İç Mevzuatlı Yüksek Gerilimli Vakum Kesici için Uzaktan Kapatma Cihazının Tasarımı
Şehir elektrik şebekelerinin kablolanması ve yer altına alınması, dağıtım ağları inşaatında geri dönmeyen bir eğilim haline gelmiştir. Yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı, dağıtım sisteminin merkezi ekipmanı olarak, bakım personeli için günlük operasyon ve bakımın temel hedefi olmuştur. Ekipman yenilenme sürecinde, yeni ekipmanların kapsamlı değiştirilmesi ve komisyonlanması uzun bir sürece sahiptir ve eski elle çarklı yüksek gerilim anahtarlama ekipmanı hala kullanımda bulunmaktadır.
Uzun süreli işletim nedeniyle, bu anahtarlar açma-kapatma işlemlerinde ark oluşma riskine maruz kalabilirler. Pratik bakım senaryolarında, elektriksel operasyon başarısız olursa, personelin el ile kapatma işlemi yapması gerekmekte ve bu durum onları doğrudan ark oluşma riskine maruz bırakmaktadır. Bu nedenle, ekipman güncellemesi geçiş döneminde manuel operasyonu değiştirecek bir uzaktan kapatma cihazı geliştirmek acil bir ihtiyaçtır.
Bu soruna odaklanarak, projenin bir katılımcısı olarak, bu makale, eski elle çarklı devre kesicilerin operasyonel özelliklerini analiz ederek, manuel operasyon sırasında ortaya çıkabilecek güvenlik risklerini önlemek için bir uzaktan kapatma operasyon cihazı tasarlamıştır.
El Çarklı Devre Kesicilerin Geleneksel Kapatma Yöntemi
El çarklı devre kesicilerin operasyon paneli ve çark yapısı (Gösterge 1'e bakınız) içinde, manuel kapatma dönme çubuğu, panelin sol tarafında düzenli altıgen kesitli olarak yer alır. Operasyon sapı Z şeklinde olup, alt ucunda düzenli altıgen kol ile dönme çubuğa takılabilir bağlantıya sahiptir. İşlem sırasında, sapın dönme çubuğa takılması ve üst ucu saat yönünde yaklaşık 24 tur dönülmesiyle devre kesici kapanma işlemi tamamlanır.
Tork Hesaplama Temeli ve Tasarım Kriterleri
Bağlantılı operasyon sapının yapısal özellikleri temel alınarak, devre kesicinin manuel kapatma için tork gereksinimi, kuvvet kolu uzunluğu ve çekme kuvvet parametrelerinin belirlenmesiyle elde edilebilir. Mekanik formül:
Operasyonel özellik analizi sonucunda, elle işletilen devre kesicinin rotasyon direnci 15. döngüde zirve yapmaktadır. Bu noktadaki minimum tork verisi, tüm kapatma sürecini kapsamaktadır. Uzaktan kapatma cihazının tork tasarımı, farklı devre kesici modelleri arasındaki tork değişkenliklerini karşılamak için bu kritik değerden güvenli bir marjla aşmalıdır. Ayrıntılı test verileri, sonraki bölümlerde sunulacaktır.
Uzaktan Kapatma Cihazının Temel Yapısı
Gösterge 2'ye göre, cihaz sabit çubuk, hareketli bileşenler, elektrikli cihaz ve kapatma bağlantısından oluşmaktadır. Sabit çubuk teleskopik olarak tasarlanmıştır ve her iki yanına destek plakaları yakındır. Kurulum sırasında, çubuk önce kısaltılır ve dolaba dikey olarak yerleştirilir, ardından genişletilerek destek plakaları dolaba yatay olarak sabitlenir. Hareketli bileşenler, elektrikli cihazın kapatma bağlantısını el çarklı anahtara hizalayacak şekilde dikey yönde ayarlanır. Yapılandırma sonrası, operatörler güvenli bir bölgeye çekilip, uzaktan verici aracılığıyla saat yönünde sinyal göndererek kapatma işlemini tamamlayabilirler.
Uzaktan Kontrol ve Operasyonun Gerçekleştirilmesi
Motor Seçimi ve Parametreleri
Ana motor modülü seçimi sırasında, kalıcı manyetli DC fırçalı olmayan motorlar ve fırçalı motorlar karşılaştırıldı. Fırçalı olmayan motorlar, hizmet ömrü ve ses seviyesi (≤55dB) açısından önemli avantajlar sunsa da, karmaşık kontrol devreleri ve daha yüksek maliyetlere (fırçalı tiplerden %40 daha fazla) sahiptir. Cihazın motora yönelik kontrol gerekliliklerinin sıkı olmadığı göz önünde bulundurulduğunda, basit kontrol ve düşük maliyeti nedeniyle XD-3420 kalıcı manyetli DC fırçalı motor tercih edildi. Önemli parametreler:
Bakım personelinin güvenli bir mesafeden operasyon yapabilmesi için, cihaz Qichip QA-R-010 kablosuz uzaktan kumanda anahtarı kullanılarak kablosuz güç yönetimi sağlar. Modül, bir verici ve bir alıcıdan oluşur: alıcı, 3.6V ile 24V arasında DC giriş desteği sağlar, kırmızı/siyah tel pozitif/negatif girişler için, mavi/gri tel ise karşılık gelen çıkışlar için (çıkış gerilimi girişe eşittir). İki düğmeli verici, anlık, kilitleme ve kilitlendirme olmak üzere üç çıkış modu sunar. Proje, düğmeye basıldığı sürece anahtar modülü iletmeye devam eden anlık modu kullanır, böylece serbest bırakıldığında anında kesilme sağlanarak, kapatma işlemleri sırasında geçici kontrol gerekliliklerini karşılar.
Saha Uzaktan Kontrol Deneyi
Manuel kapatma için gerekli çekme kuvvetini ölçmek amacıyla, emekliye ayrılmış el çarklı anahtarda çekme deneyicisi kullandık. Tablo 1'de gösterildiği gibi, el çarklı kapatma işlemi yaklaşık 15. döngüde ulaşıldığında, el çarklı kapatma için gerekli minimum çekme kuvveti zirve yapmaktadır. Bu çekme kuvveti kullanılarak, el çarklı kapatma süreci için gerekli minimum torkun 1.75 N·m olduğu hesaplandı.
Geleneksel manuel kapatma yöntemi ve uzaktan kapatma cihazı arasındaki operasyon sürelerini karşılaştırdık. Tablo 2, uzaktan kapatma cihazının kullanımı, sadece riskleri önler değil, aynı zamanda saf manuel operasyona göre hafifçe operasyon etkinliğini de artırdığını göstermektedir. Zaman maliyetini artırma olmaksızın, operatörlerin güvenlik risklerini önemli ölçüde azaltır.
Mevcut dağıtım ağlarında, bakım personelinin eski model el çarklı devre kesicileriyle yakın mesafeden çalışmasının getirdiği güvenlik riskini ele almak için, yardımcı bir cihaz önerdik ve geliştirdik. Bu, bakım personelinin anahtardan uzakta kalmalarına ve devre kesicinin kapatmasını uzaktan kontrol etmelerine olanak tanır. Prototipin temel yazılım ve donanım bileşenlerini ve kullanımını detaylandırıyoruz. Tork testleri, bu uzaktan kapatma yardımcı cihazının el çarklı devre kesicilerin kapatma tork gereksinimlerini karşıladığını göstermektedir. Geleneksel operasyon yöntemine kıyasla, operasyon süresi benzerdir. Bunu, bakım personelinin bu devre kesicileriyle yakın mesafeden çalışmasının getirdiği riskleri önler, zaman maliyetini artırma olmaksızın, cihazın iyi bir mühendislik uygulama değerine sahip olduğunu gösterir.
