Attālinātā slēgšanas ierīces dizains iekštelpu rokgrāmatas augspieņa vakuumvadītājam
Elektrotīklu kabēšana un apgabala tīklu iegrāvēšana pilsētā kļuvusi par neatgriezenisku tendenci sadalījuma tīklu būvniecībā. Augstsprieguma slēdzari, kā distribūcijas sistēmas galvenie ierīces, ir kļuvuši par ikdienas uzturēšanas un remontes galveno objektu uzturēšanas personālam. Ierīču modernizācijas procesā pilnīga aizvietošana un jaunu ierīču uzsākšana prasa ilgu laiku, un vecs riekstu pārslēgts augstsprieguma slēdzis joprojām tiek izmantots.
Lielgadu darbības dēļ šāda veida slēdzis ir pakļauts loku riskam atvēršanas un aizvēršanas operācijās. Praktiskajos remontes apstākļos, kad elektriskā darbība neveicjas, nepieciešama cilvēka rokas aizvēršana, kas tiek tieši izpostīta drošības apdraudējumam no lokiem. Tāpēc ārkārtīgi svarīgi ir izstrādāt attālinātu aizvēršanas ierīci, lai aizstātu manuālo darbību kā palīgdrošības pasākumu ierīču atjaunināšanas pārejas laikā.
Šai problēmai pievēršoties, kā projekta dalībnieks, šajā rakstā tiek izstrādāta attālināta aizvēršanas darbības ierīce, analizējot vecu riekstu pārslēgtu slēdzu darbības īpatņības, lai izvairītos no drošības riskiem manuālās darbības laikā.
Riekstu pārslēgtu slēdzu tradicionālais aizvēršanas paņēmiens
Riekstu pārslēgtu slēdzu darbības paneļa un rieksta struktūrā (kā redzams Attēlā 1) manuālā aizvēršanas pagrieziena stūris atrodas paneļa kreisajā pusē ar regulāru sešstūra priekšseju. Darbības griffa forma ir Z veida, savienots ar regulāru sešstūra cimdienu apakšdaļā, lai nodrošinātu ievedamu savienojumu. Darbības laikā, pēc tam, kad griffa ir ievests pagrieziena stūrī, apakšdaļu pagriežot pulksteņrādītāja virzienā aptuveni 24 reizes, notiek slēdzis aizvēršana.
Moments aprēķina pamati un dizaina kritēriji
Balstoties uz saistījuma darbības griffa struktūras īpatnībām, var izlemt riekstu pārslēgto slēdzu manuālai aizvēršanai nepieciešamo momentu, noteikot spēka brūdi un traukšanas spēka parametrus. Saskaņā ar mehānisko formulu
Darbības īpatnību analīzes rezultātā manuāli pārvaldāma slēdza rotācijas pretestība sasniedz maksimumu 15. rotācijas ciklā. Šīs fāzes minimālie moments dati var nodrošināt veselu aizvēršanas procesu. Attālinātas aizvēršanas ierīces moments dizains jāpārsniedz šis kritiskais skaitlis ar drošības aizsardzību, lai pielāgotos dažādu slēdzu modeļu momenta atšķirībām. Detalizēti testa dati tiks sniegti turpmākos posmos.
Attālinātas aizvēršanas ierīces pamata struktūra
Kā redzams Attēlā 2, ierīce sastāv no fiksētā stūra, kustīgām daļām, elektroierīces un aizvēršanas savienojuma. Fiksētais stūris ir dizainēts, lai būtu izplešams, ar stiprinājuma plāksnēm apmaltām abām pusēm. Uzstādīšanas laikā stūris vispirms saīsināts un novietots vertikāli skapī, pēc tam izplests, lai stiprinājuma plāksnes atbalstītu skapi horizontāli. Kustīgās daļas tiek pielāgotas vertikāli, lai elektroierīces aizvēršanas savienojums sakristu ar riekstu pārslēgtā slēdza rotācijas galvu. Pielāgošanas pēc operatori var atkāpties drošā zonā un nosūtīt pulksteņrādītāja virzienā signālu caur attālināto pārraides ierīci, lai veiktu aizvēršanas darbību.
Attālinātas pārvaldes un darbības realizācija
Motoru izvēle un parametri
Galvenā motoru moduļa izvēlē tika salīdzināti pastāvīgā magnēta galdnieku bezkarstu motoru un karstu motoru. Bezkarsti motori piedāvā būtiskas priekšrocības dzīves ilgumā un trokšņa līmenī (≤55dB), bet to kontroles shēmas ir sarežģītākas un viņu cena ir augstāka (40% lielāka nekā karstu tipa). Ņemot vērā ierīces nestrictas prasības pret motoru kontrolēšanu, tika izvēlēts XD-3420 pastāvīgā magnēta galdnieka karstu motors, tāpēc ka tas ir viegli kontrolējams un lēts. Galvenie parametri:
Lai ļautu uzturēšanas personālam darboties drošā attālumā, ierīce izmanto Qichip QA-R-010 bezvadu pārraides kontaktori, lai nodrošinātu bezvadu enerģijas pārvaldību. Modulis sastāv no pārraidekļa un saņēmēja: saņēmējs atbalsta DC ieeju no 3.6V līdz 24V, ar sarkanajiem/melniem vadiem pozitīvajai/negatīvajai ieejai un ziliem/pelēkiem vadamiem atbilstošajai izvadei (izvades spriegums atbilst ievades). Divpoga pārraidekļa ir pieejamas trīs izvades režīmi: momentāns, fiksēts un savstarpēji bloķējošs. Projekts izmanto momentāno režīmu, kur pārraides modulis strādā tikai tad, kad pogu nospiež, nodrošinot tūlītēju atvienošanos, kad pogu atbrīvo, lai atbilstu īslaicīgās kontroles prasībām aizvēršanas darbības laikā.
Vietējie attālinātas pārvaldes eksperimenti
Mēs izmantojām traukšanas testeru, lai mērītu manuālas aizvēršanas nepieciešamo spēku novecošā riekstu pārslēgta slēdza. Kā redzams Tabulā 1, kad riekstu pārslēgta aizvēršana nonāk aptuveni 15. ciklā, nepieciešamais minimālais traukšanas spēks riekstu pārslēgta aizvēršanai sasniedz savu maksimumu. Izmantojot šo traukšanas spēku, mēs aprēķinājām, ka nepieciešamais minimālais moments visam riekstu pārslēgta aizvēršanas procesam ir 1.75 N·m.
Mēs salīdzinājām tradicionālās manuālas aizvēršanas metodes un attālinātas aizvēršanas ierīces darbības laikus. Tabulā 2 redzams, ka izmantojot attālināto aizvēršanas ierīci, nav tikai izvairījas no riskiem, bet arī nedaudz uzlabota darbības efektivitāte salīdzinājumā ar čisti manuālo darbību. Bez laika izmaksu palielināšanas tā būtiski samazina operatoru drošības riskus.
Lai risinātu uzturēšanas personāla drošības risku, kas rodas, kad tiek nepieciešams tuvāk darboties ar novecošiem riekstu pārslēgtiem slēdziem pašreizējos sadalījuma tīklos, mēs ierosinājām un izstrādājām palīgierīci. Tas ļauj uzturēšanas personālam uzturēt attālumu no slēdžu ierīcēm un attālināti kontrolēt slēdza aizvēršanu. Mēs detalizēti aprakstījām prototipa pamata programmatūras un aparātūras komponentus un to lietošanu. Moments testi parāda, ka šī attālinātā aizvēršanas palīgierīce atbilst riekstu pārslēgtu slēdzu aizvēršanas momenta prasībām. Salīdzinājumā ar tradicionālo darbības metodi, darbības laiks ir līdzīgs. Tas izvairās no riskiem, kas rodas, kad uzturēšanas personāls darbojas tuvāk šāda veida slēdziem, bez laika izmaksu palielināšanas, un ierīcei ir laba inženierzinātniskā lietošanas vērtība.
