Anàlisi de principis|Anàlisi profunda d'interruptors de buit

1, característiques d'aïllament del buit

El buit té unes fortes propietats d'aïllament. En els interruptors de circuit de buit, el gas és molt prim i el viatge lliure de les molècules de gas és relativament gran, el que resulta en una baixa probabilitat de col·lisió entre si. Per tant, la dissociació de la col·lisió no és la causa principal de la ruptura de la bretxa espacial real, però les partícules metàl·liques precipitades pels elèctrodes sota l'acció d'un camp elèctric d'alta resistència són els principals factors que causen danys a l'aïllament.

La força d'aïllament en una bretxa de buit no només està relacionada amb la mida de la bretxa i la uniformitat del camp elèctric, sinó que també està molt influenciada per les propietats i les condicions superficials del material de l'elèctrode. La bretxa de buit té característiques d'aïllament més altes que l'aire d'alta pressió i el gas SF6 a espais de petita distància (2-3 mil·límetres), per això la distància d'obertura de contacte dels interruptors de buit generalment no és gran.

L'impacte dels materials dels elèctrodes sobre la tensió de ruptura es manifesta principalment en la resistència mecànica (resistència a la tracció) del material i el punt de fusió del material metàl·lic. Com més gran sigui la resistència a la tracció i el punt de fusió, més gran serà la força d'aïllament de l'elèctrode al buit.

L'experiment mostra que com més gran és el grau de buit, més gran és la tensió de ruptura del buit de gas, però es manté bàsicament sense canvis per sobre de 10 a 4 torres. Per tant, per mantenir la força d'aïllament de l'interruptor al buit, el seu grau de buit no ha de ser inferior a 10 a 4 torres.

2, Formació i extinció d'arcs elèctrics al buit

Hi ha una diferència significativa entre el fenomen de l'arc de buit i la descàrrega d'arc de gas que hem après abans. La dissociació del gas no és el principal factor que causa l'arc, i la descàrrega d'arc de buit es forma en el vapor metàl·lic evaporat de l'elèctrode de contacte. Al mateix temps, les característiques del rendiment de l'arc varien en funció de la magnitud del corrent de ruptura. Generalment el classifiquem en arc de buit de baixa intensitat i arc de buit de corrent alta.

1. Arc de buit de baixa intensitat

Quan el contacte es desconnecta al buit, es genera un punt catòdic amb una alta concentració de corrent i energia i una gran quantitat de vapor metàl·lic s'evapora del punt del càtode. La densitat d'àtoms metàl·lics i partícules carregades a la taca és alta i l'arc s'hi crema. Al mateix temps, el vapor metàl·lic i les partícules carregades dins de la columna d'arc continuen difonent-se cap a l'exterior, i l'elèctrode també evapora contínuament noves partícules per complementar. Quan el corrent passa de zero, l'energia de l'arc disminueix, la temperatura de l'elèctrode disminueix, l'efecte d'evaporació disminueix i la densitat de partícules dins de la columna de l'arc disminueix. Finalment, quan el corrent passa de zero, la taca del càtode desapareix i l'arc s'extingeix.

De vegades, l'evaporació no pot mantenir la velocitat de difusió de la columna de l'arc, i l'arc s'extingeix de sobte, donant lloc a la intercepció del flux.

2. Arc de buit d'alta corrent

Quan el contacte desconnecta un gran corrent, l'energia de l'arc augmenta i l'ànode també genera calor intens, formant una forta columna d'arc concentrada. Al mateix temps, el paper de l'electrodinàmica també és evident, per tant, per als arcs de buit de gran intensitat, la distribució del camp magnètic entre contactes té un impacte decisiu en l'estabilitat i el rendiment d'extinció de l'arc de l'arc. Si el corrent és massa alt i supera el límit de corrent de ruptura, provocarà una fallada de ruptura. En aquest punt, el contacte s'escalfa moltíssim i, fins i tot després que el corrent passa a zero, encara s'evapora, cosa que dificulta la recuperació del medi i no pot desconnectar el corrent.

3, Estructura i principi de funcionament dels interruptors automàtics

Hi ha molts fabricants i models d'interruptors al buit. Segons les condicions d'ús, es divideix en dos tipus: interior (ZNx - * *) i exterior (ZWx - * *). Es compon principalment d'una part del marc, una part de la cambra d'extinció d'arc (bombolla de buit) i una part del mecanisme d'operació.

El cos de l'interruptor està format per un circuit conductor, un sistema d'aïllament, segells i una carcassa. L'estructura general és un tipus de caixa comuna trifàsica. El bucle conductor es forma connectant els pols conductors de la línia d'entrada i sortida, els suports d'aïllament de la línia d'entrada i sortida, clips conductors i connexions suaus a la cambra d'extinció de l'arc de buit.

El mecanisme és l'emmagatzematge d'energia elèctrica, obertura i tancament elèctrics, i també té funció manual. Tota l'estructura es compon de molles de tancament, sistemes d'emmagatzematge d'energia, alliberaments de sobreintensitat, bobines d'obertura i tancament, sistemes d'obertura i tancament manuals, interruptors auxiliars, indicadors d'emmagatzematge d'energia i altres components.

principi de funcionament

Quan un interruptor de circuit de buit utilitza corrent d'aire d'alta fidelitat per passar per zero, el plasma es difon i apaga ràpidament l'arc, completant el propòsit de tallar el corrent.

Principi d'acció

Procés d'emmagatzematge d'energia: quan el motor d'emmagatzematge d'energia 14 està connectat a la font d'alimentació, el motor fa girar la roda excèntrica i el rodet 10 al costat de la roda excèntrica fa moure el braç de la manivela 9 i la placa de connexió 7 per girar, empenyent l'energia. El trinquet d'emmagatzematge 6 oscil·li, fent que el trinquet 11 giri. Quan el passador del trinquet 11 està contra la placa de la funda de l'eix d'emmagatzematge d'energia 32, els dos es mouen junts, fent que la molla de tancament 21 que penja a la funda de l'eix d'emmagatzematge d'energia 32 s'allarga. La funda 32 de l'eix d'emmagatzematge d'energia està fixada per un passador de posicionament 13 per mantenir l'estat d'emmagatzematge d'energia. Al mateix temps, el braç de la manovella de la màniga de l'eix d'emmagatzematge d'energia 32 empeny l'interruptor de viatge 5 per tallar l'alimentació del motor d'emmagatzematge d'energia 14, i el trinquet d'emmagatzematge d'energia s'aixeca per separar-se de manera fiable de la roda de trinquet.

Procés d'operació de tancament: quan el mecanisme rep el senyal de tancament (l'interruptor es troba en estat d'energia desconnectat i emmagatzemat), el nucli de ferro de l'electroimant de tancament 15 s'aspira cap avall i el component de posicionament 13 s'estira per girar en sentit contrari a les agulles del rellotge per alliberar l'energia. manteniment d'emmagatzematge. La molla de tancament 21 impulsa la funda de l'eix d'emmagatzematge d'energia 32 per girar en sentit contrari a les agulles del rellotge, i la seva lleva pressiona la funda de l'eix de transmissió 30 per impulsar la placa de connexió 29 i el braç de balancí 27 per moure's, fent que el braç de balancí 27 s'enganxi al mig eix 25, fent que el mecanisme estigui en estat tancat. En aquest punt, el dispositiu d'enclavament 28 bloqueja el component de posicionament, evitant que el toro de posicionament giri en sentit contrari a les agulles del rellotge, aconseguint el propòsit de l'enllaç del mecanisme i assegurant que el mecanisme no es pugui tancar en posició tancada.

Procés d'operació d'obertura: després de tancar l'interruptor, l'electroimant d'obertura rep un senyal, el nucli de ferro entra i la barra superior de l'alliberament d'obertura 19 es mou cap amunt, fent que l'eix d'alliberament 16 giri, impulsant la barra superior 18 a moure cap amunt, empenyent la placa de flexió 26 i impulsant el mig eix 25 perquè giri en sentit contrari a les agulles del rellotge.

El mig eix 25 i el braç basculant 27 s'alliberen i, sota l'acció de la molla d'obertura, l'interruptor completa l'operació d'obertura.

4, Depuració d'interruptors

La mesura de la distància d'obertura i la sobrecorrida d'un interruptor automàtic es pot basar en la figura 3. La diferència entre el valor X mesurat en estat d'obertura i tancament és la distància d'obertura de l'interruptor i la diferència entre el valor Y és el sobrecorrida de l'interruptor. El mètode d'ajust és allargar o escurçar la barra de funcionament aïllada 3 o la biela entre el mecanisme i l'eix.

Ajust del mecanisme d'obertura i tancament

1. La quantitat de connexió entre el braç basculant 27 i el mig eix 25 és d'1,5-2,5 mm, que es pot aconseguir ajustant el cargol 24.

2. Quan la màniga de l'eix de transmissió 30 gira al seu angle màxim, hi hauria d'haver un espai d'1,5-2mm entre el braç basculant 27 i el mig eix per assegurar-se que quan la màniga de l'eix de transmissió caigui de nou al tancat. posició, el braç basculant 27 es pot enganxar automàticament al mig eix 25, que es pot ajustar amb el cargol 31.

3. La conversió de l'interruptor auxiliar 2 ha de ser precisa i fiable, cosa que es pot aconseguir ajustant la posició de la manovella 3 i la longitud de la palanca 4 de l'interruptor auxiliar 2.

4. Durant el procés d'emmagatzematge d'energia, quan el trinquet arriba al punt més alt de l'última dent, s'ha d'assegurar que el braç de la manivela de la màniga de l'eix d'emmagatzematge d'energia 32 pugui canviar de manera fiable els contactes de l'interruptor de viatge, tallar la potència del motor. subministrament i aconseguir-ho ajustant les posicions amunt, avall, davant i posterior de l'interruptor de viatge 5.

5. Ajusteu la longitud de pretensió de la molla d'obertura i tancament per garantir l'obertura i el tancament fiables de l'interruptor i assegureu-vos que la velocitat d'obertura i tancament arribi al valor especificat.

5, Circuit de control de l'interruptor

A la subestació estandarditzada de 35KV de la xarxa elèctrica rural de la Xina, s'adopta el principi de separació de la barra de control i la barra de tancament.

Connecteu un parell de contactes normalment oberts de l'interruptor de viatge d'emmagatzematge d'energia de l'interruptor automàtic en sèrie al circuit de control entre el contacte auxiliar normalment tancat de l'interruptor i la bobina de tancament. D'aquesta manera, l'operació de tancament no es pot dur a terme sense emmagatzematge d'energia a l'interruptor. Evita el tancament sense emmagatzematge d'energia a l'interruptor, mantenint el circuit de tancament i cremant la bobina de tancament.

Mentrestant, durant el procés de cablejat, és important assegurar-se que la polaritat entre la barra de tancament i la barra de control als contactes de l'interruptor de viatge d'emmagatzematge d'energia sigui coherent, per evitar que l'arc del circuit de tancament trenqui l'interruptor de viatge durant emmagatzematge d'energia, fent que el fusible de control es fusioni o l'interruptor d'aire de control es dispari.

Això s'ha de tenir en compte especialment en les subestacions d'automatització integrada.

6, Manteniment de funcionament i prova de reparació

Els interruptors de buit tenen un temps d'arc curt, una gran resistència a l'aïllament, una vida elèctrica elevada, una distància de contacte i una carrera reduïdes i una baixa energia de funcionament, per tant, la seva vida mecànica també és alta. En el funcionament diari, la càrrega de treball de manteniment és molt petita, principalment comprovant el desgast de les parts mòbils del mecanisme, si els elements de fixació estan solts, eliminant la pols de la superfície d'aïllament i injectant una mica de greix lubricant a les parts mòbils.

A la prova preventiva d'inspecció de la molla, la prova de resistència de CC de l'interruptor s'ha de comparar amb les dades històriques i els problemes s'han de tractar i substituir ràpidament. La prova de tensió de resistència a la freqüència de potència de la fractura és un mètode eficaç per comprovar si la bombolla de buit té fuites. (Els interruptors de buit interiors poden fer referència al color de la llum intermitent dins de la bombolla de buit quan la càrrega es desconnecta per determinar preliminarment el grau de buit de la bombolla de buit. Quan el color és vermell fosc, indica una disminució del grau de buit i quan el color és blau clar, indica un bon grau de buit.) Quan es verifica la protecció i la instal·lació de l'interruptor, es realitza una prova d'encesa i apagat de baixa tensió per verificar si l'interruptor funciona de manera fiable quan la tensió cau durant una fallada de la barra colectora. estat.

Anàlisi del desenvolupament i rendiment d'interruptors al buit

1, interruptor de circuit de buit dedicat

Davant de tasques de trencament molt diferents, han sorgit nous interruptors especialitzats. Si l'interruptor de buit de gran capacitat (amb un corrent de ruptura de curtcircuit de 63-80kA o superior) s'utilitza per a l'interruptor de protecció del generador, l'interruptor de buit estàndard (amb un corrent de ruptura de curtcircuit de {{ 3}}kA), l'interruptor de buit econòmic (amb un corrent de ruptura de curtcircuit de 16-25 kA), l'interruptor de buit freqüent (amb una freqüència de funcionament de 50.000 a 60.000 vegades) i l'ultra freqüent i interruptor de circuit de buit complex (amb una freqüència de funcionament de 100.000 a 150.000 vegades). Per exemple, els interruptors automàtics de la sèrie 3AH de Siemens es divideixen en cinc models segons el seu ús. Els models 3AH1 i 3AH3 són estàndard amb 10000 operacions, el model 3AHZ és freqüent amb 60000 operacions, el model 3AH4 fa overclock amb 120000 operacions i el model 3AH5 és econòmic amb preus baixos.

2, interruptor de circuit de buit de baixa sobretensió

Com és ben sabut, els interruptors de circuit de buit poden provocar un tall de tensió a causa del tall de corrent, especialment quan s'interrompen petites interrupcions negatives inductives com els motors elèctrics. En general, els dispositius d'absorció de sobretensió com ara Sic, circuit RC, parallamps ZnO, etc. estan equipats per limitar la sobretensió en els interruptors de buit, cosa que fa que l'estructura de l'interruptor sigui gran i complexa, i alguns limiten la sobretensió no és ideal.

Diverses empreses japoneses han pres un camí diferent i han desenvolupat interruptors de buit de baixa sobretensió. No requereix l'addició de dispositius d'absorció de sobretensió i utilitza materials de contacte recentment desenvolupats per limitar la sobretensió a una desena part del valor convencional. Material de contacte de baixa sobretensió: Toshiba és AgWC, Hitachi és Co Ag Se i Mitsubishi és Cu Cr Bi -, Fuji és un material de CuCr més alt vapor. Aquestes empreses generalment aconsegueixen 20 kA a 7,2 kV, i només Toshiba aconsegueix 40 kA a 7,2 kV.

3, interruptor de circuit de buit multifuncional

Com és sabut, els interruptors de buit han completat fins ara les tasques de tancament i ruptura en dues posicions I (és a dir, tancament i obertura). Ara han sorgit interruptors de circuit de buit multifuncionals, que els ofereixen múltiples funcions, com ara tancar la presa de terra d'aïllament d'obertura, etc. Siemens, Alstom i Hitachi tenen tots aquests productes. L'últim interruptor de circuit de buit modular NXACT de Siemens té múltiples funcions: integració de fabricació, ruptura, aïllament, connexió a terra i enclavament. L'interruptor de buit equipat per l'empresa Alstom amb aparell de commutació VISAX es troba en tres posicions I (aïllament d'obertura de tancament). L'interruptor de buit de 24 kV desenvolupat per Hitachi en col·laboració amb Tokyo Electric Power Company té quatre posicions I (tancament d'obertura a terra d'aïllament).

Per fer que el producte sigui multifuncional, hi ha dos mètodes des de la perspectiva dels productes existents: en primer lloc, la columna de fase de l'interruptor al buit es mou o gira després d'obrir-se, formant aïllament i connexió a terra; L'altre és la rotació dels contactes a la cambra d'extinció de l'arc de buit per completar l'aïllament i la connexió a terra. Els productes Siemens NXACT completen l'aïllament i la connexió a terra movent la columna de fase després de la desconnexió, mentre que Alstom completa la tasca d'aïllament girant la columna de fase després de la desconnexió, i Hitachi completa la tasca d'aïllament i posada a terra girant el contacte a la cambra d'extinció de l'arc.

4, interruptor de circuit síncron

Els interruptors de circuit síncron també es coneixen com a interruptors de circuit de buit selectiu de fase o interruptors de circuit de buit controlat. El principi bàsic és fer que l'interruptor al buit tanqui o s'obri en el moment més favorable de tensió o corrent.

En comparació amb els interruptors de circuit de buit ordinaris, els interruptors de circuit síncron tenen els avantatges següents: 1. reducció de les càrregues de sobretensió transitòries a la xarxa elèctrica; 2. Millora de la qualitat del subministrament d'energia a la xarxa elèctrica; 3. Millora la vida elèctrica i el rendiment de l'interruptor; 4. Disseny simplificat de la xarxa elèctrica, reduint així el cost global del sistema.

ABB ha desenvolupat interruptors de circuit de buit síncrons utilitzant dispositius electrònics digitals i mecanismes de funcionament magnètics, la qual cosa és un bon començament.

5, interruptor de circuit de buit intel·ligent

La intel·ligència dels interruptors al buit es basa en la tecnologia de detecció moderna i la tecnologia de control digital. Les empreses manufactureres estrangeres han fet intel·ligents els seus productes, cosa que no només és necessària per a l'automatització de la distribució, sinó també per al control i protecció dels mateixos interruptors. Per exemple, el dispositiu de control digital programable DCX d'Alstom, el dispositiu de control i protecció REF542 d'ABB i el dispositiu de protecció digital de segona generació de Siemens.

A partir de l'anterior, es pot veure que els interruptors de circuit de buit s'han desenvolupat ràpidament. Tot i que hi ha moltes raons per a això, n'hi ha dues de bàsiques: en primer lloc, el progrés de la tecnologia de la cambra d'extinció d'arc de buit; El segon és l'avenç de la tecnologia del mecanisme operatiu. La cambra d'extinció d'arc de buit és el cor d'un interruptor de circuit de buit. El progrés de les cambres d'extinció d'arc de buit es reflecteix en la transformació del material de contacte de CuBi a CuCr, que millora la capacitat de trencament i redueix el valor de tall. Al mateix temps, el camp magnètic canvia dels camps magnètics transversals als longitudinals, millorant la capacitat de trencament i reduint la pèrdua de combustió per contacte. Pel que fa a la tecnologia, l'adopció d'un procés de segellat únic millora molt el rendiment i la fiabilitat de la cambra d'extinció de l'arc.

El mecanisme de funcionament s'anomena sistema nerviós central de l'interruptor de buit. Originalment utilitzant mecanismes electromagnètics, han sorgit mecanismes de molla, i l'últim és l'aparició de mecanismes d'imants permanents. El mecanisme de molla té una estructura complexa amb un gran nombre de peces (fins a 200), requisits d'alta precisió de mecanitzat i les característiques de sortida del mecanisme de molla no coincideixen amb les característiques de càrrega de l'interruptor de buit. Per tant, cal dissenyar-lo de manera raonable a la corba del contorn de la lleva i l'estructura de la biela. L'estructura mecànica dels mecanismes d'imants permanents és particularment simple, amb menys components que qualsevol altre mecanisme, i el nombre de peces mòbils es pot reduir a una, donant lloc a una fiabilitat mecànica especialment alta. A més, el rendiment de sortida dels mecanismes d'imants permanents coincideix bé amb les característiques de càrrega dels interruptors de buit. El mecanisme d'imant permanent utilitza panys d'imant permanent, condensadors (o font d'alimentació de pantalla de CC) per a l'emmagatzematge d'energia i es controla electrònicament. Els mecanismes d'imants permanents són especialment adequats per a operacions freqüents, com ara de 60.000 a 150.000 vegades

FOTO DEL PRODUCTE

ENLLAÇ DE PRODUCTE

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

Aquest producte sol ser personalitzat.
Som fabricants i disposem d'un departament tècnic professional que pot dissenyar i oferir solucions segons les necessitats del client.
Poseu-vos en contacte amb el nostre personal de vendes per obtenir dibuixos de disseny

Aquí teniu els nostres exemples de clients per a la vostra referència

SI NECESSITEU MÉS DETALLS, NO dubteu a CONTACTAR-NOS