Reka Bentuk Peranti Penutup Jauh untuk Pemutus Litar Vakum Tekanan Tinggi Gerobak Tangan Dalaman
Pemasangan dan pengubahan bawah tanah lini grid elektrik bandar telah menjadi satu trend yang tidak dapat dielakkan dalam pembinaan rangkaian pengagihan. Peralatan pemutus litar tegangan tinggi, sebagai peralatan utama sistem pengagihan, telah menjadi objek utama operasi dan penyelenggaraan harian bagi kakitangan penyelenggaraan. Semasa proses iterasi peralatan, penggantian dan komisioning peralatan baru memerlukan tempoh yang panjang, dan sejenis pemutus litar tegangan tinggi tangan putar lama masih digunakan.
Kerana operasi jangka panjang, peralatan pemutus litar ini cenderung kepada risiko busur api semasa operasi buka-tutup. Dalam situasi penyelenggaraan sebenar, apabila operasi elektrik gagal, penutupan manual oleh kakitangan diperlukan, yang mengekspos mereka terhadap ancaman keselamatan langsung dari busur api. Oleh itu, sangat mendesak untuk mengembangkan peranti penutupan jauh untuk menggantikan operasi manual sebagai langkah keselamatan tambahan semasa transisi pembaruan peralatan.
Menumpukan pada isu ini, sebagai peserta projek, makalah ini merancang peranti operasi penutupan jauh dengan menganalisis ciri-ciri operasi pemutus litar tangan putar lama untuk mengelakkan risiko keselamatan semasa operasi manual.
Kaedah Penutupan Tradisional Pemutus Litar Tangan Putar
Dalam panel operasi dan struktur kruk pemutus litar tangan putar (seperti ditunjukkan dalam Rajah 1), rod putaran manual berseksyen heksagonal biasa terletak di sisi kiri panel. Pegangan operasi berbentuk Z, disambungkan ke rod putaran melalui sleve heksagonal biasa di bahagian bawah untuk sambungan boleh dicabut. Semasa operasi, selepas pegangan dimasukkan ke dalam rod putaran, memutar bahagian atas secara ikut arah jam sekitar 24 putaran menyelesaikan tindakan penutupan pemutus litar.
Basis Pengiraan Tork dan Kriteria Reka Bentuk
Berdasarkan ciri-ciri struktur pegangan operasi penghubung, keperluan tork untuk penutupan manual pemutus litar boleh ditentukan dengan menentukan panjang lengkung daya dan parameter daya tarikan. Berdasarkan formula mekanikal
Melalui analisis ciri-ciri operasi, rintangan putaran pemutus litar operasi manual mencapai puncaknya pada siklus putaran ke-15. Data tork minimum pada titik ini boleh menutupi seluruh proses penutupan. Reka bentuk tork peranti penutupan jauh mesti melebihi nilai kritikal ini dengan marjin keselamatan untuk mengakomodasi variasi tork antara model pemutus litar yang berbeza. Data ujian terperinci akan dipaparkan dalam bahagian seterusnya.
Struktur Asas Peranti Penutupan Jauh
Seperti ditunjukkan dalam Rajah 2, peranti terdiri daripada rod tetap, komponen bergerak, peranti elektrik, dan sendi penutup. Rod tetap direka agar boleh diperpanjang, dengan plat sokongan dilas pada kedua-dua sisi. Semasa pemasangan, rod dipendekkan dahulu dan diletakkan secara menegak ke dalam almari, kemudian diperpanjang untuk membuat plat sokongan menyokong almari untuk pengikatan mendatar. Komponen bergerak disesuaikan secara menegak untuk menyelaraskan sendi penutup peranti elektrik dengan kepala putaran pemutus litar gerobak. Selepas konfigurasi, operator boleh mundur ke kawasan selamat dan menghantar isyarat ikut arah jam melalui pemancar jauh untuk menyelesaikan operasi penutupan.
Pencapaian Kawalan dan Operasi Jauh
Pilihan dan Parameter Motor
Dalam memilih modul motor inti, motor DC kuasa kekal tanpa bor dan motor berbor dibandingkan. Motor tanpa bor menawarkan kelebihan signifikan dalam jangka hayat dan tahap bunyi (≤55dB), tetapi mempunyai litar kawalan yang rumit dan kos yang lebih tinggi (40% lebih daripada jenis berbor). Mengingat keperluan peranti yang tidak ketat untuk kawalan motor, motor DC kuasa kekal berbor XD-3420 dipilih kerana kawalan mudah dan kos rendah. Parameter penting:
Untuk membolehkan kakitangan penyelenggaraan mengoperasikan dari jarak selamat, peranti menggunakan pemancar jauh Qichip QA-R-010 untuk pengurusan kuasa tanpa wayar. Modul terdiri daripada pemancar dan penerima: penerima menyokong input DC dari 3.6V hingga 24V, dengan wayar merah/hitam untuk input positif/negatif dan wayar biru/kelabu untuk output yang sepadan (voltan output sesuai dengan input). Pemancar dua butang menawarkan tiga mod output: sementara, latching, dan interlocking. Projek ini menggunakan mod sementara, di mana modul switch hanya mengkonduksi semasa butang ditekan, memastikan putus sambungan segera apabila dilepaskan untuk memenuhi keperluan kawalan sementara semasa operasi penutupan.
Eksperimen kawalan jauh di tapak
Kami menggunakan alat uji tarikan untuk mengukur daya tarikan yang diperlukan untuk penutupan manual pemutus litar gerobak tangan putar yang sudah pensiun. Seperti ditunjukkan dalam Jadual 1, apabila penutupan tangan putar mencapai sekitar lingkaran ke-15, daya tarikan minimum yang diperlukan untuk penutupan tangan putar mencapai nilai maksimum. Menggunakan daya tarikan ini, kami mengira tork minimum yang diperlukan untuk seluruh proses penutupan tangan putar adalah 1.75 N·m.
Kami membandingkan masa operasi kaedah penutupan manual tradisional dan peranti penutupan jauh. Jadual 2 menunjukkan bahawa penggunaan peranti penutupan jauh bukan sahaja mengelakkan risiko tetapi juga meningkatkan sedikit kecekapan operasi berbanding operasi manual tulen. Tanpa menambah kos masa, ia mengurangkan risiko keselamatan operator secara signifikan.
Untuk menangani risiko keselamatan kakitangan penyelenggaraan yang perlu mengoperasikan pemutus litar tangan putar lama dari jarak dekat dalam rangkaian pengagihan semasa, kami mencadangkan dan mengembangkan peranti bantu. Ia membolehkan kakitangan penyelenggaraan menjaga jarak dari peralatan pemutus litar dan mengawal penutupan pemutus litar secara jauh. Kami merincikan komponen perisian dan perkakasan asas prototaip dan penggunaannya. Ujian tork menunjukkan bahawa peranti bantu penutupan jauh ini memenuhi keperluan tork penutupan pemutus litar tangan putar. Berbanding dengan kaedah operasi tradisional, masa operasi adalah serupa. Ia mengelakkan risiko kakitangan penyelenggaraan mengoperasikan pemutus litar seperti itu dari jarak dekat tanpa menambah kos masa, dan peranti ini mempunyai nilai aplikasi kejuruteraan yang baik.
