[Přehled vývoje a charakteristik vakuového vypínače]: vakuový vypínač označuje vypínač, jehož kontakty se zapínají a otevírají ve vakuu.Vakuové jističe byly zpočátku studovány ve Spojeném království a Spojených státech a poté byly vyvinuty v Japonsku, Německu, bývalém Sovětském svazu a dalších zemích.Čína začala studovat teorii vakuového vypínače od roku 1959 a formálně vyráběla různé vakuové vypínače na počátku 70.
Vakuový jistič se týká jističe, jehož kontakty jsou uzavřeny a otevřeny ve vakuu.
Vakuové jističe byly zpočátku studovány ve Spojeném království a Spojených státech a poté byly vyvinuty v Japonsku, Německu, bývalém Sovětském svazu a dalších zemích.Čína začala studovat teorii vakuových vypínačů v roce 1959 a formálně vyráběla různé typy vakuových vypínačů na počátku 70. let.Neustálé inovace a zlepšování výrobních technologií, jako je vakuové zhášedlo, ovládací mechanismus a úroveň izolace, přiměly vakuový vypínač k rychlému rozvoji a ve výzkumu velké kapacity, miniaturizace, inteligence a spolehlivosti bylo dosaženo řady významných úspěchů.
S výhodami dobrých charakteristik zhášení oblouku, vhodnými pro častý provoz, dlouhou elektrickou životností, vysokou provozní spolehlivostí a dlouhou bezúdržbovou dobou, jsou vakuové vypínače široce používány v městské a venkovské transformaci elektrické sítě, chemickém průmyslu, hutnictví, železnici. elektrifikace, těžba a další průmyslová odvětví v čínské energetice.Rozsah produktů se pohybuje od několika druhů ZN1-ZN5 v minulosti až po desítky modelů a odrůd nyní.Jmenovitý proud dosahuje 4000A, vypínací proud dosahuje 5OKA, dokonce 63kA a napětí dosahuje 35kV.
Vývoj a vlastnosti vakuového vypínače budou nahlíženy z několika hlavních hledisek, včetně vývoje vakuového zhášedla, vývoje ovládacího mechanismu a vývoje izolační struktury.
Vývoj a vlastnosti vakuových zhášedel
2.1Vývoj vakuových zhášedel
Myšlenka použití vakuového média k uhašení oblouku byla předložena na konci 19. století a první vakuové zhášedlo bylo vyrobeno ve 20. letech 20. století.Vzhledem k omezením vakuové technologie, materiálů a dalších technických úrovní to však v té době nebylo praktické.Od 50. let 20. století se s rozvojem nové technologie podařilo vyřešit mnoho problémů při výrobě vakuových zhášedel a vakuový spínač se postupně dostal do praktické úrovně.V polovině 50. let vyrobila společnost General Electric Company ze Spojených států řadu vakuových vypínačů se jmenovitým vypínacím proudem 12 KA.Následně, koncem 50. let 20. století, díky vývoji vakuových zhášedel s kontakty s příčným magnetickým polem, byl jmenovitý vypínací proud zvýšen na 3OKA.Po 70. letech minulého století japonská společnost Toshiba Electric Company úspěšně vyvinula vakuové zhášedlo s kontakty podélného magnetického pole, které dále zvýšilo jmenovitý vypínací proud na více než 5OKA.V současné době jsou vakuové vypínače široce používány v distribučních systémech 1KV a 35kV a jmenovitý vypínací proud může dosáhnout 5OKA-100KAo.Některé země také vyrobily vakuová zhášedla 72 kV/84 kV, ale počet je malý.DC vysokonapěťový generátor
V posledních letech se také rychle rozvíjí výroba vakuových vypínačů v Číně.V současné době je technologie tuzemských vakuových zhášedel srovnatelná se zahraničními výrobky.Existují vakuová zhášedla využívající technologii vertikálního a horizontálního magnetického pole a kontaktní technologii centrálního zapalování.Kontakty vyrobené z materiálů slitiny Cu Cr úspěšně odpojily vakuová zhášedla 5OKA a 63kAo v Číně, která dosáhla vyšší úrovně.Vakuový jistič může zcela využívat domácí vakuová zhášedla.
2.2Charakteristika vakuového zhášedla
Vakuová zhášecí komora je klíčovou součástí vakuového vypínače.Je podepřena a utěsněna sklem nebo keramikou.Uvnitř jsou dynamické a statické kontakty a stínící kryty.V komoře je podtlak.Stupeň vakua je 133 × 10 devět 133 × LOJPa, aby byla zajištěna účinnost zhášení oblouku a úroveň izolace při zlomení.Když se stupeň podtlaku sníží, jeho lámací výkon se výrazně sníží.Vakuová zhášecí komora proto nesmí být zasažena žádnou vnější silou a nesmí do ní klepat nebo plácat rukama.Při stěhování a údržbě nesmí být namáhán.Na vakuový jistič je zakázáno cokoliv pokládat, aby nedošlo k poškození vakuové zhášecí komory při pádu.Před dodáním musí vakuový vypínač projít přísnou kontrolou paralelnosti a montáží.Během údržby musí být všechny šrouby zhášecí komory upevněny, aby bylo zajištěno rovnoměrné namáhání.
Vakuový jistič přeruší proud a zhasne oblouk ve vakuové zhášecí komoře oblouku.Samotný vakuový vypínač však nemá zařízení, které by kvalitativně a kvantitativně sledovalo charakteristiku stupně vakua, takže chyba snížení stupně vakua je skrytá závada.Současně snížení stupně vakua vážně ovlivní schopnost vakuového vypínače přerušit nadproud a povede k prudkému poklesu životnosti vypínače, což ve vážném případě povede k explozi vypínače.
Stručně řečeno, hlavním problémem vakuového zhášedla je snížení stupně vakua.Hlavní důvody pro snížení vakua jsou následující.
(1) Vakuový vypínač je choulostivá součást.Po opuštění továrny může továrna na elektronické trubice mít únik skleněných nebo keramických těsnění po mnoha nárazech při přepravě, otřesech při instalaci, náhodných kolizích atd.
(2) Existují problémy v materiálu nebo výrobním procesu vakuového zhášedla a místa úniku se objevují po několika operacích.
(3) U děleného vakuového vypínače, jako je elektromagnetický ovládací mechanismus, při provozu v důsledku velké vzdálenosti provozního propojení přímo ovlivňuje synchronizaci, odskok, přeběh a další vlastnosti spínače, aby se urychlil snížení stupně vakua.DC vysokonapěťový generátor
Metoda ošetření pro snížení stupně vakua vakuového zhášedla:
Často sledujte vakuový zhášedlo a pravidelně používejte vakuový tester vakuového spínače k měření stupně vakua vakuového zhášedla, abyste zajistili, že stupeň vakua vakuového zhášedla je ve stanoveném rozsahu;Když se stupeň vakua sníží, musí být vakuový zhášedlo vyměněn a musí být dobře provedeny charakteristické testy, jako je zdvih, synchronizace a odskok.
3. Vývoj operačního mechanismu
Ovládací mechanismus je jedním z důležitých aspektů pro hodnocení výkonu vakuového vypínače.Hlavním důvodem, který ovlivňuje spolehlivost vakuového vypínače, jsou mechanické vlastnosti ovládacího mechanismu.Podle vývoje ovládacího mechanismu jej lze rozdělit do následujících kategorií.DC vysokonapěťový generátor
3.1Manuální ovládací mechanismus
Ovládací mechanismus spoléhající na přímé zavírání se nazývá ruční ovládací mechanismus, který se používá hlavně k ovládání jističů s nízkou úrovní napětí a nízkým jmenovitým vypínacím proudem.Ruční mechanismus byl zřídka používán ve venkovních energetických odděleních s výjimkou průmyslových a těžebních podniků.Ruční ovládací mechanismus má jednoduchou konstrukci, nevyžaduje složité pomocné zařízení a má nevýhodu v tom, že se nemůže automaticky znovu zavřít a lze jej ovládat pouze lokálně, což není dostatečně bezpečné.Ruční pohon byl proto téměř nahrazen pružinovým pohonem s ručním ukládáním energie.
3.2Elektromagnetický ovládací mechanismus
Ovládací mechanismus, který je uzavřen elektromagnetickou silou, se nazývá elektromagnetický ovládací mechanismus d.Mechanismus CD17 je vyvíjen v koordinaci s domácími produkty ZN28-12.Konstrukčně je také uspořádán před a za vakuovým zhášedlem.
Výhodou elektromagnetického ovládacího mechanismu je jednoduchý mechanismus, spolehlivý provoz a nízké výrobní náklady.Nevýhody spočívají v tom, že výkon spotřebovávaný uzavírací cívkou je příliš velký a je třeba ji připravit [Přehled vývoje a charakteristik vakuového vypínače]: Podtlakový vypínač se týká vypínače, jehož kontakty jsou sepnuté a otevřené. ve vakuu.Vakuové jističe byly zpočátku studovány ve Spojeném království a Spojených státech a poté byly vyvinuty v Japonsku, Německu, bývalém Sovětském svazu a dalších zemích.Čína začala studovat teorii vakuového vypínače od roku 1959 a formálně vyráběla různé vakuové vypínače na počátku 70.
Drahé baterie, velký uzavírací proud, objemná konstrukce, dlouhá doba provozu a postupně se snižující podíl na trhu.
3.3Pružinový ovládací mechanismus DC vysokonapěťový generátor
Pružinový ovládací mechanismus využívá akumulovanou energii pružiny jako sílu k tomu, aby spínač realizoval sepnutí.Může být poháněn lidskou silou nebo střídavými a stejnosměrnými motory s malým výkonem, takže uzavírací výkon v zásadě není ovlivněn vnějšími faktory (jako je napájecí napětí, tlak vzduchu zdroje vzduchu, hydraulický tlak zdroje hydraulického tlaku), které mohou nejen dosáhnout vysoké rychlosti zavírání, ale také realizovat rychlé automatické opakované zavírání;Navíc ve srovnání s elektromagnetickým ovládacím mechanismem má pružinový ovládací mechanismus nízkou cenu a nízkou cenu.Je to nejpoužívanější ovládací mechanismus ve vakuovém vypínači a jeho výrobců je také více, které neustále zdokonalují.Typické jsou mechanismy CT17 a CT19 a s nimi se používají ZN28-17, VS1 a VGl.
Obecně má pružinový ovládací mechanismus stovky dílů a převodový mechanismus je relativně složitý, s vysokou poruchovostí, mnoha pohyblivými součástmi a vysokými požadavky na výrobní proces.Kromě toho je struktura pružinového ovládacího mechanismu složitá a existuje mnoho kluzných třecích ploch a většina z nich je v klíčových částech.Při dlouhodobém provozu povede opotřebení a koroze těchto dílů, stejně jako ztráta a vytvrzení maziv, k provozním chybám.Jedná se především o následující nedostatky.
(1) Jistič odmítá pracovat, to znamená, že vysílá provozní signál do jističe bez sepnutí nebo vypnutí.
(2) Spínač nelze sepnout nebo je po uzavření odpojen.
(3) V případě nehody nelze odpojit ochranu relé a jistič.
(4) Přepalte uzavírací cívku.
Analýza příčin poruchy operačního mechanismu:
Jistič odmítá pracovat, což může být způsobeno ztrátou napětí nebo podpětím pracovního napětí, odpojením pracovního obvodu, odpojením zapínací cívky nebo vypínací cívky a špatným kontaktem kontaktů pomocného spínače. na mechanismu.
Spínač nelze sepnout nebo je po sepnutí rozepnut, což může být způsobeno podpětím napájecího zdroje, nadměrnou dráhou kontaktu pohyblivého kontaktu jističe, rozpojením blokovacího kontaktu pomocného spínače a příliš malým množstvím spojení mezi poloviční hřídelí ovládacího mechanismu a západkou;
Během nehody nebylo možné odpojit ochranu relé a jistič.Může se stát, že v otevíracím železném jádru jsou cizí látky, které bránily pružnému působení železného jádra, otevírací vybavovací polohřídel se nemohla pružně otáčet a došlo k odpojení okruhu ovládání otevírání.
Možné důvody spálení zapínací cívky jsou: DC stykač nelze po sepnutí odpojit, pomocný spínač se po sepnutí neotočí do rozpojené polohy a pomocný spínač je uvolněný.
3.4Mechanismus permanentního magnetu
Mechanismus permanentních magnetů využívá nový pracovní princip k organickému spojení elektromagnetického mechanismu s permanentním magnetem, čímž se vyhýbá nepříznivým faktorům způsobeným mechanickým vypnutím v zavírací a otevírací poloze a uzamykacím systémem.Přídržná síla generovaná permanentním magnetem může udržet vakuový vypínač v poloze sepnutí a vypnutí, když je vyžadována jakákoliv mechanická energie.Je vybaven řídicím systémem pro realizaci všech funkcí požadovaných vakuovým vypínačem.Lze jej rozdělit především na dva typy: monostabilní permanentní magnetický aktuátor a bistabilní permanentní magnetický aktuátor.Pracovní princip bistabilního permanentního magnetického pohonu spočívá v tom, že otevírání a zavírání pohonu závisí na permanentní magnetické síle;Princip činnosti monostabilního pohonu s permanentními magnety spočívá v rychlém otevření pomocí akumulační pružiny a udržení otevřené polohy.Pouze zavírání může udržet permanentní magnetickou sílu.Hlavním produktem společnosti Trede Electric je monostabilní pohon s permanentními magnety a domácí podniky vyvíjejí především bistabilní pohon s permanentními magnety.
Struktura bistabilního pohonu s permanentním magnetem se liší, ale existují pouze dva druhy principů: typ s dvojitou cívkou (symetrický typ) a typ s jednou cívkou (asymetrický typ).Tyto dvě struktury jsou stručně představeny níže.
(1) Mechanismus permanentního magnetu s dvojitou cívkou
Mechanismus permanentního magnetu s dvojitou cívkou se vyznačuje: použitím permanentního magnetu k udržení vakuového vypínače v koncové poloze otevření a uzavření, použitím budicí cívky k vytlačení železného jádra mechanismu z polohy otevření do polohy uzavření a použitím další budicí cívka pro vytlačení železného jádra mechanismu z polohy zavírání do polohy otevření.Tuto strukturu využívá například přepínací mechanismus VMl společnosti ABB.
(2) Mechanismus permanentního magnetu s jednou cívkou
Mechanismus permanentního magnetu s jednou cívkou také používá permanentní magnety k udržení vakuového vypínače v krajních polohách vypínání a zavírání, ale pro vypínání a zavírání se používá jedna budicí cívka.Existují také dvě budicí cívky pro otevírání a zavírání, ale dvě cívky jsou na stejné straně a směr proudění paralelní cívky je opačný.Jeho princip je stejný jako u jednocívkového mechanismu permanentního magnetu.Zavírací energie pochází hlavně z budicí cívky a otevírací energie pochází hlavně z otevírací pružiny.Tento mechanismus využívá například sloupový vakuový vypínač GVR uvedený na trh společností Whipp&Bourne ve Spojeném království.
Podle výše uvedených charakteristik mechanismu permanentního magnetu lze shrnout jeho výhody a nevýhody.Výhodou je, že konstrukce je relativně jednoduchá, ve srovnání s pružinovým mechanismem jsou jeho součásti sníženy asi o 60%;S menším počtem součástí se také sníží poruchovost, takže spolehlivost je vysoká;Dlouhá životnost mechanismu;Malé rozměry a nízká hmotnost.Nevýhodou je, že z hlediska charakteristiky otevírání, protože se na otvíracím pohybu podílí pohyblivé železné jádro, se při otevírání výrazně zvyšuje setrvačnost pohybu pohyblivého systému, což je velmi nepříznivé pro zlepšení rychlosti tuhého otevírání;Kvůli vysokému provoznímu výkonu je omezena kapacitou kondenzátoru.
4. Vývoj izolační konstrukce
Podle statistik a analýzy typů havárií při provozu vysokonapěťových jističů v elektrizační soustavě na základě relevantních historických údajů činí nerozepnutí 22,67 %;Odmítnutí spolupráce tvořilo 6,48 %;Nehody při rozbití a výrobě tvořily 9,07 %;Havárie zateplení tvořily 35,47 %;Havarijní nehoda tvořila 7,02 %;Nehody spojené s uzavřením řek představují 7,95 %;Nehody způsobené působením vnější síly a jiné nehody byly způsobeny 11 439 hrubými, z nichž nejvýraznější byly nehody s izolacemi a nehody způsobené odmítnutím separace, které představovaly asi 60 % všech nehod.Proto je izolační struktura také klíčovým bodem vakuového vypínače.Podle změn a vývoje izolace fázových sloupů ji lze v zásadě rozdělit do tří generací: vzduchová izolace, kompozitní izolace a pevná izolace sloupů.
Čas odeslání: 22. října 2022