaisijan energian varastointimatkakytkimen normaalisti avoin kosketinpari sarjaan katkaisijan normaalisti suljetun apukoskettimen ja sulkukäämin väliin. Tällä tavalla sulkemista ei voida suorittaa ilman energian varastointia katkaisijaan. Se estää sulkemisen ilman energian varastoitumista katkaisijaan, ylläpitää sulkemispiiriä ja polttaa sulkukelan.

Sillä välin johdotuksen aikana on tärkeää varmistaa, että sulkukiskon ja ohjauskiskon välinen napaisuus energian varastoinnin matkakytkimen koskettimissa on tasainen, jotta estetään sulkupiirin kaari murtumasta ajokytkimen läpi. energian varastointi, jolloin ohjaussulake sulaa tai ohjausilmakytkin laukeaa.

Tämä tulee huomioida erityisesti integroiduissa automaatioasemissa.

6, Käyttöhuolto- ja korjaustesti

Tyhjiökatkaisimilla on lyhyt valokaariaika, korkea eristyslujuus, pitkä sähköinen käyttöikä, pieni kosketusetäisyys ja isku sekä alhainen käyttöenergia, joten niiden mekaaninen käyttöikä on myös korkea. Päivittäisessä käytössä huoltotyöt ovat hyvin pieniä, pääasiassa tarkistetaan mekanismin liikkuvien osien kuluminen, kiinnikkeiden löysyys, poistetaan pölyä eristyspinnalta ja ruiskutetaan jonkin verran voitelurasvaa liikkuviin osiin.

Jousitarkastuksen ennaltaehkäisevässä testissä kytkimen tasavirtaresistanssitestiä tulee verrata historiallisiin tietoihin ja ongelmat tulee hoitaa ja korvata viipymättä. Murtuman tehotaajuuden kestojännitetesti on tehokas tapa tarkistaa, vuotaako tyhjiökupla. (Sisätilökytkimet voivat viitata alipainekuplan sisällä vilkkuvan valon väriin, kun kuorma on katkaistu, jotta voidaan alustavasti määrittää tyhjiökuplan alipaineaste. Kun väri on tummanpunainen, se tarkoittaa tyhjiökuplan laskua, ja kun väri on vaaleansininen, se osoittaa hyvää alipaineastetta.) Katkaisijan suojausta ja asennusta tarkistettaessa suoritetaan pienjännite on-off -testi, jolla varmistetaan, toimiiko kytkin luotettavasti jännitteen laskeessa virtakiskovian aikana osavaltio.

Tyhjiökatkaisijoiden kehityksen ja suorituskyvyn analyysi

1, erillinen tyhjiökatkaisin

Äärimmäisen erilaisten katkaisutehtävien edessä on syntynyt uusia erikoistuneita katkaisijoita. Jos generaattorin suojakatkaisijana käytetään supersuurikapasiteetista tyhjiökatkaisijaa (jossa oikosulkuvirta on 63-80kA tai enemmän), tavallista tyhjiökatkaisijaa (jossa oikosulkuvirta on {{ 3}}kA), taloudellinen tyhjiökatkaisin (oikosulkukatkaisijavirta 16-25 kA), toistuva tyhjiökatkaisin (jossa toimintataajuus on 50 000 - 60 000 kertaa) ja ultrataajuus- ja monimutkainen tyhjiökatkaisin (toimintataajuus 100 000 - 150 000 kertaa). Esimerkiksi Siemensin 3AH-sarjan katkaisijat on jaettu viiteen malliin käytön perusteella. 3AH1- ja 3AH3-mallit ovat vakiona 10 000 toiminnolla, 3AHZ-malli on yleinen 60 000 toiminnolla, 3AH4-malli ylikellottaa 120 000 toimintoa ja 3AH5-malli on taloudellinen alhaisilla hinnoilla.

2, matalan ylijännitteen tyyppinen tyhjiökatkaisin

Kuten hyvin tiedetään, tyhjiökatkaisijat voivat aiheuttaa jännitteen katkaisun virrankatkaisun vuoksi, erityisesti kun katkaistaan ​​pieniä induktiivisia negatiivisia keskeytyksiä, kuten sähkömoottoreita. Yleensä ylijännitteen absorptiolaitteet, kuten Sic, RC-piiri, ZnO-ukkossuoja jne., on varustettu rajoittamaan tyhjiökatkaisijoiden ylijännitettä, mikä tekee katkaisijarakenteesta suuren ja monimutkaisen, ja jotkut rajoittavat ylijännitettä ei ole ihanteellisia.

Useat japanilaiset yritykset ovat valinneet toisen polun ja kehittäneet matalan ylijännitteen tyhjiökatkaisijoita. Se ei vaadi ylijännitteen absorptiolaitteiden lisäämistä ja käyttää uusia kehitettyjä kosketinmateriaaleja ylijännitteen rajoittamiseksi kymmenesosaan tavanomaisesta arvosta. Matalaylijännitekosketinmateriaali: Toshiba on AgWC, Hitachi on Co Ag Se ja Mitsubishi on Cu Cr Bi -, Fuji on CuCr plus korkeahöyryinen materiaali. Nämä yritykset saavuttavat yleensä 20 kA 7,2 kV jännitteellä, kun vain Toshiba saavuttaa 40 kA 7,2 kV jännitteellä.

3, monitoiminen tyhjiökatkaisin

Kuten hyvin tiedetään, tyhjökatkaisijat ovat tähän mennessä suorittaneet sulkemis- ja katkaisutehtävät kahdessa I-asennossa (eli sulkemisessa ja avaamisessa). Nyt on syntynyt monitoimiset tyhjiökatkaisijat, jotka tarjoavat niille useita toimintoja, kuten sulkevan aukon eristyksen maadoituksen jne. Siemensillä, Alstomilla ja Hitachilla on tällaisia ​​tuotteita. Siemensin uusimmassa modulaarisessa NXACT-tyhjiökatkaisijassa on useita toimintoja: integrointi, katkaisu, eristys, maadoitus ja lukitus. Alstom-yhtiön VISAX-kytkimellä varustettu tyhjökatkaisin on kolmessa I-asennossa (sulkeutuvan aukon eristys). Hitachin yhteistyössä Tokyo Electric Power Companyn kanssa kehittämässä 24 kV tyhjiökatkaisijassa on neljä I-asentoa (sulkeutuvan aukon eristyksen maadoitus).

Tuotteen monikäyttöiseksi tekemiseksi olemassa olevien tuotteiden näkökulmasta on olemassa kaksi menetelmää: ensinnäkin tyhjökatkaisijan vaihepylväs liikkuu tai pyörii avaamisen jälkeen, jolloin muodostuu eristys ja maadoitus; Toinen on koskettimien pyörittäminen tyhjökaarisammutuskammiossa eristyksen ja maadoituksen loppuun saattamiseksi. Siemens NXACT -tuotteet viimeistelevät eristyksen ja maadoituksen siirtämällä vaihekolonnia irrotuksen jälkeen, kun taas Alstom suorittaa eristystehtävän kääntämällä vaihekolonnia irrotuksen jälkeen, ja Hitachi suorittaa eristyksen ja maadoituksen kääntämällä kosketinta valokaaren sammutuskammiossa.

4, Synkroninen katkaisija

Synkroniset katkaisijat tunnetaan myös vaiheselektiivisinä tyhjiökatkaisijina tai ohjatuina tyhjiökatkaisijina. Perusperiaatteena on saada tyhjiökatkaisin sulkeutumaan tai avautumaan suotuisimmalla jännitteen tai virran hetkellä.

Verrattuna tavallisiin tyhjökytkimiin synkronisilla katkaisijoilla on seuraavat edut: 1. Vähentää sähköverkon ohimeneviä ylijännitekuormia; 2. Sähköverkon virransyötön laatu parani; 3. Parannettu katkaisijan sähköinen käyttöikä ja suorituskyky; 4. Yksinkertaistettu sähköverkon suunnittelu, mikä vähentää järjestelmän kokonaiskustannuksia.

ABB on kehittänyt synkronisia tyhjiökatkaisijoita käyttämällä digitaalisia elektronisia laitteita ja magneettisia käyttömekanismeja, mikä on hyvä alku.

5, älykäs tyhjiökatkaisin

Tyhjiökatkaisijoiden älykkyys perustuu nykyaikaiseen anturitekniikkaan ja digitaaliseen ohjaustekniikkaan. Ulkomaiset valmistajat ovat tehneet tuotteistaan ​​älykkäitä, mikä on välttämätöntä jakeluautomaation lisäksi myös itse katkaisijoiden ohjauksessa ja suojauksessa. Esimerkiksi Alstomin ohjelmoitava digitaalinen DCX-ohjauslaite, ABB:n REF542-ohjaus- ja suojalaite sekä Siemensin toisen sukupolven digitaalinen suojalaite.

Edellä olevasta voidaan nähdä, että tyhjökatkaisijat ovat kehittyneet nopeasti. Vaikka tähän on monia syitä, perussyitä on kaksi: ensinnäkin tyhjökaarisammutuskammioteknologian edistyminen; Toinen on toimintamekanismitekniikan edistyminen. Tyhjiökaarisammutuskammio on tyhjökatkaisijan sydän. Tyhjiökaarisammutuskammioiden edistyminen näkyy kosketusmateriaalin muuttuessa CuBi:stä CuCr:ksi, mikä parantaa murtumiskykyä ja alentaa raja-arvoa. Samanaikaisesti magneettikenttä siirtyy poikittais- ja pituussuuntaisista magneettikentistä, mikä parantaa murtumiskykyä ja vähentää kosketuspolttohäviöitä. Teknisesti kertakäyttöisen tiivistysprosessin käyttöönotto parantaa suuresti valokaaren sammutuskammion suorituskykyä ja luotettavuutta.

Toimintamekanismia kutsutaan tyhjökatkaisijan keskushermostoksi. Alun perin sähkömagneettisia mekanismeja käyttäneet jousimekanismit ovat ilmaantuneet, ja viimeisin on kestomagneettimekanismien ilmaantuminen. Jousimekanismilla on monimutkainen rakenne, jossa on suuri määrä osia (jopa 200), korkeat työstötarkkuusvaatimukset ja jousimekanismin lähtöominaisuudet eivät vastaa tyhjökatkaisimen kuormitusominaisuuksia. Siksi se on tarpeen suunnitella järkevästi nokan ääriviivan ja kiertokangen rakenteen mukaan. Kestomagneettimekanismien mekaaninen rakenne on erityisen yksinkertainen, ja siinä on vähemmän komponentteja kuin missään muussa mekanismissa, ja liikkuvien osien lukumäärä voidaan vähentää yhteen, jolloin mekaaninen luotettavuus on erityisen korkea. Lisäksi kestomagneettimekanismien lähtöteho vastaa hyvin tyhjiökatkaisijoiden kuormitusominaisuuksia. Kestomagneettimekanismi käyttää kestomagneettilukkoja, kondensaattoreita (tai DC-näytön virtalähdettä) energian varastointiin, ja sitä ohjataan elektronisesti. Kestomagneettimekanismit sopivat erityisen hyvin toistuviin toimintoihin, kuten jopa 60000-150000 kertaa

TUOTEKUVA

TUOTTEEN LINKKI

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

Tämä tuote on yleensä räätälöity.
Olemme valmistaja ja meillä on ammattitaitoinen tekninen osasto, joka voi suunnitella ja tarjota ratkaisuja asiakkaiden tarpeiden mukaan.
Ole hyvä ja ota yhteyttä myyntiimme saadaksesi suunnittelupiirustukset

Tässä on asiakasesimerkkejä tiedoksi

JOS TARVITSET LISÄÄ TIEDOT, OTA YHTEYTTÄ