Ontwerp van ' afstandsbedieningsapparaat vir inhuishoudelike handwagentoghoogspanningsvakuumskakeelbrondraai

Die kabeling en ondergrondse aanleg van stedelike kragleidinge het 'n onomkeerbare tendens in die konstruksie van verspreidingsnetwerke geword. Hoogspanningskakelaars, as die kernapparatuur van die verspreidingsisteem, is die hoofdoelwit geword van alledaagse bedryf en instandhouding deur instandhoudingspersoneel. Tydens die apparaatiterasieproses, is die omvattende vervanging en kommissie van nuwe toerusting 'n langdurige proses, en 'n spesifieke tipe ou handbediende hoogspanningskakelaar bly steeds in diens.

Gee weens langdurige bedryf, is sulke kakelaars geneig tot boogrisiko's tydens oop- en sluitoperasies. In praktiese instandhoudingsituasies, wanneer elektriese bediening misluk, word manuele sluiting deur personeel vereis, wat hulle direk blootstel aan veiligheidsbedreigings van boog. Daarom is dit dringend dat 'n afstandsbedieningssluittoestel ontwikkel word om manuele bediening te vervang as 'n bykomende veiligheidsmaatreël tydens die oorgang na nuwe toerusting.

Met fokus op hierdie kwessie, as 'n projekdeelnemer, ontwerp hierdie artikel 'n afstandsbedieningssluittoestel deur die operasiekarakteristieke van ou handbediende skakelaars te analiseer om veiligheidsrisiko's tydens manuele operasies te vermy.

Tradisionele Sluitmetode vir Handbediende Skakelaars

In die bedieningspaneel en krukstruktuur van handbediende skakelaars (soos getoon in Figuur 1), is die manuele sluitrotasstok links op die paneel geleë met 'n gereelde seshoekige doorsnee. Die bedieningshandvat is Z-vormig, verbonden met die rotasstok deur 'n gereelde seshoekige dop aan die onderste eind vir steekverbinding. Tydens operasie, nadat die handvat in die rotasstok ingesit word, voltooi draaiing van die bo-einde kloksgewys ongeveer 24 keer die skakelaarsluiting.

Berekeningbasis vir Koppel en Ontwerpmaatstawwe

Gebaseer op die strukturele kenmerke van die gekoppelde bedieningshandvat, kan die koppelvereiste vir manuele sluiting van die skakelaar afgelei word deur die lengte van die kragarm en die trekkrachtparameters te bepaal. Volgens die meganiese formule 

• L→ is die afstandvektor van die rotasias van die bedieningshandvat na die kragtoepassingpunt, met 'n gemiddelde gemeetwaarde van 14 cm;

• F→min is die minimum vektor krag vereis om die rotasstok te dryf;

• M→min is die minimum koppel vereis om die rotasie van die stok te begin.

Deur operasiekarakteristiekanalise, bereik die rotasieweerstand van die handbediende skakelaar sy piek by die 15de rotasiecyclus. Die minimum koppeldata by hierdie punt kan die hele sluitproses omspan. Die koppelontwerp van die afstandsbedieningssluittoestel moet hierdie kritieke waarde oorskry met 'n veiligheidsmarge om variasies in koppel tussen verskillende skakelaartipes te akkommodeer. Geprefinieerde toetsdata sal in latere afdelinge aangebied word.

Basiese Struktuur van die Afstandsbedieningssluittoestel

Soos getoon in Figuur 2, bestaan die toestel uit 'n vaste stok, bewegende komponente, 'n elektriese toestel, en 'n sluitverbinding. Die vaste stok is ontwerp om uit te strek, met ondersteunplaatjies aan beide kante geheel. Tydens installasie, word die stok eers inkort en vertikaal in die kabinet geplaas, dan uitgestrek om die ondersteunplaatjies teen die kabinet te prop vir horisontale vestiging. Die bewegende komponente word in die vertikale rigting aangepas om die sluitverbinding van die elektriese toestel met die roterende kop van die handkar-skakelaar te lys. Na konfigurasie, kan operators terugtrek na 'n veilige area en 'n kloksgewyse sein via die afstandsbediening sender stuur om die sluitoperasie te voltooi.

Verwekliking van Afstandsbediening en Operasie
Motor Seleksie en Parameters

By die seleksie van die kernmotormodule, is permanente magneet DC-borstelose motore en borstele motore vergelyk. Borstelose motore bied beduidende voordele in leeftyd en geraasvlak (≤55dB), maar het komplekse beheersirkuite en hoër koste (40% meer as borstele types). Gegewe die toestel se nie-streng vereistes vir motorbeheer, is die XD-3420 permanente magneet DC-borstel motor gekies weens sy eenvoudige beheer en lae koste. Kernparameters:

• Geskatte spanning: 12V; Geskatte stroom: 2.42A;

• Geskatte vermogen: 30W; Berekende geskatte koppel: 11.9N·m (1.19kgf·cm), wat die operasieverwagtings bevredig.

 Om instandhoudingspersoneel in staat te stel om vanaf 'n veilige afstand te bedien, gebruik die toestel 'n Qichip QA-R-010 draadlose afstandsbediening seker vir draadlose kragbestuur. Die module bestaan uit 'n seënder en ontvanger: die ontvanger ondersteun DC-invoer van 3.6V tot 24V, met rooi/swart drade vir positief/negatief invoer en blou/grys drade vir ooreenstemmende uitsette (uitsetspanning stem ooreen met invoer). Die twee-knop seënder bied drie uittree modes: momentane, vasthoudende, en interlock. Die projek maak gebruik van die momentane mode, waar die swaarmodule slegs gedurende die indrukking van die knoppie geleidelyk voorsien, wat onmiddellike afbreek na loslaat verseker om die vereistes van transiente beheer tydens sluitoperasies te bevredig.

Terplekke afstandsbedieningstoets

Ons het 'n spanningsmeter gebruik om die trekkracht te meet wat nodig is vir manuele sluiting van 'n onttrete handbediende handkar-skakelaar. Soos getoon in Tabel 1, wanneer die handbediende sluiting ongeveer by die 15de rondte bereik, bereik die minimum trekkracht wat nodig is vir handbediende sluiting sy maksimum waarde. Deur gebruik te maak van hierdie trekkracht, het ons bereken dat die minimum koppel wat nodig is vir die hele handbediende sluitproses 1.75 N·m is.

Ons het die operasietye van die tradisionele manuele sluitmetode en die afstandsbedieningssluittoestel vergelyk. Tabel 2 wys dat die gebruik van die afstandsbedieningssluittoestel nie net risiko's vermy nie, maar ook die operasie-effektiwiteit liggies verbeter in vergelyking met puur manuele operasie. Sonder om tydkoste te verhoog, vermindert dit beduidend die veiligheidsrisiko's van operators.

Om die veiligheidsrisiko van instandhoudingspersoneel wat ou handbediende skakelaars naby moes bedien in die huidige verspreidingsnetwerk, het ons 'n hulpstuk voorgestel en ontwikkel. Dit laat instandhoudingspersoneel toe om 'n afstand van die skakelaartoestel te hou en die skakelaar afstandsbedien te sluit. Ons het die basiese sagteware en hardewarekomponente van die prototipe en sy gebruik gedetailleerd. Koppeltoste wys dat hierdie afstandsbedieningssluit-hulpstuk die sluitkoppelvereistes van handbediende skakelaars bevredig. In vergelyking met die tradisionele operasie-metode, is die operasiety soortgelyk. Dit vermy die risiko's van instandhoudingspersoneel wat sodanige skakelaars naby moes bedien sonder om tydkoste te verhoog, en die toestel het goeie ingenieurswese-toepassingswaarde.