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Progettazione di apparecchiature ad alta corrente IEEE C37.20.2 Contatti a tulipano

Esplora la progettazione di apparecchiature elettriche secondo lo standard IEEE C37.20.2 per sistemi da 4000A. Scopri come i contatti a tulipano ad alta pressione e meccanismi di raccordo robusti risolvono le sfide termiche e meccaniche nelle attrezzature metalliche rivestite in Nord America.

Rockwill
Campo: Produzione
10Year<
China
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Per soddisfare i requisiti specifici dello standard IEEE C37.20.2 per l'armadio metallico in Nord America, specialmente riguardo alla disposizione dell'installazione e alle configurazioni strutturali, i progetti basati su standard IEC/GB convenzionali richiedono modifiche mirate. Queste adattamenti sono essenziali per prevenire cicli di progettazione iterativi o potenziali fallimenti dei test del prodotto.
Per i disgiuntori da 3150A/4000A, la pressione di contatto per ogni contatto a tulipano è tipicamente di 80N. Con un coefficiente di attrito di 0,08 e 82 dita di contatto, la forza di estrazione viene calcolata come: 80 × 0,08 × 82 = 524,8N. La forza d'attrito totale per sei contatti è approssimativamente 524,8 × 6 = 3148,8N.
Durante l'inserimento, il veicolo del disgiuntore deve superare le forze delle molle. A causa delle considerazioni di allineamento, la forza di inserimento è generalmente 1,2 volte la forza di estrazione, cioè 3148,8 × 1,2 = 3778,56N. Dato un diametro del mandrino di 25mm, il momento risultante è 3778,56 × 0,0125 = 47,232 N·m.
Avviso Importante:
Il veicolo del disgiuntore e gli altri veicoli devono essere spostati lentamente per evitare qualsiasi collisione che possa deformare l'interblocco meccanico. Se si incontra un ostacolo durante lo spostamento, non forzare l'operazione; verificare se la sequenza di operazione è corretta. La forza richiesta per spingere o estrarre il veicolo è tipicamente di 260 N. In nessun caso la forza dovrebbe superare i 400 N. Si può anche fare riferimento alla documentazione tecnica per l'installazione e l'operazione del disgiuntore.
Attenzione:
Il veicolo deve essere inserito/estratto solo quando il disgiuntore è in posizione aperta (tripped).
Prendendo come esempio una lunghezza della maniglia di inserimento del disgiuntore di 125mm e una forza tipica di inserimento/estrazione di 260N, il calcolo è 260 × 0,125 = 32,5 N·m. La forza massima di 400N corrisponde a 400 × 0,125 = 50 N·m.
L'albero di trasmissione in lega di alluminio fornisce una spinta significativa. Il fattore chiave è la resistenza meccanica della trave fissa posteriore. Nei primi armadi a montaggio centrale, a causa di una scarsa coordinazione e di una resistenza meccanica insufficiente, specialmente negli armadi più larghi, la trave era soggetta a carichi centrali, spesso portando a deformazioni. Dopo la deformazione, gli interblocchi e l'operazione del meccanismo di inserimento erano influenzati; ad esempio, dopo che il veicolo del disgiuntore raggiungeva la posizione scollegata, le piastre di blocco laterali non potevano essere ritirate.
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Per ottenere valori elevati di corrente e ridurre il riscaldamento dei contatti, è necessario aumentare la pressione di contatto per minimizzare l'aumento di temperatura. Negli armadi di commutazione nordamericani, i trasformatori di corrente sono installati sul bushing (contenitore di contatto), richiedendo un diametro minore per i contatti a tulipano. Poiché il numero di dita di contatto non può essere aumentato significativamente, la pressione di contatto deve essere aumentata, il che richiede conseguentemente una maggiore spinta di inserimento.
Pertanto, gli armadi di commutazione nordamericani in genere non utilizzano la forma del veicolo chassis per migliorare la spinta e la resistenza meccanica. Aumentando la pressione di contatto e riducendo il diametro esterno del contatto, i trasformatori di corrente a bassa tensione toroidali possono essere installati comodamente nel bushing senza aumentare le dimensioni complessive. Utilizzando due alberi di trasmissione sui lati per una distribuzione uniforme del carico, si può migliorare la resistenza e la spinta. Gli alberi avanzano sincronicamente, assicurando una distribuzione uniforme della forza e prevenendo il pendio laterale, che potrebbe causare inceppamenti o un'apertura/chiusura sbilanciata degli sportelli.
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Analogamente, adottando una configurazione di albero di trasmissione fissato in basso si prevenisce la deformazione della trave fissa. Il meccanismo dell'albero di trasmissione inferiore è fisso al supporto del pannello di base e presenta un design integrato con gli interruttori ausiliari del veicolo, l'indicatore di posizione meccanico, la presa secondaria e i contatti di terra, assicurando alta precisione e eccellente resistenza.
Le dita di contatto a blocco hanno una capacità di portata di corrente elevata per unità, il che significa che sono necessarie meno dita, risultando in un attrito inferiore. Aumentando la pressione della molla di contatto si riduce il riscaldamento del contatto. Le dita a blocco offrono un contatto quasi superficiale, migliorando l'efficienza del contatto. I calcoli mostrano coefficienti di contatto di 0,5 per il contatto puntuale, 0,75 per il contatto lineare e 0,9 per il contatto superficiale. Pertanto, alla stessa pressione, la resistenza di contatto è significativamente inferiore.
Le dita a blocco eliminano le graffiature sul contatto statico causate dalle punte delle dita a foglia e riducono i punti di pressione locale eccessiva sulla superficie del contatto statico. Aumentando la pressione del contatto, si minimizza il grado di attrito di scorrimento sul contatto statico.
Soggetti ai vincoli di installazione, il diametro esterno del contatto a tulipano dovrebbe essere il più piccolo possibile. Ciò aumenta la distanza d'aria tra il contatto a tulipano e la superficie interna del bushing, prevenendo il guasto dell'isolamento causato da un campo elettrico locale eccessivo. La progettazione del sistema di connessione del contatto, specialmente per gli armadi da 3000A/4000A, richiede un equilibrio tra isolamento, aumento di temperatura e stabilità dinamica/termica.
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