Deseño de dispositivo de pechado remoto para interruptor de vacío de alta tensión con carretilla para interior
A cablaxe e a soterración das liñas de rede eléctrica urbana converteronse nunha tendencia irreversible na construción de redes de distribución. Os equipamentos de alta tensión, como o equipo central do sistema de distribución, converteuse no principal obxecto da operación e manutención diarias para o persoal de mantemento. Durante o proceso de iteración do equipo, a substitución integral e a puesta en marcha de novo equipo teñen un ciclo longo, e un tipo de interruptor de alta tensión antigo con manivela aínda está en servizo.
Debido á súa operación a longo prazo, este tipo de interruptor é propenso a riscos de arco eléctrico durante as operacións de apertura e pechado. Nas situacións reais de manutención, cando falla a operación eléctrica, é necesaria a pechada manual polo persoal, expostos directamente ás ameacas de seguridade debido ao arco eléctrico. Polo tanto, é urgente desenvolver un dispositivo de pechado remoto para substituír a operación manual como medida auxiliar de seguridade durante a transición de actualización do equipo.
Centrándose nesta cuestión, como participante do proxecto, este artigo diseña un dispositivo de operación de pechado remoto analizando as características operativas dos interruptores antigos con manivela para evitar os riscos de seguridade durante as operacións manuais.
Método tradicional de pechado de interruptores con manivela
No painel de operación e na estrutura da manivela dos interruptores con manivela (como se mostra na Figura 1), a barra rotativa de pechado manual está situada no lado esquerdo do painel con sección transversal hexagonal regular. A maneta de operación ten forma de Z, conectada á barra rotativa mediante unha manga hexagonal regular na parte inferior para conexión desaxegable. Durante a operación, despois de inserir a maneta na barra rotativa, xirando a extremidade superior no sentido horario aproximadamente 24 voltas completa a acción de pechado do interruptor.
Base de cálculo do par e criterios de deseño
Baseándose nas características estructurais da maneta de operación de ligazón, pode derivarse o requisito de par para o pechado manual do interruptor determinando a lonxitude do brazo de forza e os parámetros de tracción. Segundo a fórmula mecánica
A través da análise das características operativas, a resistencia rotacional do interruptor operado manualmente alcanza o seu pico no ciclo de rotación 15. Os datos de par mínimo neste punto poden cubrir todo o proceso de pechado. O deseño de par do dispositivo de pechado remoto debe superar este valor crítico cunha margen de seguridade para acomodar as variacións de par entre diferentes modelos de interruptores. Os datos de proba detallados presentaranse nas seccións seguintes.
Estrutura básica do dispositivo de pechado remoto
Como se mostra na Figura 2, o dispositivo consta dunha barra fixa, compoñentes móbeis, dispositivo eléctrico e articulación de pechado. A barra fixa está deseñada para ser telescópica, con placas de soporte soldadas en ambos os lados. Durante a instalación, a barra acurtase primeiro e colócase verticalmente no armario, despois esténdese para que as placas de soporte apoiense no armario para a fixación horizontal. Os compoñentes móbeis axústase na dirección vertical para alinear a articulación de pechado do dispositivo eléctrico coa cabeza rotativa do interruptor de carreta. Despois da configuración, os operadores poden retirarse a unha área segura e enviar unha señal no sentido horario a través do transmisor remoto para completar a operación de pechado.
Realización do control e operación remota
Selección e parámetros do motor
Na selección do módulo de motor central, comparouse motores de corrente contínua sin escovas de imán permanente e motores con escovas. Os motores sin escovas ofrecen ventaxes significativas en vida útil e nivel de ruído (≤55dB), pero presentan circuitos de control complexos e custos máis altos (40% máis que os tipos con escovas). Dado que o dispositivo non require un control de motor estrito, escolleuse o motor DC de imán permanente con escovas XD-3420 pola súa simpleza de control e baixo custo. Parámetros clave:
Para permitir ao persoal de mantemento operar a unha distancia segura, o dispositivo emprega un interruptor de control remoto inalámbrico Qichip QA-R-010 para a xestión de enerxía inalámbrica. O módulo consiste nun emisor e un receptor: o receptor admite entrada DC de 3.6V a 24V, con cables vermello/negro para entradas positivas/negativas e azul/cincento para saídas correspondentes (a tensión de saída coincide coa de entrada). O emisor de dous botóns ofrece tres modos de saída: momentáneo, bloqueo e interbloqueo. O proxecto utiliza o modo momentáneo, onde o módulo de interruptor só conduce mentres se preme o botón, asegurando a desconexión instantánea ao soltar, para cumprir os requisitos de control transitório durante as operacións de pechado.
Experiencia de control remoto no terreo
Utilizamos un probador de tracción para medir a forza de tracción necesaria para o pechado manual dun interruptor de carreta con manivela dado de baixa. Como se mostra na Táboa 1, cando o pechado con manivela alcanza aproximadamente a volta 15, a forza de tracción mínima necesaria para o pechado con manivela alcanza o seu valor máximo. Utilizando esta forza de tracción, calculamos que o par mínimo necesario para todo o proceso de pechado con manivela é de 1.75 N·m.
Comparámos os tempos de operación do método de pechado manual tradicional e o dispositivo de pechado remoto. A Táboa 2 amosa que o uso do dispositivo de pechado remoto non só evita riscos, senón que tamén mellora levemente a eficiencia operativa en comparación coa operación puramente manual. Sen aumentar os custos de tempo, reduce significativamente os riscos de seguridade para os operadores.
Para abordar o risco de seguridade do persoal de mantemento que necesita operar interruptores con manivela antigos a curta distancia na rede de distribución actual, propuxemos e desenvolvemos un dispositivo auxiliar. Permite ao persoal de mantemento manterse a unha distancia do equipo de interruptores e controlar remotamente o pechado do interruptor. Detallamos os componentes básicos de software e hardware do prototipo e o seu uso. As probas de par mostran que este dispositivo auxiliar de pechado remoto cumpre cos requisitos de par de pechado dos interruptores con manivela. En comparación co método de operación tradicional, o tempo de operación é similar. Evita os riscos de que o persoal de mantemento opere tales interruptores a curta distancia sen aumentar os custos de tempo, e o dispositivo ten un valor de aplicación enxeñeiro excelente.
