Desain Perangkat Penutup Jarak Jauh untuk Pemutus Sirkuit Vakum Tekanan Tinggi Gerobak Tangan Indoor
Pemasangan kabel dan pengubahan jaringan listrik perkotaan menjadi sistem bawah tanah telah menjadi tren yang tidak terelakkan dalam pembangunan jaringan distribusi. Perangkat pemutus sirkuit tegangan tinggi, sebagai peralatan inti dari sistem distribusi, telah menjadi objek utama operasi dan pemeliharaan sehari-hari bagi petugas pemeliharaan. Selama proses iterasi peralatan, penggantian total dan pemasangan peralatan baru memiliki siklus yang panjang, dan jenis pemutus sirkuit tegangan tinggi lama dengan tuas putar masih beroperasi.
Karena operasi jangka panjang, peralatan ini rentan terhadap risiko busur api selama operasi buka-tutup. Dalam skenario pemeliharaan praktis, ketika operasi listrik gagal, diperlukan penutupan manual oleh petugas, yang secara langsung mengekspos mereka terhadap ancaman keselamatan dari busur api. Oleh karena itu, pengembangan perangkat penutupan jarak jauh untuk menggantikan operasi manual sebagai tindakan keamanan tambahan selama transisi pembaruan peralatan sangat mendesak.
Fokus pada masalah ini, sebagai peserta proyek, makalah ini merancang perangkat operasi penutupan jarak jauh dengan menganalisis karakteristik operasional pemutus sirkuit tuas putar lama untuk menghindari risiko keselamatan selama operasi manual.
Metode Penutupan Tradisional Pemutus Sirkuit Tuas Putar
Dalam panel operasi dan struktur tuas pemutus sirkuit tuas putar (seperti ditunjukkan pada Gambar 1), tuas putar manual berada di sisi kiri panel dengan penampang silinder berbentuk heksagonal. Pegangan operasi berbentuk Z, terhubung ke tuas putar melalui selongsong heksagonal reguler di ujung bawah untuk koneksi dapat dicabut. Selama operasi, setelah memasukkan pegangan ke dalam tuas putar, memutar ujung atas searah jarum jam sekitar 24 kali menyelesaikan aksi penutupan pemutus sirkuit.
Dasar Perhitungan Torsi dan Kriteria Desain
Berdasarkan karakteristik struktural pegangan operasi tautan, persyaratan torsi untuk penutupan manual pemutus sirkuit dapat diturunkan dengan menentukan panjang lengan gaya dan parameter tarikan. Menurut rumus mekanik
Melalui analisis karakteristik operasional, hambatan rotasi pemutus sirkuit yang dioperasikan manual mencapai puncaknya pada siklus rotasi ke-15. Data torsi minimum pada titik ini dapat menutupi seluruh proses penutupan. Desain torsi perangkat penutupan jarak jauh harus melebihi nilai kritis ini dengan margin keamanan untuk menyesuaikan variasi torsi antara model pemutus sirkuit yang berbeda. Data uji detail akan disajikan dalam bagian selanjutnya.
Struktur Dasar Perangkat Penutupan Jarak Jauh
Seperti ditunjukkan pada Gambar 2, perangkat terdiri dari batang tetap, komponen bergerak, perangkat listrik, dan sambungan penutup. Batang tetap dirancang agar dapat ditarik, dengan pelat penyangga dilas di kedua sisinya. Selama pemasangan, batang dipendekkan terlebih dahulu dan ditempatkan secara vertikal ke dalam lemari, kemudian diperpanjang sehingga pelat penyangga menopang lemari untuk perbaikan horizontal. Komponen bergerak disesuaikan secara vertikal untuk menyelaraskan sambungan penutup perangkat listrik dengan kepala putaran switch handcart. Setelah konfigurasi, operator dapat mundur ke area aman dan mengirim sinyal searah jarum jam melalui transmitter jarak jauh untuk menyelesaikan operasi penutupan.
Realisasi Kontrol dan Operasi Jarak Jauh
Pemilihan Motor dan Parameter
Dalam memilih modul motor inti, motor DC brushless magnet permanen dan motor brushed dibandingkan. Motor brushless menawarkan keuntungan signifikan dalam umur layanan dan tingkat kebisingan (≤55dB), namun memiliki rangkaian kontrol yang kompleks dan biaya lebih tinggi (40% lebih mahal dari jenis brushed). Mengingat persyaratan kontrol motor yang tidak ketat pada perangkat, motor DC brushed magnet permanen XD-3420 dipilih karena kontrol sederhana dan biaya rendah. Parameter kunci:
Untuk memungkinkan petugas pemeliharaan melakukan operasi dari jarak aman, perangkat menggunakan saklar kendali jarak jauh nirkabel Qichip QA-R-010 untuk manajemen daya nirkabel. Modul terdiri dari transmitter dan receiver: receiver mendukung input DC dari 3.6V hingga 24V, dengan kabel merah/hitam untuk input positif/negatif dan kabel biru/abu-abu untuk output yang sesuai (tegangan output sama dengan input). Transmitter dua tombol menawarkan tiga mode output: momen, latching, dan interlocking. Proyek ini menggunakan mode momen, di mana modul saklar hanya berfungsi saat tombol ditekan, memastikan putus instan saat dilepas untuk memenuhi persyaratan kontrol sementara selama operasi penutupan.
Eksperimen kontrol jarak jauh di lapangan
Kami menggunakan alat uji tarik untuk mengukur gaya tarik yang diperlukan untuk penutupan manual switch handcart tuas putar yang sudah pensiun. Seperti ditunjukkan pada Tabel 1, ketika penutupan tuas putar mencapai sekitar lingkaran ke-15, gaya tarik minimum yang diperlukan untuk penutupan tuas putar mencapai nilai maksimum. Menggunakan gaya tarik ini, kami menghitung bahwa torsi minimum yang diperlukan untuk seluruh proses penutupan tuas putar adalah 1.75 N·m.
Kami membandingkan waktu operasi metode penutupan manual tradisional dan perangkat penutupan jarak jauh. Tabel 2 menunjukkan bahwa penggunaan perangkat penutupan jarak jauh tidak hanya menghindari risiko tetapi juga sedikit meningkatkan efisiensi operasi dibandingkan dengan operasi manual murni. Tanpa menambah biaya waktu, ia secara signifikan mengurangi risiko keselamatan operator.
Untuk mengatasi risiko keselamatan petugas pemeliharaan yang perlu mengoperasikan pemutus sirkuit tuas putar lama dari dekat dalam jaringan distribusi saat ini, kami mengusulkan dan mengembangkan perangkat bantu. Perangkat ini memungkinkan petugas pemeliharaan menjaga jarak dari peralatan pemutus sirkuit dan mengontrol penutupan pemutus sirkuit secara jarak jauh. Kami merinci komponen perangkat lunak dan keras dasar prototipe serta penggunaannya. Uji torsi menunjukkan bahwa perangkat bantu penutupan jarak jauh ini memenuhi persyaratan torsi penutupan pemutus sirkuit tuas putar. Dibandingkan dengan metode operasi tradisional, waktu operasi serupa. Ia menghindari risiko petugas pemeliharaan mengoperasikan pemutus sirkuit tersebut dari dekat tanpa menambah biaya waktu, dan perangkat ini memiliki nilai aplikasi teknik yang baik.
