کاربرد شیرهای مدار قطع کننده خلاء پرتوی بالادستی داخل ساختمان
در نیمه اول سال ۲۰۰۷، به عنوان شرکت‌کنندگان در پروژه از شرکت تجهیزات الکترومکانیکی گروه معدنی هایبئی، تبدیل فنی زیرстанسیون ۱۰ کیلوولتی منطقه کارخانه شرقی را انجام دادیم. وظیفه اصلی ما جایگزینی یونیت‌های جداکننده ۱۰ کیلوولتی - پرس شده - قطع کننده غوطه‌ور با قطع کننده‌های خلاء داخلی ZN20 بود.
قبلاً، قطع کننده‌های پرس شده SN10-10 برای مدت طولانی در حال عملیات بودند که منجر به نشتی شدید روغن در مکانیزم آنها شده بود. این امر نیازمند شارژ مجدد هر شش ماه یکبار بود که منجر به حجم زیادی کار نگهداری می‌شد. علاوه بر این، مکانیزم‌های عملیاتی آنها دستی بود و دستگاه‌های محافظ آنها از رله‌های سنتی تشکیل شده بودند که قابلیت اطمینان پایینی داشتند و نرخ خرابی بالایی داشتند. علاوه بر این، حفاظت رله‌ای باید هر سال یکبار تنظیم می‌شد که این کار هم زمان‌بر و پیچیده بود.
برای تضمین ایمنی تولید، تصمیم گرفتیم این قطع کننده‌ها را به قطع کننده‌های خلاء تبدیل کنیم. این تبدیل نه تنها مشکلات موجود عملیاتی را حل کرد بلکه بنیان محکمی برای عملکرد پایدار و کارآمد زیرستانسیون در آینده فراهم کرد.
ویژگی‌های ساختاری قطع کننده‌های خلاء
در تبدیل فنی زیرستانسیون ۱۰ کیلوولتی منطقه کارخانه شرقی، درک عمیقی از ویژگی‌های ساختاری قطع کننده خلاء نوع ZN20 کسب کردیم. این قطع کننده از مکانیزم عملیاتی، بدنه جعبه‌ای، لوله‌های خلاء، قاب‌های عایق و عایق‌ها تشکیل شده است. آن دارای یک چیدمان سه‌بعدی است با مکانیزم عملیاتی نصب شده در جلو.
درون بدنه جعبه‌ای که از صفحات فولادی نازک ساخته شده است، اجزای فشار بالا در عقب ثابت شده‌اند. مکانیزم از طریق صفحات اتصال به میله اصلی متصل می‌شود. با چرخش میله اصلی، دسته‌های کرنک که به آن ثابت شده‌اند، عایق‌ها را هل می‌دهند و میله رسانای متحرک لوله خلاء را به حرکت درمی‌آورند تا عملیات قطع و بسته شدن را انجام دهد. هم عملیات بسته شدن و هم عملیات قطع می‌توانند به صورت دستی یا الکتریکی از طریق مکانیزم عملیاتی کنترل شوند. علاوه بر این، دارای موتور انرژی ذخیره‌ساز AC/DC دو منظوره، مکانیزم‌های تماس کمکی و شمارنده عملیات است. نشانگرهای واضح وضعیت "ON" و "OFF" روی پنل به مانیتورینگ مستقیم وضعیت عملیاتی قطع کننده کمک می‌کنند.
قطع کننده از لوله‌های خلاء برای قطع مدارهای فشار بالا استفاده می‌کند. همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، یک لوله خلاء شامل میله رسانای متحرک، میله رسانای ثابت، تماس‌های متحرک و ثابت، سایه‌بان، پیچه و پوشش سرامیکی است. درون پوشش سرامیکی با فشار خلاء بالا معمولاً در محدوده ۱۰⁻⁴ تا ۱۰⁻⁷ تور (توجه: متن اصلی "104 - 10⁻⁷ تور" ممکن است اشتباه تایپی باشد؛ محدوده صحیح باید ۱۰⁻⁴ تا ۱۰⁻⁷ تور باشد)، پیچه به میله رسانای متحرک در یک طرف و پوشش متحرک در طرف دیگر جوش داده شده است. این مؤلفه انعطاف‌پذیر امکان عملکرد تماس‌ها را از بیرون فراهم می‌کند در حالی که کامل بسته می‌شود. سایه‌بان حول تماس‌ها بخار فلزی تولید شده توسط قوس خلاء در هنگام قطع جریان را جذب می‌کند و از آلودگی پوشش عایق جلوگیری می‌کند.
از طریق تجربه عملی در طول پروژه تبدیل، ما ارزش قطع کننده‌های خلاء را نسبت به قطع کننده‌های پرس شده سنتی عمیقاً درک کردیم:
اثرات کاربردی
به عنوان شرکت‌کنندگان در پروژه، ما عمیقاً درک می‌کنیم که مکانیزم عملیاتی قطع کننده خلاء تماس‌های لوله خلاء را از طریق انرژی الاستیک اسپرینگ ذخیره‌ساز انرژی بسته می‌کند که مستقل از سرعت ذخیره‌سازی دستی است و عملکرد بسته شدن سریع را تضمین می‌کند. مکانیزم سه حالت حرکتی دارد: ذخیره‌سازی انرژی، بسته شدن و باز شدن.
قطع کننده خلاء جریان را با خاموش کردن قوس خلاء وقتی که جریان به صفر می‌رسد قطع می‌کند. در لحظه خاموش شدن قوس خلاء، چگالی الکترون‌ها، یون‌های مثبت و ذرات دیگر بین تماس‌ها به سرعت کاهش می‌یابد. در چند میکروثانیه، فاصله تماس به طور اساسی فشار خلاء اولیه خود را بازیابی می‌کند و ولتاژ تحمل بالایی را نشان می‌دهد و قادر است ولتاژ بازیابی را بدون شکست تحمل کند تا فرآیند قطع را کامل کند. بنابراین، حتی اگر ولتاژ بالایی کوتاه مدت بعد از صفر شدن جریان اعمال شود، فاصله تماس دوباره شکسته نمی‌شود - یعنی قوس خلاء می‌تواند کاملاً در اولین صفر شدن جریان خاموش شود.
اثرات کاربردی
از زمان عملیاتی شدن قطع کننده‌های خلاء فشار بالا ۱۰ کیلوولت ZN20 در ژوئن ۲۰۰۷ پس از تبدیل، عملکرد برجسته‌ای نشان داده‌اند. قطع کننده‌ها دارای سرعت باز/بسته شدن سریع، سطح کم صدای عملیات و عملکرد دقیق و قابل اعتماد هستند.
در مقایسه با قطع کننده‌های پرس شده قبلی که نیازمند شارژ مجدد مکرر و حجم زیادی کار نگهداری بودند، قطع کننده‌های خلاء به طور قابل توجهی کارهای نگهداری و هزینه‌های آن را کاهش داده و منافع اقتصادی واقعی ایجاد کرده‌اند. در بیش از ۲۰ سال عملیات قبل از تبدیل، زیرستانسیون چندین حادثه عملیات نادرست (مانند باز کردن اجباری جداکننده در حالی که قطع کننده پرس شده در وضعیت بسته بود) را تجربه کرد که به تخریب متفاوتی از تجهیزات منجر شد.
پس از تبدیل، تجهیزات قطع کننده فشار بالا جداکننده‌ها را حذف کردند و هر مدار توسط یک قطع کننده خلاء کنترل می‌شود. وقتی که قطع کننده باز می‌شود، وانت قطع کننده می‌تواند خارج شود و عملکرد یک جداکننده فشار بالا را ایفا کند. علاوه بر این، تجهیزات قطع کننده با قفل‌های مکانیکی و الکتریکی مجهز شده‌اند که مطابق با نیازهای "پنج پیشگیری" است و به طور موثری از حوادث عملیات نادرست جلوگیری می‌کند، نرخ حادثه را کاهش می‌دهد و عملیات ایمن را تضمین می‌کند.
