Tillämpningen av inomhus högspänningsvakuumkretsbräckare
Under den första halvan av 2007, som projektmedverkande från Electromechanical Equipment Company of Huaibei Mining Group, genomförde vi en teknisk omvandling av 10kV-stationsområdet i östra fabriksområdet. Vårt huvudsakliga uppgift var att ersätta de ursprungliga 10kV-avkopplare - oljeinbäddade strömbrytare med ZN20 inomhus högspänningsvakuumströmbrytare.
Tidigare hade SN10-10 oljeinbäddade strömbrytare fungerat under en lång period, vilket ledde till allvarlig oljeläckage i mekanismerna. Detta krävde återfyllning av olja var sjätte månaden, vilket resulterade i en betydande underhållsarbetsbelastning. Dessutom var deras driftmekanismer manuellt opererade, och skyddsutrustningen bestod av traditionella reläer, vilka hade dålig tillförlitlighet och en hög felhändelsesfrekvens. Dessutom behövdes kalibrering av reläskyddet en gång per år, en uppgift som var både arbetskrävande och besvärlig.
För att säkerställa säker produktion fattade vi beslutet att uppgradera dessa strömbrytare till vakuumbrytare. Denna omvandling löste inte bara de befintliga driftproblem men lade också en solid grund för den stabila och effektiva drift av stationsområdet i framtiden.
Strukturella egenskaper hos vakuumbrytare
I den tekniska omvandlingen av 10kV-stationsområdet i östra fabriksområdet fick vi djupgående insikter i de strukturella egenskaperna hos ZN20-typen vakuumbrytare. Denna brytare består huvudsakligen av en driftmekanism, en lådakropp, vakuumrör, isoleringsramar och isolatorer. Den har en tredimensionell layout med driftmekanismen installerad framme.
Inuti lådakroppen, gjord av tunna stålplåtar, är högspänningskomponenterna fastmonterade bakom. Mekanismen ansluts till huvudaxeln via kopplingsplattor. När huvudaxeln roterar, drar krankarmarna som är fästa på den isolatorerna, vilket driver den rörliga ledningsstången i vakuumröret för att utföra växlingsåtgärder. Både stängning och öppning kan kontrolleras manuellt eller elektriskt genom driftmekanismen. Dessutom utrustas det med en AC/DC-dubbelbruks energilagringsmotor, hjälprelämekanismer och en driftsräknare. Tydliga "PÅ" och "AV" statusindikatorer på panelen underlättar intuitiv övervakning av brytarens drifttillstånd.
Brytaren använder vakuumrör för att avbryta högspänningssystem. Som visas i figur 1, består ett vakuumrör av en rörlig ledningsstång, en statisk ledningsstång, rörliga och statiska kontakter, en skärm, en bellows och en keramisk omslutning. Innesluten i keramisk omslutning med en hög vakuumgrad vanligtvis mellan 10⁻⁴ till 10⁻⁷ Torr (Notera: Den ursprungliga texten "104 - 10⁻⁷ Torr" kan vara en stavfel; det korrekta intervallet bör vara 10⁻⁴ till 10⁻⁷ Torr), är bellowsen svetsad vid ena änden till den rörliga ledningsstången och den rörliga slutluckan vid den andra. Denna flexibla komponent möjliggör extern operation av kontaktorna samtidigt som fullständig lufttäthet bibehålls. Skärmen runt kontaktorna absorberar metallånga genererade av vakuumbock när strömmen avbryts, vilket förhindrar föroreningar av isoleringsomslaget.
Genom praktisk erfarenhet under omvandlingsprojektet uppskattar vi djupt fördelarna med vakuumbrytare jämfört med traditionella oljeinbäddade:
Användningseffekter
Som projektmedverkande förstår vi djupt att driftmekanismen för vakuumbrytaren stänger vakuumrörets kontakter genom elastisk energi från energilagringsfjädern, vilket är oberoende av den manuella energilagringshastigheten, vilket garanterar snabb stängningsprestanda. Mekanismen har tre rörelsetillstånd: energilagring, stängning och öppning.
Vakuumbrytaren avbryter ström genom att släcka vakuumbocken när strömmen faller till noll. I det ögonblick vakuumbocken släcks, minskar tätheten av elektroner, positiva jon och andra partiklar mellan kontaktorna snabbt. Inom mikrosekunder återställs kontaktavståndet i princip till sin ursprungliga höga vakuumgrad och visar hög spänningsuthållighet, kapabel att motstå återställningsspänningen utan genombrott för att slutföra avbrottsprocessen. Därför kommer även om en hög spänning appliceras kort efter strömnollskärvan, kommer inte kontaktavståndet att genombrytas igen – vilket innebär att vakuumbocken kan släckas helt vid den första strömnollskärvan.
Användningseffekter
Sedan ZN20 10kV högspänningsvakuumbrytare sattes i drift i juni 2007 efter omvandlingen, har de visat utmärkt prestanda. Brytarna har snabba öppnings/stängningshastigheter, låg driftbuller och exakt och tillförlitlig handling.
Jämfört med tidigare oljeinbäddade strömbrytare, som krävde frekventa återfyllningar och tung underhållsarbetebelastning, har vakuumbrytarna betydligt minskat underhållsuppgifter och kostnader, vilket ger mätbara ekonomiska fördelar. Under de mer än 20 åren av drift innan omvandlingen upplevde stationsområdet flera felaktiga driftshändelser (som tvingande öppning av avkopplare medan oljeinbäddade strömbrytare var i stängt läge), vilket orsakade olika graders utrustningskada.
Efter omvandlingen har högspänningsutrustningen eliminera avkopplare, med varje krets kontrollerad av en enda vakuumbrytare. När brytaren öppnas kan brytkorgen dra ut, vilket uppfyller funktionen av en högspänningsavkopplare. Dessutom är utrustningen utrustad med mekaniska och elektriska lås i enlighet med "Fem förebyggande" krav, vilket effektivt undviker felaktiga driftshändelser, minskar händelsefrekvensen och säkerställer säker drift.
