Távoli bezáró eszköz tervezése belső szekrényes magasfeszültségi vakuum átmenetkikapcsolóhoz
A városi hálózatok kábelezése és alagútba helyezése egy megfordíthatatlan trend lett a terjesztőhálózat-építésben. A magasfeszültségű kapcsolók, mint a terjesztő rendszer központi eszközei, a karbantartási személyzet napi működtetési és karbantartási fő feladatai lettek. Az eszközök frissítési folyamatában az új berendezések teljes kicserélése és beüzemelése hosszú időt vesz igénybe, és a régi kézzel forgatható magasfeszültségű kapcsolók még mindig használatban vannak.
A hosszú idejű működés miatt ezek a kapcsolók nyitás és zárás közben kiáltási kockázatokra vannak kitéve. Gyakorlati karbantartási helyzetekben, amikor az elektrikus működés sikertelen, a személyzet manuálisan kell zárja a kapcsolót, ami közvetlen biztonsági fenyegetést jelent nekik. Ezért sürgős, hogy fejlesszünk egy távolról irányítható záróeszközt, amely a manuális műveletekkel való segéd biztonsági intézkedésként cserélheti le a kézi műveleteket az eszközfrissítési átmeneti időszakban.
Ez a problémára összpontosítva, mint projekt résztvevő, ez a tanulmány egy távolról irányítható záróeszköz tervezését javasolja, a régi kézzel forgatható áramkiegészítők működési jellemzőinek elemzésével, hogy elkerülje a manuális műveletek során fellépő biztonsági kockázatokat.
A kézzel forgatható áramkiegészítők hagyományos zárómódszere
A kézzel forgatható áramkiegészítők vezérlőpultján és forgóstruktúráján (lásd: 1. ábra) a manuális záróforgó rúd a pult bal oldalán található, szabályos hatszögletes keretezéssel. A műveleti fogantyú Z-alakú, a forgórudhoz egy szabályos hatszögletes csatlakozóval van csatlakoztatva a also vége mellett, behelyezhető kapcsolódással. A művelet során, miután a fogantyút a forgórudba helyezték, a felső vége körülbelül 24 fordulatot kellene óramutató járása szerint elfordítani, hogy a kapcsoló záródjon.
Nyomaték számítási alapja és tervezési kritériumai
A kapcsoló kezelőfogantyújának szerkezeti jellemzői alapján a kapcsoló manuális zárásának nyomatékigénye meghatározható a erőkar hosszának és a húzóerő paramétereinek meghatározásával. A mechanikai képlet alapján:
A működési jellemzők elemzésével kiderült, hogy a kézi működésű áramkiegészítő forgási ellenállása a 15. fordulatnál éri el a csúcspontját. Ennek pontján a minimális nyomatéki adatok lefedik a teljes zárófolyamatot. A távolról irányítható záróeszköz nyomatéktervezése ezen kritikus értéken felül kell lépjen biztonsági tartalommal, hogy különböző áramkiegészítő modell közötti nyomatékváltozásokat is figyelembe vegyen. A részletes tesztadatokat a következő szakaszokban mutatjuk be.
A távolról irányítható záróeszköz alapvető szerkezete
Ahogy az 2. ábrán látható, az eszköz rögzített rud, mozgó részek, elektromos eszköz és zárókapcsolóból áll. A rögzített rud nyújtó-húzó, mindkét oldalán támogatólapokkal van elláttva. A telepítés során először rövidítik a ruddat, majd függőlegesen helyezik a szekrénybe, majd kinyújtanak, hogy a támogatólapok a szekrényhez támaszkodjanak vízszintes rögzítésre. A mozgó részek vízszintesen igazítják a zárókapcsolót, hogy az elektromos eszköz zárókapcsolója a kézikocsiszín forgótetőjével egyenlő legyen. A konfiguráció után a műveleti személyzet visszahúzódhat a biztonsági területre, és óramutató járása szerinti jelet küldhet a távoli továbbítóval, hogy a záró műveletet végrehajtsa.
Távoli irányítás és művelet
Motor kiválasztása és paraméterei
A motor alapmodul kiválasztásakor összehasonlítottuk a szilárdmágneses DC tisztán tehermentes motort és a tisztán teheres motort. A tisztán tehermentes motorok jelentős előnyökkel bírnak az élettartam és zajszint (≤55dB) tekintetében, de bonyolultabb vezérlők áramkörrel és magasabb költségekkel (40%-kal drágább, mint a tisztán teheres típus). Mivel az eszköz nem szigorúan igényli a motor vezérlését, a XD-3420 szilárdmágneses DC tisztán teheres motort választottuk egyszerűbb vezérlés és alacsonyabb költségek miatt. Főbb paraméterei:
A karbantartási személyzet biztonságos távolságból történő működtetésének lehetővé tételére a Qichip QA-R-010 vezeték nélküli távoli irányító kapcsolót használjuk a vezeték nélküli energiakezeléshez. A modul egy küldő és fogadó részből áll: a fogadó 3,6V-tól 24V-ig támogat DC-bemenetet, piros/fekete vezetékekkel a pozitív/negatív bemenetekhez, és kék/szürke vezetékekkel a megfelelő kimenetekhez (a kimeneti feszültség megegyezik a bemeneti feszültséggel). A két gombos küldő három kimeneti módot kínál: pillanatos, rögzített és összekötő. A projekt a pillanatos módot használja, ahol a kapcsolómodul csak akkor vezet, amíg a gomb lenyomva van, így biztosítva a nyomás levételével a pillanatnyi ellenállás kikapcsolását, amely megfelel a záró műveletek során fellépő tranzienst ellenőrzésének követelményeinek.
Helyszíni távoli irányítási kísérlet
Ragadozópróbatételezéssel mérte a kézi zárásra szükséges húzóerőt egy kibocsátott kézikocsiszín esetében. Ahogy az 1. táblázatban látható, amikor a kézi zárás körülbelül a 15. körnél éri el, a kézi zárásra szükséges minimális húzóerő éri el a maximális értékét. Ezt a húzóerőt használva kiszámoltuk, hogy a teljes kézi zárás folyamata során a minimális nyomaték, amire szükség van, 1,75 N·m.
Összehasonlítottuk a hagyományos kézi zárás műveleti időt és a távolról irányítható záróeszköz műveleti időjét. A 2. táblázat azt mutatja, hogy a távolról irányítható záróeszköz használata nem csak a kockázatokat elkerüli, de enyhén javítja a műveleti hatékonyságot a tiszta kézi művelettel szemben. Időbeli költség növelése nélkül jelentősen csökkenti a műveleti személyzet biztonsági kockázatait.
A jelenlegi terjesztőhálózatban a karbantartási személyzetnek a régi kézikocsiszínekkel való közeli műveletekkel járó biztonsági kockázatának kezelése érdekében javasoltunk és kifejlesztettünk egy segédeszközt. Ez lehetővé teszi a karbantartási személyzetnek, hogy távolról irányítsa a kapcsoló zárását, és távol maradjon a kapcsolótól. Részletesen bemutattuk a prototípus alapvető szoftver és hardver komponenseit, valamint használatát. A nyomatékszámítások azt mutatják, hogy ez a távolról irányítható segédeszköz megfelel a kézikocsiszínek zárásához szükséges nyomaték követelményeknek. A hagyományos műveleti módszerhez képest a műveleti idő hasonló. Elkerüli a karbantartási személyzetnek a kézikocsiszínekkel való közeli műveletekkel járó kockázatokat, anélkül, hogy növelné az időbeli költségeket, és az eszköznek nagyszerű mérnöki alkalmazási értéke van.
