Commutatores Excussorii Tensionis Altae et Defectus Mechanismi Operationalis
Disiectores media tensio (HVDs) sunt dispositiva commutationis critica in retibus electricis, praecipue uti ad isolandum fontes electricitatis in coniunctione cum interruptoribus circuiti. Cum proposito "retium digitalium," continuis progressibus in technologia apparatorum mediae tensionis et expansione retis electricae Sinicae, usus HVDs crevit tam in quantitate quam in diversitate. Mechanismus operationis electricus, pars vitalis quae controllat motus commutationis HVD, postulat fidem exceptionalem et stabilitatem.
HVDs occupant altam rationem defectuum inter apparatus mediae tensionis, mechanismi operationis essendo causa principalis malfunctorum. Communes malfunctorum mechanismorum operationis includunt recusationem commutationis, malfunctio operationis, et incompletum aperire/claudere. Fuga motoris — ubi motor continuat operari — potest ducere ad magnas intermissiones electricitatis in apparatu retis. Inter haec, malfunctorum aperiendi/claudi (includentia recusationem commutationis, operationem incompletam, et accuratiam commutationis parvam) significant impactum stabilitati retis.
Investigatio indicat malfunctorum HVD causatos ab electricis mechanismis operationis principali ex problematicis circuiti secundari, sicut controlis defectibus ex componentibus electricis infirmis aut connectionibus solutis in circuitu secundario. In mechanicis electricis operationis CJx-type communiter usatis, motrices internae proteguntur per interruptores thermomagneticos et dispositiva protectionis motorum electronicis. Expositi foris diu, huiusmodi mechanici retinent positiones operationales 3-6 annos post initium, sed eorum componentes controlis electrici fragiles sunt et facile afficiuntur a factoribus ambientalibus.
Operatio prolongata potest solvere commutatores limites et claviculos, ducens ad commutationem incompletam si non detecta (exempli gratia, deviatio positionalis 5° in Figura 1 poscit riscum retis). Commutatores cursus, qui sunt cruciales pro transitionibus processus commutationis, patiuntur a contactibus oxidatis et vita breviore ex influentiis ambientalibus.
Summatio et Status Investigationis de Malfunctorum Disiectorum Media Tensionis
In summatione, causae principales malfunctorum disiectorum mediae tensionis (HVD) aperiendi/claudi possunt categorizari in duo genera: defectorum circuiti controlis electrici et defectorum systematis mechanicorum. Haec scriptio concentratur in circuitu controlis electrico, qui praecipue includit malfunctorum circuitus motoris, malfunctorum commutatorum limitis, et problematica circuiti secundari. Analysi monstrat altam rationem malfunctorum commutationis attribui principaliter motoribus et circuitis secundariis, significanter impactantes operationem HVD. Itaque, resolvendum est urgenter securitas et fides mechanicorum operationis HVD.
1. Status Investigationis de Disiectoribus Mediae Tensionis
Relevantes investigatores et ingenii conducti sunt extensa studia super praedictis problematicis et proposuerunt solutiones constructivas, summatim in duobus aspectibus:
1.1 Status Investigationis de Defectorum Circuiti Secundari
Numerosi studia traxerunt attentionem ad problematica componentium electricorum in circuitu secundario. Imperfecta sigillatio casae mechanici operationis permittit ingressum aquae pluvialis, causans corrosionem componentium, malfunctorum commutatorum auxiliariorum/relais, contactus solutos bottonum, et obstructions mechanicarum — ducens ad recusationem commutationis vel operationem incompletam. Proposita sunt solutiones sicut manutenctio regularis, protectio contra humiditatem, et diagrammata fluxus defectuum pro celeri resolutione problematum.
Ad usuras mechanicorum sicut pinnes deformates, claviculas limitis solutas, aut viscositates oblitas ex inertia motoris, recommendantur inspectiones frequentes et tempestiva eliminatio defectuum. Materias anti-oxidantes suggestuntur ad juncturas filorum corrosas, dum methodi testandi voltantiam/resistentiam iuvant diagnosticare defectus circuiti secundari — augmentata per registram defectuum ad meliorandam efficaciam resolutionis. Dispositiva calefactionis proposuerunt ad occurrentia humiditatis sicut malpositionem commutatorum auxiliariorum et contactus infirmos in mechanicis operationis electricis.
Tamen, existentia studia merito enumerant puncta defectuum et accentuant manutenctionem absque solutionibus fundamentalibus, reflectentes parvam attentionem ad circuitus secundarios. Personnel manutenctionis saepe minuunt valorem componentium electricorum comparatis partibus mechanicis, et ignotia structurarum/principiorum componentium secundarium — combinata cum neglecta inspectione regulari — sunt causae indirectae defectuum.
1.2 Status Investigationis de Problematicis Accuratiae Commutationis
Ad accurate commutationis et inertia mechanicam, doctores melioraverunt controlis motorum per designando mechanismos operationis cum motoribus DC sine pinnulis (BLDC) et motoribus synchronous permanentibus magnetis (PMSM). Mechanismus HVD basatus in BLDC cum nucleo DSP et strategia controlis duplex clausurae demonstravit regulam effective velocitatis commutationis. Similares methodi pro monitoramento reali temporis velocitatis asseverant operationem suavem et accuratiam claudi meliorem, ponentes fundamentum pro evolvente retis intelligentis. Notabile, haec designa permanet in stadio investigationis theoreticae et simulationis laboratorii, fide non probata in applicationibus practicis.
2 Schemata Designi Mechanici Operationis Electrici Distributi
Super analysis praecedente, causa principalis defectuum mechanicorum operationis est infirma fides circuiti controlis electrici, qui est facilis ad influentias ambientales. Cura tarda vel alia problemata possunt damnum facere componentibus electricis, ducendo ad malfunctorum commutationis. In responsionem, haec scriptio proponit designum distributum pro mechanicis operationis electrici.
2.1 Conceptus Controlis Distributi pro Mechanico Operationis Electrico
Controlis distributa dividit totum systema in segmenta separata, singula independentia controlante a controller principe. Hoc designum separat modulum controlis electrici a modulo motoris propulsoris:
Considerando variabilem ambientem foris et susceptibilitatem filorum, adoptatur strategia divisionis temporis compartitionis filorum basata in principio TRIZ de multi-usu. Quia circuiti controlis motoris et circuiti indicatoris status commutationis non necessitant activationem simul, hoc approach permitte transmissio signali pro controlis motoris et indicatione positionis disiectoris mediae tensionis usque ad 5 filos. Hoc significanter reducit impactus externi ambientales in mechanico operationis electrico. Conceptus controlis totalis mechanici operationis electrici distributi illustratur in Figura 2.
2.2 Design Modulorum Controlis Distributi
Mechanici operationis electrici CJx-series comuniter applicati sunt designati cum componentibus electricis et mechanicis integratis, operantes foris per annum in configuratione fixa post initium. Haec integratio est factor crucial contribuens ad altam rationem defectuum. Design modulare disruptus hanc integrationem omnibus foris dividendo mechanismum in duo modulos separatos: modulum controlis electrici et modulum propulsoris mechanicus.
Design modularis offert distinctos advantagia: permittit modulum controlis electrici habitari in ambiente stabilis temperature, significanter reducens impactus ambientales in operationibus commutationis HVD; et minimizat wiring inter-modularis, permitting rapid replacement of faulty modules—prioritizing "replace-first, repair-later" to enhance maintenance efficiency and reduce grid downtime.
2.2.1 Modulus Controlis Electrici
Modulus controlis electrici constat ex controller principe, commutatore transferentia apertura/clausura, relais, circuitis indicationis positionis, et protector phase-loss, sicut conceptu designi in Figura 3.
Logica controlis operatur sic: signal commutationis (apertura/clausura) a bottono mittitur ad controller, qui regit operationem motoris iuxta mandatum. Quando HVD est in statu aperto, circuitus positionis aperta activatur, illuminans indicatorem. Pressio bottoni clausurae incitat controller ut engageat relais principale motoris et relais transferentia circuitus clausurae, agens HVD ad claudendum. Post completum, relais motoris de-energetur, activans circuitum positionis clausurae et indicatorem. Protector phase-loss tutatur circuitum motoris cum functione temporis, disjungens circuitum principalem intra tempus specificatum in eventu defectuum.
2.2.2 Modulus Propulsoris Motoris
Modulus propulsoris motoris primarie constat ex motore AC, reductor velocitatis, copula frictionis, commutatore auxiliario Siemens, circuitu suppressionis arcus thyristor, stoppis limitis, et dispositivo locking mechanicum. Quando controller princeps mittit mandatum aperturae/clausurae, circuitus controlis motoris activatur, agens reductor velocitatis et shaftum principalem per motorem pro operationibus commutationis. Stoppi limitis in summitate shafti principis, in conjunctione cum dispositivo locking mechanicum, controlant accuratiam positionis commutationis. Simul, commutator auxiliarius Siemens operatur cum circuitu suppressionis arcus thyristor ad disjungendum circuitum controlis motoris, cessando operationem motoris. Margin rotationis 90 gradus in connectione inter reductor velocitatis et shaftum principalem permittit initium sine onere motoris. Aspectus moduli propulsoris motoris ostenditur in Figura 4.
2.3 Solutio pro Accuratia Clausurae Disiectoris
Actio clausurae est passus crucialis pro apparatu switchgear mediae tensionis. Insufficientia accuratiae clausurae potest affectare operationem stabilem totius systematis electrici. Ad ulterius meliorandam accuratiam aperiendi et claudi mechanici operationis electrici, hic designus employat dispositivum locking mechanicum, in conjunctione cum commutatore auxiliario Siemens et copula frictionis, ad meliorandam accuratiam ad certum gradum.
2.3.1 Comutator Auxiliario Siemens et Circuitus Suppressionis Arcus Thyristor
Comutator auxiliario connectitur ad circuitum principalem motoris ad controlandum on-off circuiti motoris. Comutator auxiliario non est pronus ad ferruginem ex influentiis ambientales externas, et mecanismo interno frictionis preventa clausuras accidentales. Contactus utuntur pinnulis compressis et sheath duris ad assecurandam conexiones stabiles et fidas. Structura specifica ostenditur in Figura 6.
Principium Designi Circuitus Suppressionis Arcus Thyristor: Durante disjunctione comutatoris auxiliari, arcus generatur. Ut preveniat arcus esse nimis magnus et laedens comutator, circuitus suppressionis arcus thyristor connectitur in parallelo cum comutatore auxiliario ad absorbendum arcum. Specificus designus circuitus ostenditur in Figura 7, ubi contactus 1, 2, 3, et 4 sunt omnes contactus comutatoris auxiliari. (Contactus 1 et 2 utuntur ad controlandum on-off circuiti suppressionis arcus thyristor, et contactus 3 et 4 utuntur ad controlandum on-off circuiti principalem motoris. Constituitur ut contactus 1 et 2 disjungantur post contactus 3 et 4 ad effectum suppressionis arcus).
2.3.2 Functio Copulae Frictionis
Copula frictionis tutores motorem sub quibusdam conditionibus abnormalibus. Postquam disjectorem mediae tensionis est in loco post clausuram, circuitus principalem motoris rapiditer disjungitur. Tamen, ex inertia rotationis mechanica, motor non potest statim cessare. In hoc momento, copula frictionis agit ut component liberans vires. Permittit rotam frictionis vacuam, dissipans inertiam mechanicam motoris et assecurans positionem precisam disjectoris mediae tensionis in operationibus aperiendi et claudi. Praeterea, per adjustmentem tensionis spring, torque frictionis potest modificari ad conveniendum operationibus aperiendi et claudi variorum disjectorum. Copula frictionis ostenditur in Figura 8.
Advantages of the Designed Scheme over CJx - type Electric Operating Mechanisms
Propositus designus eliminat componentes electricos sicut commutatores cursus et commutatores limitis, reducens factores instabilitatis et augmentans fidem mechanicorum operationis electrici. Removet etiam terminal block cum multis contactibus, simplificans circuitum wiring. Cum designo modulari, tantum quinque cables connectunt duo modulos, granditer meliorantes efficaciam reparandi defectus. Praeterea, potest formare multos stratos protectionis cum interruptoribus thermomagneticis et dispositivis protectionis motorum electronicis existentibus. Etiam si circuitus controlis electrici deficiat, dispositivum locking mechanicum et copula frictionis assecurant tutelem motoris. Copula frictionis contrahit vim ex inertia mechanicam motoris, et dispositivum locking mechanicum prevenit stoppus limitis a "rebounding", assecurans aperire et claudere precise disjectoris mediae tensionis et protegens integritatem eius. Praeterea, initium sine onere motoris minimizes currentem initiale, avoiding equipment shock and extending the operating mechanism's service life.
3 Experimental Verification
Adhering to relevant standards such as "High - Voltage AC Disconnect Switches and Earthing Switches" and "Common Technical Requirements for High - Voltage AC Switchgear and Controlgear", the combination of a mechanical locking device and a friction coupler further improves the opening and closing accuracy of the disconnect switch. Compared with the CJx series electric operating mechanisms, it offers higher reliability and safety. Error detection, through multiple opening and closing tests and angular deviation measurements between the limit stop and limit screw, shows that they are closely aligned, with an actual machining error within 1°, fully meeting the technological standards. The actual position is shown in Figure 9.
4 Conclusion
As one of the key equipment in the power grid, the reliability and safety of the operating mechanism of high - voltage disconnect switches are of utmost importance. This paper takes the electric operating mechanism as the research object, conducts a detailed design and analysis of its distributed control method, and verifies it through experiments, achieving the expected results.Based on the concept of distributed control, the motor is driven by the main controller to safely and accurately control the opening and closing operations of high - voltage disconnect switches.
With a modular design approach, the electric operating mechanism is mainly divided into an electrical control module and a motor drive module, reducing the complexity of wiring and improving the maintenance speed.A mechanical locking device is set up. Combined with the special structures of the Siemens auxiliary switch and the friction coupler, the opening and closing accuracy of the disconnect switch has been improved.
