راهنمای جامع مکانیسم‌های عملکرد در برش‌دهنده‌های دارای ولتاژ بالا و متوسط
پرینگ مکانیسم در شیرهای قطع کننده ولتاژ بالا و متوسط چیست؟
پرینگ مکانیسم یک جزء مهم در شیرهای قطع کننده ولتاژ بالا و متوسط است. این مکانیسم از انرژی پتانسیل الاستیک ذخیره شده در پرینگ‌ها برای آغاز عملیات باز و بسته شدن شیر استفاده می‌کند. پرینگ توسط یک موتور الکتریکی شارژ می‌شود. هنگامی که شیر عمل می‌کند، انرژی ذخیره شده آزاد می‌شود تا تماس‌های متحرک را به حرکت درآورد.
ویژگی‌های کلیدی:
مکانیسم پرینگ از انرژی الاستیک ذخیره شده در پرینگ‌ها استفاده می‌کند.
این مکانیسم عملیات باز و بسته شدن شیر قطع کننده را آغاز می‌کند.
پرینگ توسط یک موتور شارژ می‌شود و در زمان عملکرد انرژی ذخیره شده خود را آزاد می‌کند تا تماس‌های متحرک را به حرکت درآورد.
چگونه مکانیسم عملیاتی هیدرولیک در شیرهای قطع کننده ولتاژ بالا عمل می‌کند؟
مکانیسم عملیاتی هیدرولیک در شیرهای قطع کننده ولتاژ بالا برای باز یا بسته کردن تماس‌های شیر استفاده می‌شود. این مکانیسم بر اساس دینامیک سیالات هیدرولیک برای کنترل حرکت شیر عمل می‌کند. هنگامی که عملیات لازم است، فشار هیدرولیک آزاد می‌شود و تماس‌ها بر حسب نیاز باز یا بسته می‌شوند. عدم قابلیت فشرده شدن و جریان‌پذیری سیستم‌های هیدرولیک آنها را برای ارائه حرکت سریع و قدرتمند مورد نیاز در قطع کردن ولتاژ بالا مناسب می‌کند.
توجه: نمودار زیر اصل مکانیسم هیدرولیک-پرینگ را نشان می‌دهد. سری HMB یک پیشگام شناخته شده در این فناوری است.
ویژگی‌های کلیدی:
مکانیسم هیدرولیک از دینامیک سیالات برای کنترل عملیات شیر استفاده می‌کند.
فشار هیدرولیک آزاد می‌شود تا تماس‌ها را در صورت نیاز باز یا بسته کند.
عدم قابلیت فشرده شدن و ویژگی‌های جریان سیستم آن را برای عملیات سریع و با نیروی بالا در کاربردهای HV مناسب می‌کند.
نقش مکانیسم‌های عملیاتی موتوردار در شیرهای قطع کننده ولتاژ بالا چیست؟
مکانیسم‌های عملیاتی موتوردار در شیرهای قطع کننده ولتاژ بالا برای کنترل عملیات قطع و بسته شدن استفاده می‌شوند. این مکانیسم از یک موتور الکتریکی برای شارژ کردن پرینگ یا مستقیماً حرکت دادن قطعات متحرک استفاده می‌کند. موتور می‌چرخد تا پرینگ را بپیچد یا قطعات را حرکت دهد و بدین ترتیب مدار را باز یا بسته کند. این طراحی دقت و کنترل بالایی ارائه می‌دهد که برای مدیریت سیستم‌های ولتاژ بالا ضروری است.
توجه: پس از معرفی مکانیسم موتوردار توسط ABB، چند شرکت داخلی (مثل PG) طراحی‌های مشابه را دهه‌ای قبل توسعه دادند. با این حال، بیشتر این پروژه‌ها در نهایت متوقف شدند و امروزه نادرند.
ویژگی‌های کلیدی:
مکانیسم موتوردار از یک موتور الکتریکی برای کنترل عملیات شیر استفاده می‌کند.
موتور پرینگ را شارژ می‌کند یا مستقیماً قطعات را حرکت می‌دهد تا مدار را باز یا بسته کند.
این مکانیسم دقت و کنترل بالایی ارائه می‌دهد که برای کاربردهای ولتاژ بالا ضروری است.
مکانیسم‌های عملیاتی مغناطیسی در شیرهای قطع کننده ولتاژ متوسط
مکانیسم عملیاتی مغناطیسی در شیرهای قطع کننده ولتاژ متوسط از نیروی مغناطیسی برای عملکرد شیر استفاده می‌کند. این مکانیسم شامل یک سولنوئید - یک سیم پیچ که وقتی جریان از آن می‌گذرد میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. هنگامی که انرژی می‌گیرد، میدان مغناطیسی سریعاً تماس‌ها را از هم جدا می‌کند و مدار را قطع می‌کند. این مکانیسم بسیار قابل اعتماد است و عملکرد سریعی ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای MV مناسب می‌کند.
ویژگی‌های کلیدی:
مکانیسم مغناطیسی از نیروی تولید شده توسط یک میدان مغناطیسی برای عملکرد شیر استفاده می‌کند.
این مکانیسم شامل یک سولنوئید (سیم پیچ) است که هنگام انرژی گرفتن میدان مغناطیسی تولید می‌کند.
نیروی مغناطیسی سریعاً تماس‌ها را از هم جدا می‌کند و عملکرد سریع و قابل اعتمادی را برای سیستم‌های MV ارائه می‌دهد.
چگونه انتخاب مکانیسم عملیاتی عملکرد شیر را تحت تأثیر قرار می‌دهد؟
انتخاب مکانیسم عملیاتی تأثیر قابل توجهی بر عملکرد شیر قطع کننده دارد. هر نوع - پرینگ، هیدرولیک، موتوردار و مغناطیسی - مزایای منحصر به فرد خود را دارد و برای سطوح مختلف ولتاژ و کاربردها مناسب است.
مکانیسم‌های پرینگ به دلیل سادگی و قابلیت اطمینان بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مکانیسم‌های هیدرولیک کنترل دقیق و با قدرت بالا ارائه می‌دهند که برای کاربردهای ولتاژ بالا مناسب است.
مکانیسم‌های موتوردار دقت و برنامه‌ریزی بالا ارائه می‌دهند.
مکانیسم‌های مغناطیسی قابلیت اطمینان بالا با زمان پاسخ سریع ارائه می‌دهند که برای شیرهای قطع کننده خلاء MV مناسب است.
در نهایت، انتخاب بستگی به نیازهای خاص کاربردی دارد، از جمله سطح ولتاژ، شرایط بار و عوامل محیطی.
خلاصه:
انتخاب مکانیسم عملیاتی تأثیر قابل توجهی بر عملکرد شیر دارد.
هر نوع (پرینگ، هیدرولیک، موتوردار، مغناطیسی) مزایای متمایزی برای ولتاژهای مختلف و کاربردها دارد.
انتخاب باید بر اساس نیازهای خاص کاربردی باشد، نه فقط هزینه اولیه.
روند آینده در مکانیسم‌های عملیاتی شیرهای قطع کننده
با پیشرفت تکنولوژی، می‌توان از نوآوری‌هایی که آینده مکانیسم‌های عملیاتی را شکل می‌دهند انتظار داشت:
علم مواد می‌تواند منجر به پرینگ‌های بیشتر دوامدار و کارآمد برای مکانیسم‌های پرینگ شود.
بهبود تکنولوژی هیدرولیک می‌تواند سیستم‌های دقیق‌تر و قابل اعتمادتری ارائه دهد.
تکنولوژی موتور می‌تواند مکانیسم‌های موتوردار کوچک‌تر و کارآمدتر از نظر انرژی ایجاد کند.
تکنولوژی مغناطیسی می‌تواند برای عملکرد سریع‌تر و مقاوم‌تر بهبود یابد.
این پیشرفت‌ها منجر به مکانیسم‌های عملیاتی کارآمدتر، فشرده‌تر و قابل اعتمادتر خواهد شد.
خلاصه:
پیشرفت تکنولوژیکی آینده مکانیسم‌های عملیاتی را شکل می‌دهد.
پیشرفت‌های علم مواد، هیدرولیک، موتور و مغناطیس عملکرد را بهبود می‌بخشند.
مکانیسم‌های آینده کارآمدتر، قابل اعتمادتر و فشرده‌تر خواهند بود.
نیازهای نگهداری برای مکانیسم‌های عملیاتی مختلف شیرهای قطع کننده
نیازهای نگهداری بر اساس نوع مکانیسم متفاوت است:
مکانیسم‌های پرینگ: نیاز به بازرسی و روغن کردن منظم برای اطمینان از تمامیت پرینگ و همواری مکانیکی.
مکانیسم‌های هیدرولیک: نیاز به بازرسی دوره‌ای برای فراری گرفتن روغن و وضعیت سیال؛ سیل‌ها و شیرهای کنترل ممکن است با گذشت زمان تخریب شوند.
مکانیسم‌های موتوردار: نیاز به بازرسی وضعیت موتور، فرش‌ها (در صورت وجود) و اتصالات الکتریکی.
مکانیسم‌های مغناطیسی: عموماً نیاز به نگهداری کم، اما سولنوئید و اتصالات الکتریکی باید دوره‌ای بازرسی شوند.
خلاصه:
نیازهای نگهداری بستگی به نوع مکانیسم دارد.
مکانیسم‌های پرینگ و هیدرولیک نیاز به نگهداری مکانیکی بیشتر دارند؛ واحد‌های موتوردار نیاز به بازرسی الکتریکی دارند.
مکانیسم‌های مغناطیسی نیاز به نگهداری کم دارند اما همچنان نیاز به بازرسی دوره‌ای دارند.
چگونه مکانیسم عملیاتی هزینه شیر قطع کننده را تحت تأثیر قرار می‌دهد؟
نوع مکانیسم تأثیر مستقیمی بر هزینه شیر قطع کننده دارد:
مکانیسم‌های پرینگ به دلیل طراحی ساده و قوی معمولاً هزینه کمتری دارند.
مکانیسم‌های هیدرولیک، موتوردار و مغناطیسی پیچیده‌تر هستند و معمولاً هزینه بیشتری دارند.
با این حال، انتخاب تنها بر اساس هزینه نباید باشد. عواملی مانند سطح ولتاژ، پروفایل بار، شرایط محیطی و نیازهای قابلیت اطمینان باید در نظر گرفته شوند. مکانیسم‌های پرینگ معمولاً انرژی عملیاتی کمتری دارند، در حالی که مکانیسم‌های هیدرولیک نیروی عملیاتی بیشتری ارائه می‌دهند.
خلاصه:
نوع مکانیسم تأثیر مستقیمی بر هزینه کل دارد.
مکانیسم‌های پرینگ ارزان‌قیمت هستند؛ مکانیسم‌های هیدرولیک، موتوردار و مغناطیسی هزینه بیشتری دارند.
انتخاب باید بر اساس نیازهای فنی باشد، نه فقط هزینه اولیه.
تأثیر محیطی مکانیسم‌های عملیاتی مختلف شیرهای قطع کننده
مکانیسم‌های مختلف تأثیرات محیطی متفاوتی دارند:
مکانیسم‌های پرینگ: تأثیر محیطی کم - از انرژی مکانیکی استفاده می‌کنند بدون سیال یا تخلیه.
مکانیسم‌های هیدرولیک: خطر فراری گرفتن روغن وجود دارد که می‌تواند باعث آلودگی خاک و آب شود. تخلیه سیال هیدرولیک باید با دقت مدیریت شود.
مکانیسم‌های موتوردار: انرژی الکتریکی مصرف می‌کنند که به مصرف انرژی عملیاتی و پای‌کربن می‌افزاید.
مکانیسم‌های مغناطیسی: عموماً محیط‌زیست‌دوستانه هستند، اما انرژی برای تولید میدان مغناطیسی مورد نیاز است.
خلاصه:
تأثیر محیطی بستگی به مکانیسم دارد.
سیستم‌های هیدرولیک خطر فراری گرفتن روغن دارند؛ سیستم‌های موتوردار مصرف انرژی را افزایش می‌دهند.
مکانیسم‌های مغناطیسی محیط‌زیست‌دوستانه هستند، اما مصرف انرژی باید در نظر گرفته شود.
خلاصه: قابلیت اطمینان مکانیسم‌های پرینگ در کاربردهای ولتاژ بالا (35kV و بالاتر)
برای شیرهای قطع کننده ولتاژ بالا (35kV و بالاتر)، مکانیسم‌های پرینگ ساختاری ساده دارند و نظری قابلیت اطمینان بیشتری دارند. با این حال، تجربیات اخیر عملیات شبکه برق نشان می‌دهد که مکانیسم‌های پرینگ بدون مشکل نیستند، از جمله:
خستگی پرینگ منجر به باز و بسته شدن ناقص
گیر کردن قطعات قفل‌کننده منجر به عدم عملکرد
تغییر شکل سوراخ محور که ویژگی‌های قطع را تغییر می‌دهد و منجر به عملکرد نامناسب یا خرابی می‌شود
به علاوه، پرینگ‌های مارپیچ سری BLK نمونه‌هایی از شکست پرینگ به دلیل تحمل ضعیف محیطی (مانند دمایی و رطوبت) نشان داده‌اند.
برای تشخیص نقص‌ها در شیرها و مکانیسم‌های آنها در تست‌های روتین، تحقیقات گسترده‌ای در سراسر جهان انجام شده است. در حالی که دستگاه‌های تست و روش‌های تحلیلی متعددی وجود دارد، استفاده از سیگنال‌های تست و تحلیل پیشرفته برای ارزیابی و بهبود قابلیت اطمینان مکانیسم‌ها همچنان یک وظیفه چالش‌برانگیز و مداوم است.
