Zijn PM-stuwers betrouwbaar? Vergelijk types en voordelen

De prestaties van schakelaarbedieningsmechanismen zijn doorslaggevend voor een betrouwbare en veilige elektriciteitsvoorziening. Hoewel verschillende mechanismen elk hun voordelen hebben, vervangt de opkomst van een nieuw type niet volledig de traditionele. Bijvoorbeeld, ondanks de opkomst van milieuvriendelijke gasisolatie, behouden vaste isolatie ringnetunits nog steeds ongeveer 8% van de markt, wat aantoont dat nieuwe technologieën zelden bestaande oplossingen volledig vervangen.

Het permanente magneetwerkorgaan (PMA) bestaat uit permanente magneten, een sluitingsspoel en een openingspoel. Het elimineert mechanische koppelingen, uitschakel- en vasthoudmechanismen die in veerverwerkte mechanismen worden gevonden, wat resulteert in een eenvoudige structuur met zeer weinig onderdelen. Slechts één primaire bewegende component werkt tijdens het schakelen, wat hoge betrouwbaarheid biedt. Het gebruikt permanente magneten om de positie van de schakelaar vast te houden, en valt onder de categorie van elektromagnetische bediening met permanente magnetische vasthouding en elektronische controle. Echter, door de hoge elektromagnetische energie die nodig is voor sluiten en openen, is meestal een grote capaciteit energieopslagcondensator vereist.

PMA-mechanismen worden ingedeeld in verschillende types, voornamelijk single-stable en bi-stable, en single-coil of dual-coil configuraties, zonder duidelijke superioriteit onder hen.

Een bi-stable permanent magneetmechanisme gebruikt permanente magneten zowel voor de sluit- als de openpositie voor vasthouden. Sluiten en openen wordt bereikt door aparte opwekkingsspoelen te activeren om de bewegende ijzerkern te drijven. Onder dezelfde omstandigheden heeft het bi-stable type een lagere piek-sluitstroom. Kleinere stromen vereenvoudigen de bedieningscircuits, verhogen de betrouwbaarheid en verminderen het risico op schade aan de controller. Bovendien is een kleinere condensatorcapaciteit vereist—typisch een 100V/100.000μF elektrolytische condensator kan herhaalde sluitoperaties ondersteunen. Echter, de initiële opensnelheid van een bi-stable PMA vacuümschakelaar is lager dan de gemiddelde snelheid over de volledige contactafstand.

Een single-stable permanent magneetmechanisme gebruikt een permanent magneet voor het vasthouden van de sluitpositie, terwijl een veer de openpositie in stand houdt. Sluiten wordt bereikt door de sluitingspoel te activeren om de bewegende kern te drijven, tegelijkertijd energie op te slaan in de openingsveer. Openen wordt bereikt door de opgeslagen energie in de veer vrij te geven.

Aangezien de single-stable PMA afhankelijk is van een veer voor openen, zijn de initiële opensnelheid en de gemiddelde opensnelheid superieur aan die van het bi-stable type, wat beter past bij de tegenkrachtkenmerken van de schakelaar bij openen. Echter, omdat energie moet worden opgeslagen in de openingsveer tijdens sluiten, is de piek-sluitstroom aanzienlijk hoger dan in een bi-stable mechanisme onder vergelijkbare omstandigheden.

De AMVAC permanent magneetbediende vacuümschakelaar heeft een maximale nominale spanning van 27kV. Het 15kV model ondersteunt een nominale stroom tot 3000A, een kortsluitstroom van 50kA en een kortsluitmaakstroom van 130kA.

Waarom is het niet wijdverspreid geadopteerd?

1. Kosten-effectiviteit (waarde voor geld)

PMA-schakelaars hebben minder bewegende delen, een eenvoudiger structuur en elektromagnetische krachtekenmerken die goed passen bij vacuümonderbrekers. Ze bieden mechanische levensduur van meer dan 100.000 operaties—aanzienlijk hoger dan de 30.000 operaties die typisch zijn voor veersystemen. Dit maakt ze ideaal voor frequent schakelen en toepassingen met een hoge operatieaantal. Hun elektronische bediening faciliteert ook automatisering. Echter, high-end PMA-schakelaars zijn aanzienlijk duurder. Daarom worden ze voornamelijk gebruikt in premiumtoepassingen in het buitenland, zoals in petrochemische installaties en offshore-platforms, waar onderhoudsvrije bedrijfsvoering, hoge betrouwbaarheid en verbeterde continuïteit van de elektriciteitsvoorziening cruciaal zijn.

2. Kwaliteitsproblemen

PMA-schakelaars vereisen extreem hoogwaardige componenten, waaronder condensatoren, permanente magneten, elektromagneten en elektronische circuits. Vergelijken van low-end PMA-schakelaars met standaard veersystemen is oneerlijk en misleidend. Het gebruik van inferieure condensatoren of andere componenten compromitteert de algehele productkwaliteit. In tegenstelling tot veerbediende mechanismen, die individuele componentvervanging en reparatie toestaan, zijn PMA-mechanismen moeilijk en kostbaar te repareren. Deze hoge vervangingskosten belemmeren verder de wijdverspreide adoptie van PMA-schakelaars.