کاربرد دیودهای خلاء فشار بالا داخل ساختمان
در نیمه اول سال ۲۰۰۷، به عنوان شرکت‌کنندگان در پروژه از شرکت تجهیزات الکترومکانیکی گروه معدنی هوایبئی، ما تبدیل فنی زیرстанسیون ۱۰ کیلوولتی منطقه کارخانه شرقی را انجام دادیم. وظیفه اصلی ما جایگزینی واحد جداکننده ۱۰ کیلوولت - مدار قطع کننده غوطه ور در روغن با مدار قطع کننده خلاء داخلی ZN20 بود.
قبلاً، مدار قطع کننده‌های SN10-10 غوطه ور در روغن برای مدت طولانی در حال عملیات بودند که منجر به نشتی شدید روغن در مکانیزم آنها شد. این موضوع نیازمند تغذیه مجدد هر شش ماه یکبار بود و حجم کار نگهداری بالایی را ایجاد می‌کرد. علاوه بر این، مکانیزم‌های آنها دستی بودند و دستگاه‌های محافظ آنها از رله‌های سنتی تشکیل شده بودند که قابلیت اطمینان پایین و نرخ خرابی بالایی داشتند. همچنین، حفاظت رله‌ای باید هر سال یکبار تنظیم می‌شد که این کار هم زمان‌بر و پیچیده بود.
برای تضمین تولید ایمن، تصمیم گرفتیم این مدار قطع کننده‌ها را به مدار 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 مدار قطع کننده‌های خلاء
در تبدیل فنی زیرستانسیون ۱۰ کیلوولتی منطقه کارخانه شرقی، ما به طور عمیق به ویژگی‌های ساختاری مدار قطع کننده خلاء نوع ZN20 آشنا شدیم. این مدار قطع کننده عمدتاً از مکانیزم عملیاتی، بدنه جعبه‌ای، لوله‌های خلاء، چارچوب‌های عایق و عایق‌ها تشکیل شده است. این مدار قطع کننده دارای یک طرح سه‌بعدی است که مکانیزم عملیاتی در جلوی آن نصب شده است.
داخل 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، آkolbhae ذراع‌های کرانک که روی آن ثابت شده‌اند، عایق‌ها را هل می‌دهند و میله هدایت‌کننده متحرک لوله خلاء را برای انجام عملیات قطع و بستن می‌رانند. هم عملیات بستن 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 دومنظوره، مکانیزم‌های تماس کمکی و شمارنده عملیات است. نشانگرهای "بسته" و "باز" روشن روی صفحه کنترل، نظارت مستقیم بر وضعیت عملیاتی مدار قطع کننده را تسهیل می‌کنند.
مدار 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 هدایت‌کننده متحرک، میله هدایت‌کننده ثابت، تماس‌های متحرک و ثابت، سپر، پیچک و پوشش سرامیکی است. درون پوشش سرامیکی با خلاء بالا معمولاً در محدوده ۱۰⁻⁴ تا ۱۰⁻⁷ تور (توجه: متن اصلی "104 - 10⁻⁷ تور" ممکن است خطای تایپی باشد؛ محدوده صحیح باید ۱۰⁻⁴ تا ۱۰⁻⁷ تور باشد)، پیچک به یک سر میله هدایت‌کننده متحرک و به سر دیگر پوشش متحرک متصل شده است. این مؤلفه انعطاف‌پذیر امکان عملکرد خارجی تماس‌ها را فراهم می‌کند در حالی که کامل همتاکی حفظ می‌کند. سپر حول تماس‌ها بخار فلزی تولید شده توسط قوس خلاء در زمان قطع جریان را جذب می‌کند و از آلودگی پوشش عایق جلوگیری می‌کند.
از طریق تجربه عملی در طول پروژه تبدیل، ما به طور عمیق ارزش مدار قطع کننده‌های خلاء را نسبت به مدار قطع کننده‌های غوطه ور در روغن درک کردیم:
اثرات کاربردی
به عنوان شرکت‌کنندگان در پروژه، ما به طور عمیق درک می‌کنیم که مکانیزم عملیاتی مدار قطع کننده خلاء تماس‌های لوله خلاء را از طریق انرژی الاستیک سیم پیچ انرژی ذخیره‌ساز بسته می‌کند که مستقل از سرعت ذخیره‌سازی دستی است و عملکرد بستن سریع را تضمین می‌کند. مکانیزم سه حالت حرکتی دارد: ذخیره‌سازی انرژی، بستن و باز کردن.
مدار قطع کننده خلاء با خاموش کردن قوس خلاء وقتی جریان به صفر می‌رسد، جریان را 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 به خلاء اولیه خود باز می‌گردد و ولتاژ تحمل بالایی دارد که قادر به تحمل ولتاژ بازیابی بدون خرابی و اتمام فرآیند قطع است. بنابراین، حتی اگر ولتاژ بالایی در کوتاه مدت بعد از عبور جریان از صفر اعمال شود، فاصله تماس دوباره خراب نخواهد شد - یعنی قوس خلاء می‌تواند کاملاً در اولین عبور از صفر جریان خاموش شود.
اثرات کاربردی
از زمان عملیات مدار قطع کننده‌های خلاء ZN20 ۱۰ کیلوولتی پس از تبدیل در ژوئن ۲۰۰۷، آنها عملکرد عالی نشان داده‌اند. مدار قطع کننده‌ها دارای سرعت بستن/باز کردن سریع، سطح پایین نویز عملیاتی و عملکرد دقیق و قابل اعتماد هستند.
در مقایسه با مدار قطع کننده‌های غوطه ور در روغن قبلی که نیازمند تغذیه مجدد مکرر و حجم کار نگهداری سنگین بودند، مدار قطع کننده‌های خلاء به طور قابل توجهی وظایف و هزینه‌های نگهداری را کاهش داده‌اند و منافع اقتصادی واقعی را به دست آورده‌اند. در بیش از ۲۰ سال عملیات قبل از تبدیل، زیرستانسیون چندین حادثه عملیات غلط (مانند باز کردن اجباری جداکننده در حالتی که مدار قطع کننده غوطه ور در روغن در حالت بسته بود) تجربه کرد که موجب آسیب‌های متفاوتی به تجهیزات شد.
پس از تبدیل، تجهیزات مسیر فشار بالا جداکننده‌ها را حذف کرد و هر مدار توسط یک مدار قطع کننده خلاء کنترل می‌شود. وقتی مدار قطع کننده باز شود، گارته مدار قطع کننده می‌تواند کشیده شود و عملکرد یک جداکننده فشار بالا را ایفا کند. علاوه بر این، تجهیزات مسیر دارای قفل‌های مکانیکی و الکتریکی بر اساس نیازهای "پنج پیشگیری" هستند که به طور موثر از حوادث عملیات غلط جلوگیری می‌کنند، نرخ حادثه را کاهش می‌دهند و عملیات ایمن را تضمین می‌کنند.
