Pangkalahatang-ideya ng pagbuo at mga katangian ng vacuum circuit breaker

[Pangkalahatang-ideya ng pagbuo at mga katangian ng vacuum circuit breaker]: Ang vacuum circuit breaker ay tumutukoy sa circuit breaker na ang mga contact ay sarado at nagbubukas sa vacuum.Ang mga vacuum circuit breaker ay unang pinag-aralan ng United Kingdom at United States, at pagkatapos ay binuo sa Japan, Germany, ang dating Unyong Sobyet at iba pang mga bansa.Sinimulan ng Tsina na pag-aralan ang teorya ng vacuum circuit breaker mula 1959, at pormal na gumawa ng iba't ibang mga vacuum circuit breaker noong unang bahagi ng 1970s

Ang vacuum circuit breaker ay tumutukoy sa circuit breaker na ang mga contact ay sarado at nakabukas sa vacuum.

Ang mga vacuum circuit breaker ay unang pinag-aralan ng United Kingdom at United States, at pagkatapos ay binuo sa Japan, Germany, ang dating Unyong Sobyet at iba pang mga bansa.Sinimulan ng Tsina na pag-aralan ang teorya ng mga vacuum circuit breaker noong 1959, at pormal na gumawa ng iba't ibang uri ng mga vacuum circuit breaker noong unang bahagi ng 1970s.Ang patuloy na pagbabago at pagpapabuti ng mga teknolohiya sa pagmamanupaktura gaya ng vacuum interrupter, operating mechanism at insulation level ay nagpabilis ng pagbuo ng vacuum circuit breaker, at isang serye ng mga makabuluhang tagumpay ang nagawa sa pananaliksik ng malaking kapasidad, miniaturization, katalinuhan at pagiging maaasahan.

Sa mga bentahe ng mahusay na mga katangian ng pamatay ng arko, na angkop para sa madalas na operasyon, mahabang buhay ng kuryente, mataas na pagiging maaasahan ng operasyon, at mahabang panahon ng libreng pagpapanatili, ang mga vacuum circuit breaker ay malawakang ginagamit sa pagbabagong-anyo ng urban at rural na power grid, industriya ng kemikal, metalurhiya, riles. elektripikasyon, pagmimina at iba pang industriya sa industriya ng kuryente ng China.Ang mga produkto ay mula sa ilang uri ng ZN1-ZN5 noong nakaraan hanggang sa dose-dosenang mga modelo at uri ngayon.Ang kasalukuyang rate ay umabot sa 4000A, ang kasalukuyang paglabag ay umabot sa 5OKA, kahit na 63kA, at ang boltahe ay umabot sa 35kV.

Ang pagbuo at mga katangian ng vacuum circuit breaker ay makikita mula sa ilang mga pangunahing aspeto, kabilang ang pag-unlad ng vacuum interrupter, ang pagbuo ng operating mekanismo at ang pagbuo ng pagkakabukod istraktura.

Pag-unlad at katangian ng mga vacuum interrupter

2.1Pag-unlad ng mga vacuum interrupter

Ang ideya ng paggamit ng vacuum medium upang patayin ang arko ay iniharap sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, at ang pinakaunang vacuum interrupter ay ginawa noong 1920s.Gayunpaman, dahil sa mga limitasyon ng teknolohiya ng vacuum, mga materyales at iba pang teknikal na antas, hindi ito praktikal sa panahong iyon.Mula noong 1950s, sa pag-unlad ng bagong teknolohiya, maraming mga problema sa paggawa ng mga vacuum interrupter ang nalutas, at ang vacuum switch ay unti-unting umabot sa praktikal na antas.Noong kalagitnaan ng 1950s, gumawa ang General Electric Company ng United States ng isang batch ng mga vacuum circuit breaker na may rated breaking current na 12KA.Kasunod nito, sa huling bahagi ng 1950s, dahil sa pag-unlad ng mga vacuum interrupter na may transverse magnetic field contact, ang rated breaking current ay itinaas sa 3OKA.Pagkatapos ng 1970s, matagumpay na nakabuo ang Toshiba Electric Company ng Japan ng isang vacuum interrupter na may mga longitudinal magnetic field contact, na higit na nagpapataas ng rate na breaking current sa higit sa 5OKA.Sa kasalukuyan, ang mga vacuum circuit breaker ay malawakang ginagamit sa 1KV at 35kV power distribution system, at ang rated breaking current ay maaaring umabot sa 5OKA-100KAo.Ang ilang mga bansa ay gumawa din ng 72kV/84kV vacuum interrupter, ngunit ang bilang ay maliit.DC mataas na boltahe generator

Sa mga nagdaang taon, mabilis ding umunlad ang produksyon ng mga vacuum circuit breaker sa China.Sa kasalukuyan, ang teknolohiya ng mga domestic vacuum interrupter ay katumbas ng teknolohiya ng mga dayuhang produkto.May mga vacuum interrupter na gumagamit ng vertical at horizontal magnetic field technology at central ignition contact technology.Ang mga contact na gawa sa Cu Cr alloy na materyales ay matagumpay na nadiskonekta ang 5OKA at 63kAo vacuum interrupter sa China, na umabot sa mas mataas na antas.Ang vacuum circuit breaker ay maaaring ganap na gumamit ng mga domestic vacuum interrupter.

2.2Mga katangian ng vacuum interrupter

Ang vacuum arc extinguishing chamber ay ang pangunahing bahagi ng vacuum circuit breaker.Ito ay sinusuportahan at tinatakan ng salamin o keramika.May mga dynamic at static na contact at shielding cover sa loob.Mayroong negatibong presyon sa silid.Ang vacuum degree ay 133 × 10 Nine 133 × LOJPa, upang matiyak ang pagganap ng arc extinguishing nito at antas ng pagkakabukod kapag nasira.Kapag bumaba ang antas ng vacuum, ang pagsira ng pagganap nito ay makabuluhang mababawasan.Samakatuwid, ang vacuum arc extinguishing chamber ay hindi dapat maapektuhan ng anumang panlabas na puwersa, at hindi dapat kakatok o hampasin ng mga kamay.Hindi ito dapat bigyan ng diin sa panahon ng paglipat at pagpapanatili.Ipinagbabawal na maglagay ng kahit ano sa vacuum circuit breaker upang maiwasang masira ang vacuum arc extinguishing chamber kapag nahuhulog.Bago ang paghahatid, ang vacuum circuit breaker ay sasailalim sa mahigpit na inspeksyon at pagpupulong ng parallelism.Sa panahon ng pagpapanatili, ang lahat ng bolts ng arc extinguishing chamber ay dapat ikabit upang matiyak ang pare-parehong stress.

Ang vacuum circuit breaker ay nakakaabala sa kasalukuyang at pinapatay ang arko sa vacuum arc extinguishing chamber.Gayunpaman, ang mismong vacuum circuit breaker ay walang device para sa qualitatively at quantitatively na pagsubaybay sa mga katangian ng vacuum degree, kaya ang vacuum degree reduction fault ay isang hidden fault.Kasabay nito, ang pagbawas ng vacuum degree ay seryosong makakaapekto sa kakayahan ng vacuum circuit breaker na putulin ang sobrang kasalukuyang, at hahantong sa isang matalim na pagbaba sa buhay ng serbisyo ng circuit breaker, na hahantong sa pagsabog ng switch kapag seryoso.

Sa kabuuan, ang pangunahing problema ng vacuum interrupter ay nabawasan ang vacuum degree.Ang mga pangunahing dahilan para sa pagbawas ng vacuum ay ang mga sumusunod.

(1) Ang vacuum circuit breaker ay isang maselang bahagi.Pagkatapos umalis sa pabrika, ang pabrika ng electronic tube ay maaaring magkaroon ng pagtagas ng mga salamin o ceramic seal pagkatapos ng maraming beses ng mga bumps sa transportasyon, pag-install ng shocks, aksidenteng banggaan, atbp.

(2) May mga problema sa materyal o proseso ng pagmamanupaktura ng vacuum interrupter, at lumilitaw ang mga leakage point pagkatapos ng maraming operasyon.

(3) Para sa split type na vacuum circuit breaker, tulad ng electromagnetic operating mechanism, kapag nagpapatakbo, dahil sa malaking distansya ng operating linkage, ito ay direktang nakakaapekto sa synchronization, bounce, overtravel at iba pang mga katangian ng switch upang mapabilis ang pagbabawas ng vacuum degree.DC mataas na boltahe generator

Paraan ng paggamot para sa pagpapababa ng antas ng vacuum ng vacuum interrupter:

Madalas na obserbahan ang vacuum interrupter, at regular na gamitin ang vacuum tester ng vacuum switch upang sukatin ang vacuum degree ng vacuum interrupter, upang matiyak na ang vacuum degree ng vacuum interrupter ay nasa loob ng tinukoy na hanay;Kapag bumaba ang antas ng vacuum, dapat palitan ang vacuum interrupter, at ang mga katangiang pagsubok tulad ng stroke, synchronization at bounce ay dapat gawin nang maayos.

3. Pag-unlad ng mekanismo ng pagpapatakbo

Ang mekanismo ng pagpapatakbo ay isa sa mga mahalagang aspeto upang suriin ang pagganap ng vacuum circuit breaker.Ang pangunahing dahilan na nakakaapekto sa pagiging maaasahan ng vacuum circuit breaker ay ang mga mekanikal na katangian ng operating mekanismo.Ayon sa pag-unlad ng mekanismo ng pagpapatakbo, maaari itong nahahati sa mga sumusunod na kategorya.DC mataas na boltahe generator

3.1Manu-manong mekanismo ng pagpapatakbo

Ang mekanismo ng pagpapatakbo na umaasa sa direktang pagsasara ay tinatawag na manu-manong mekanismo ng pagpapatakbo, na pangunahing ginagamit upang patakbuhin ang mga circuit breaker na may mababang antas ng boltahe at mababang rate ng breaking current.Ang manu-manong mekanismo ay bihirang ginagamit sa mga panlabas na departamento ng kuryente maliban sa mga pang-industriya at pagmimina.Ang manu-manong mekanismo ng pagpapatakbo ay simple sa istraktura, hindi nangangailangan ng kumplikadong pantulong na kagamitan at may kawalan na hindi ito awtomatikong maibabalik at maaari lamang mapatakbo nang lokal, na hindi sapat na ligtas.Samakatuwid, ang manual operating mechanism ay halos napalitan na ng spring operating mechanism na may manual energy storage.

3.2Mekanismo ng pagpapatakbo ng electromagnetic

Ang mekanismo ng pagpapatakbo na isinara ng electromagnetic force ay tinatawag na electromagnetic operating mechanism d.Ang mekanismo ng CD17 ay binuo sa koordinasyon sa mga domestic ZN28-12 na produkto.Sa istraktura, nakaayos din ito sa harap at likod ng vacuum interrupter.

Ang mga bentahe ng electromagnetic operating mechanism ay simpleng mekanismo, maaasahang operasyon at mababang gastos sa pagmamanupaktura.Ang mga disadvantages ay ang kapangyarihang natupok ng closing coil ay masyadong malaki, at kailangan itong ihanda [Pangkalahatang-ideya ng pagbuo at mga katangian ng vacuum circuit breaker]: Ang vacuum circuit breaker ay tumutukoy sa circuit breaker na ang mga contact ay sarado at binuksan. nasa vacuum.Ang mga vacuum circuit breaker ay unang pinag-aralan ng United Kingdom at United States, at pagkatapos ay binuo sa Japan, Germany, ang dating Unyong Sobyet at iba pang mga bansa.Sinimulan ng Tsina na pag-aralan ang teorya ng vacuum circuit breaker mula 1959, at pormal na gumawa ng iba't ibang mga vacuum circuit breaker noong unang bahagi ng 1970s

Mamahaling mga baterya, malaking kasalukuyang pagsasara, napakalaki na istraktura, mahabang oras ng operasyon, at unti-unting nabawasan ang bahagi ng merkado.

3.3Spring operating mekanismo DC mataas na boltahe generator

Ginagamit ng mekanismo ng pagpapatakbo ng tagsibol ang naka-imbak na tagsibol ng enerhiya bilang kapangyarihan upang maipatupad ang pagsasara ng switch.Ito ay maaaring hinimok ng lakas-tao o maliit na kapangyarihan AC at DC motors, kaya ang pagsasara ng kapangyarihan ay karaniwang hindi apektado ng panlabas na mga kadahilanan (tulad ng power supply boltahe, air pressure ng air source, haydroliko presyon ng haydroliko pressure source), na maaaring hindi lamang makamit ang mataas na bilis ng pagsasara, ngunit napagtanto din ang mabilis na awtomatikong paulit-ulit na pagsasara ng operasyon;Bilang karagdagan, kumpara sa electromagnetic operating mechanism, ang spring operating mechanism ay may mababang gastos at mababang presyo.Ito ang pinakakaraniwang ginagamit na mekanismo ng pagpapatakbo sa vacuum circuit breaker, at ang mga tagagawa nito ay higit pa, na patuloy na nagpapabuti.Ang mga mekanismo ng CT17 at CT19 ay tipikal, at ZN28-17, VS1 at VGl ang ginagamit sa kanila.

Sa pangkalahatan, ang mekanismo ng pagpapatakbo ng tagsibol ay may daan-daang bahagi, at ang mekanismo ng paghahatid ay medyo kumplikado, na may mataas na rate ng pagkabigo, maraming gumagalaw na bahagi at mataas na mga kinakailangan sa proseso ng pagmamanupaktura.Bilang karagdagan, ang istraktura ng mekanismo ng pagpapatakbo ng tagsibol ay kumplikado, at mayroong maraming mga sliding friction surface, at karamihan sa mga ito ay nasa mga pangunahing bahagi.Sa pangmatagalang operasyon, ang pagkasira at kaagnasan ng mga bahaging ito, gayundin ang pagkawala at pagpapagaling ng mga pampadulas, ay hahantong sa mga error sa pagpapatakbo.Mayroong pangunahing mga sumusunod na pagkukulang.

(1) Ang circuit breaker ay tumangging gumana, iyon ay, nagpapadala ito ng signal ng operasyon sa circuit breaker nang hindi nagsasara o nagbubukas.

(2) Ang switch ay hindi maaaring isara o idiskonekta pagkatapos isara.

(3) Sa kaso ng aksidente, ang pagkilos ng proteksyon ng relay at circuit breaker ay hindi maaaring idiskonekta.

(4) Sunugin ang closing coil.

Pagsusuri ng sanhi ng pagkabigo ng mekanismo ng pagpapatakbo:

Ang circuit breaker ay tumangging gumana, na maaaring sanhi ng pagkawala ng boltahe o undervoltage ng operating boltahe, ang pagdiskonekta ng operating circuit, ang pagdiskonekta ng closing coil o ang opening coil, at ang mahinang contact ng auxiliary switch contact sa mekanismo.

Ang switch ay hindi maaaring isara o buksan pagkatapos isara, na maaaring sanhi ng undervoltage ng operating power supply, labis na contact travel ng gumagalaw na contact ng circuit breaker, disconnection ng interlocking contact ng auxiliary switch, at masyadong maliit na halaga ng koneksyon sa pagitan ng kalahating baras ng mekanismo ng pagpapatakbo at ng pawl;

Sa panahon ng aksidente, ang pagkilos ng proteksyon ng relay at ang circuit breaker ay hindi maalis sa pagkakakonekta.Maaaring may mga banyagang bagay sa pambungad na iron core na pumipigil sa iron core na kumilos nang flexible, ang opening tripping half shaft ay hindi maaaring paikutin nang flexible, at ang opening operation circuit ay nadiskonekta.

Ang mga posibleng dahilan para sa pagsunog ng closing coil ay: ang DC contactor ay hindi maaaring idiskonekta pagkatapos ng pagsasara, ang auxiliary switch ay hindi bumaling sa pambungad na posisyon pagkatapos isara, at ang auxiliary switch ay maluwag.

3.4Permanenteng mekanismo ng magnet

Ang mekanismo ng permanenteng magnet ay gumagamit ng isang bagong prinsipyo sa pagtatrabaho upang organikong pagsamahin ang electromagnetic na mekanismo sa permanenteng magnet, pag-iwas sa mga salungat na salik na dulot ng mechanical tripping sa posisyon ng pagsasara at pagbubukas at ang locking system.Ang lakas ng hawak na nabuo ng permanenteng magnet ay maaaring panatilihin ang vacuum circuit breaker sa pagsasara at pagbubukas ng mga posisyon kapag ang anumang mekanikal na enerhiya ay kinakailangan.Ito ay nilagyan ng isang control system upang mapagtanto ang lahat ng mga function na kinakailangan ng vacuum circuit breaker.Ito ay pangunahing nahahati sa dalawang uri: monostable permanent magnetic actuator at bistable permanent magnetic actuator.Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng bistable permanent magnetic actuator ay ang pagbubukas at pagsasara ng actuator ay nakasalalay sa permanenteng magnetic force;Ang gumaganang prinsipyo ng monostable permanent magnet operating mechanism ay ang mabilis na pagbukas sa tulong ng energy storage spring at panatilihin ang opening position.Ang pagsasara lamang ang maaaring panatilihin ang permanenteng magnetic force.Ang pangunahing produkto ng Trede Electric ay ang monostable permanent magnet actuator, at ang mga domestic na negosyo ay pangunahing bumuo ng bistable permanent magnet actuator.

Ang istraktura ng bistable permanent magnet actuator ay nag-iiba, ngunit mayroon lamang dalawang uri ng mga prinsipyo: double coil type (symmetrical type) at single coil type (asymmetrical type).Ang dalawang istrukturang ito ay maikling ipinakilala sa ibaba.

(1) Double coil permanent magnet na mekanismo

Ang mekanismo ng double coil permanent magnet ay nailalarawan sa pamamagitan ng: paggamit ng permanenteng magnet upang panatilihin ang vacuum circuit breaker sa pagbubukas at pagsasara ng mga posisyon ng limitasyon ayon sa pagkakabanggit, gamit ang excitation coil upang itulak ang iron core ng mekanismo mula sa pagbubukas na posisyon hanggang sa pagsasara ng posisyon, at paggamit isa pang excitation coil upang itulak ang iron core ng mekanismo mula sa closing position hanggang sa opening position.Halimbawa, ang mekanismo ng VMl switch ng ABB ay gumagamit ng istrukturang ito.

(2) Single coil permanent magnet na mekanismo

Gumagamit din ang single coil permanent magnet na mekanismo ng mga permanenteng magnet upang mapanatili ang vacuum circuit breaker sa mga limitasyong posisyon ng pagbubukas at pagsasara, ngunit isang kapana-panabik na coil ang ginagamit para sa pagbubukas at pagsasara.Mayroon ding dalawang excitation coils para sa pagbubukas at pagsasara, ngunit ang dalawang coils ay nasa parehong gilid, at ang direksyon ng daloy ng parallel coil ay kabaligtaran.Ang prinsipyo nito ay kapareho ng sa single coil permanent magnet mechanism.Ang pagsasara ng enerhiya ay pangunahing nagmumula sa excitation coil, at ang pambungad na enerhiya ay higit sa lahat ay nagmumula sa pagbubukas ng spring.Halimbawa, ang GVR column mounted vacuum circuit breaker na inilunsad ng Whipp&Bourne Company sa UK ay gumagamit ng mekanismong ito.

Ayon sa mga katangian sa itaas ng permanenteng mekanismo ng magnet, ang mga pakinabang at disadvantage nito ay maaaring ibuod.Ang mga bentahe ay ang istraktura ay medyo simple, kumpara sa mekanismo ng tagsibol, ang mga bahagi nito ay nabawasan ng halos 60%;Sa mas kaunting mga bahagi, ang rate ng pagkabigo ay mababawasan din, kaya ang pagiging maaasahan ay mataas;Mahabang buhay ng serbisyo ng mekanismo;Maliit na sukat at magaan ang timbang.Ang kawalan ay na sa mga tuntunin ng pagbubukas ng mga katangian, dahil ang gumagalaw na core ng bakal ay nakikilahok sa pagbubukas ng kilusan, ang motion inertia ng gumagalaw na sistema ay tumataas nang malaki kapag binubuksan, na kung saan ay lubhang hindi kanais-nais upang mapabuti ang bilis ng matibay na pagbubukas;Dahil sa mataas na operating power, ito ay limitado ng kapasidad ng kapasitor.

4. Pag-unlad ng istraktura ng pagkakabukod

Ayon sa mga istatistika at pagsusuri ng mga uri ng aksidente sa pagpapatakbo ng mga high-voltage circuit breakers sa pambansang sistema ng kapangyarihan batay sa may-katuturang makasaysayang data, ang pagkabigo upang buksan ang mga account para sa 22.67%;Ang pagtanggi na makipagtulungan ay umabot sa 6.48%;Ang paglabag at paggawa ng mga aksidente ay umabot sa 9.07%;Ang mga aksidente sa pagkakabukod ay umabot sa 35.47%;Ang aksidente sa maling operasyon ay umabot sa 7.02%;Ang mga aksidente sa pagsasara ng ilog ay nagkakahalaga ng 7.95%;Ang panlabas na puwersa at iba pang mga aksidente ay umabot sa 11.439 gross, kung saan ang mga aksidente sa pagkakabukod at mga aksidente sa pagtanggi sa paghihiwalay ay ang pinakatanyag, na nagkakahalaga ng halos 60% ng lahat ng mga aksidente.Samakatuwid, ang istraktura ng pagkakabukod ay isa ring mahalagang punto ng vacuum circuit breaker.Ayon sa mga pagbabago at pag-unlad ng phase column insulation, maaari itong karaniwang nahahati sa tatlong henerasyon: air insulation, composite insulation, at solid sealed pole insulation.