Design av fjärrstängningsenhet för inomhusvagnshögvolyms vakuumkretsutbrytare
Kablar och underjordiska elnätslinjer i städer har blivit en omvändbar trend inom distributionsnätets konstruktion. Högspegelutrustning, som är kärnan i distributionsystemet, har blivit det huvudsakliga objektet för daglig drift och underhåll för underhållspersonal. Under utrustningsiterationen har den fullständiga ersättningen och kommissioneringen av ny utrustning en lång cykel, och en typ av gammal handskruvad högspegelutrustning är fortfarande i drift.
På grund av långvarig drift är sådan utrustning benägen för att bilda bågar under öppnings- och stängningsoperationer. I praktiska underhållsscenarier, när elektrisk drift misslyckas, krävs manuell stängning av personal, vilket exponerar dem direkt för säkerhetshot från bågning. Därför är det brådskande att utveckla en fjärrstyrningsenhet för stängning som ersättning för manuell drift som ett hjälpsäkerhetsåtgärd under utrustningsuppdateringstransitionen.
Med fokus på detta problem, som en projektmedverkande, utformar denna artikel en fjärrstyrningsenhet för stängning genom att analysera driftkarakteristiken hos gamla handskruvade strömbrytare för att undvika säkerhetsrisker under manuella operationer.
Traditionell Stängningsmetod för Handskruvade Strömbrytare
I driftpanelen och skruvstrukturen av handskruvade strömbrytare (som visas i figur 1) ligger den manuella stängningsroten till vänster på panelen med en regelbunden sexhörig tvärsnitt. Drifthandtaget är Z-formad, kopplat till roten via en regelbunden sexhörig slang vid nedre änden för pluggbart anslutning. Under drift, efter att ha infört handtaget i roten, slutförs stängningsåtgärden för strömbrytaren genom att vrida den övre änden medurs runt 24 varv.
Beräkningsgrund för moment och designkriterier
Baserat på de strukturella egenskaperna hos kopplingsdrifthandtaget kan momentkravet för manuell stängning av strömbrytaren härledas genom att fastställa längden på krafförlängningen och dragkraftsparametrarna. Enligt mekaniska formeln
Genom driftkarakteristiksanalys når rotationsmotståndet för manuellt betjut strömbrytare sitt toppvärde vid det 15:e rotationscykeln. Det minsta momentdata vid detta tillfälle kan täcka hela stängningsprocessen. Momentdesignen av fjärrstyrningsenheten måste överstiga detta kritiska värde med en säkerhetsmarginal för att hantera momentvariationer mellan olika strömbrytarmodeller. Detaljerade testdata presenteras i följande avsnitt.
Grundläggande Struktur av Fjärrstyrningsenheten för Stängning
Som visas i figur 2 består enheten av en fast rodd, rörliga komponenter, elektrisk enhet och stängningskoppling. Den fasta rodden är utformad för att vara teleskopisk, med stödplattor svetsade på båda sidor. Vid installation förkortas först rodden och placeras vertikalt i kabinettet, sedan utvidgas den för att göra stödplattorna stöd mot kabinettet för horisontell fastsättning. Rörliga komponenter justeras i den vertikala riktningen för att justera stängningskopplingen av den elektriska enheten med roten av handvagnsbrytaren. Efter konfiguration kan operatörer dra sig tillbaka till ett säkert område och skicka ett medursignal via fjärröverföraren för att slutföra stängningsåtgärden.
Realisering av Fjärrstyrning och Drift
Motorval och Parametrar
Vid valet av kärnmotormodulen jämfördes permanentmagnetiska DC-lösglädde motorer och glädde motorer. Gläddefria motorer erbjuder betydande fördelar i livslängd och bullernivå (≤55dB), men har komplexa kontrollkretsar och högre kostnader (40% mer än glädde motorer). Givet enhetens inte alltför stränga krav på motorstyrning valdes XD-3420 permanentmagnetiska DC-glädde motor för dess enkla kontroll och låga kostnad. Nyckelparametrar:
För att möjliggöra underhållspersonals drift på säker avstånd använder enheten en Qichip QA-R-010 trådlös fjärrstyrningskontakt för trådlös energihantering. Modulen består av en sändare och en mottagare: mottagaren stöder DC-inmatning från 3.6V till 24V, med röd/svart trådar för positiva/negativa inmatningar och blå/grå trådar för motsvarande utmatningar (utmatningsspänningen matchar inmatningen). Tvåknapps sändaren erbjuder tre utmatningslägen: kortvarigt, liggande och växlande. Projektet använder kortvarigt läge, där modulen bara leder medan knappen hålls nedtryckt, vilket garanterar omedelbar koppling vid frisläppande för att uppfylla kraven för tillfällig styrning under stängningsåtgärder.
Platsförsök med fjärrstyrning
Vi använde en dragtester för att mäta den nödvändiga dragkraften för manuell stängning av en avskriven handskruvad handvagnsbrytare. Som visas i tabell 1 når den nödvändiga minsta dragkraften för handskruvad stängning sitt toppvärde vid ungefär det 15:e varvet. Med hjälp av denna dragkraft beräknade vi att det minsta moment som krävs för hela handskruvade stängningsprocessen är 1.75 N·m.
Vi jämförde drifttiderna för den traditionella manuella stängningsmetoden och fjärrstyrningsenheten. Tabell 2 visar att användning av fjärrstyrningsenheten inte bara undviker risker utan också förbättrar driftseffektiviteten något jämfört med ren manuell drift. Utan att öka tidskostnaderna minskar det signifikant säkerhetsriskerna för operatörer.
För att adressera säkerhetsrisken för underhållspersonal som behöver betjäna gamla handskruvade strömbrytare nära i det nuvarande distributionsnätet, föreslog och utvecklade vi en hjälpapparat. Det gör det möjligt för underhållspersonal att hålla avstånd från strömbrytaren och styra strömbrytaren fjärrstyrt. Vi detaljerade de grundläggande program- och maskinvarukomponenterna av prototypen och dess användning. Momenttester visar att denna fjärrstyrningshjälpapparat uppfyller momentkraven för handskruvade strömbrytare. Jämfört med den traditionella driftmetoden är drifttiden liknande. Den undviker risken för underhållspersonal att betjäna sådana strömbrytare nära utan att öka tidskostnaderna, och apparaten har god ingenjörsmässig tillämpningsvärde.
