Analise en bespreking van die hoofspoorvlak in 'n vakuumkringbreek in EIB-meganisme

'n Vakuumkringbreek is 'n tipe kringbreek waarin sowel die boog-verdelgingsmedium as die insuleringmedium in die opening tussen die kontakte na boog-verdelging 'n vakuum is. As 'n beskermings- en beheereenheid vir kragtoerusting en krag-aangedrewe toerusting in industriële en mynbouondernemings, het binnekamerse AC-hoogspanningsvakuumkringbreke verskeie toepassings en kan geïnstalleer word in vaste kastings, middelgeplaasde kastings, en dubbelverdiepte kastings. As 'n kritiese elektriese toestel onder skakelapparatuur, is hoogspanningskringbreke geskik vir plekke wat gereeld bediening by die bepaalde werksstroom of herhaalde onderbreking van kortsluitstrome vereis.

Hierdie artikel ontleed die probleem van die EIB-vakuumkringbreek se skakelaar wat nie regtig oop of toe gaan weens gereelde bediening. Deur eksperimente is ontdek dat die val van die trippingsprong aan die regterkant van die hoofas die rede is vir die kringbreek se vermoë om nie regtig oop of toe te gaan. 'n Verbeteringsmaatreël van die installasie van verstelplaatjies is voorgestel om die normale bediening van die kringbreek te verseker, wat sekere verwysingswaarde het vir die veilige konstruksie van ondernemingse produksie.

Struktuur van Vakuumkringbreek

'n Vakuumkringbreek bestaan hoofsaaklik uit komponente soos 'n vakuumboog-verdelgingskamer, 'n bedieningsmechanisme, en 'n steun.

Vakuumboog-verdelgingskamer

Ook bekend as 'n vakuumskakelebuiskamer, werk die principe van die vakuumboog-verdelgingskamer deur gebruik te maak van die uitmuntende isolerende eienskap van die vakuummedium binne die buis, wat dit moontlik maak vir die medium- en hoogspanningskrets om die boog vinnig te verdelg en die stroom te sny nadat die stroombron afgesny is. Sy hoofstrukture is as volg:

• Luiste Insulasiesisteem: Dit is 'n geslote houer in 'n vakuumomgewing, hoofsaaklik saamgestel uit 'n luiste insulasie silinder, 'n bewegende-einde plaat, 'n vasstaande-einde plaat, en 'n roestvrystal bellow. Om luite te verseker, word streng bedryfsprosesse vereis vir die sluitsameknoppings. Daarbenewens word materiaal met uiterst lae lugpermeabiliteit benodig, en die interne gasvrylaat moet ook tot 'n minimumwaarde beperk word.

• Geleidende Sisteem: Dit is hoofsaaklik saamgestel uit 'n vasstaande elektrode en 'n bewegende elektrode. Die vasstaande elektrode sluit in 'n vasstaande kontak, 'n vasstaande geleidingsstok, en 'n vasstaande boogloopvlak, terwyl die bewegende elektrode sluit in 'n bewegende kontak, 'n bewegende geleidingsstok, en 'n bewegende boogloopvlak. Die kontakstruktuursoorte kan grofweg verdeel word in die transversale magnetveltype met 'n spiraalgroef boogloopvlak, die longitudinale magnetveltype, en die silindervormige type. Die bedieningsmechanisme laat die twee kontakke deur die beweging van die bewegende geleidingsstok nabykom, daarmee die kretsverbinding voltooi.

• Skermingssisteem: Dit is hoofsaaklik saamgestel uit 'n skerming silinder, 'n skerming kap, en ander toerusting. Tans algemeen gebruikte skermingkappe sluit in tipes soos die bellow skermingkap en die hoof skermingkap rondom die kontakke. Die hoof skermingkap kan die plaaslike veldsterkte verminder, die eenvormigheid van die interne elektriese veldverdeling van die boog-verdelgingskamer verbeter, wat gunstig is vir die miniaturisasie van die vakuumboog-verdelgingskamer. Tegelykertyd kan dit verhoed dat boogprodukte tydens die boogproses op die binnekant van die isolerende behuising spat, wat verseker dat die isolerende effek van die behuising nie deur boogontlading beïnvloed word nie. Dit kan ook boogenergie absorbeer, boogprodukte kondenseer, en die herstel van die dielektriese sterkte in die post-boogopening versnel.

Bedieningsmechanisme

Verskillende tipes kringbreke gebruik verskillende bedieningsmekanismes. Algemeen gebruikte bedieningsmekanismes sluit in veersbedieningsmekanisme, IEE-Business veer-energie-opslag bedieningsmekanisme, CT8 veer-energie-opslag bedieningsmekanisme, CT19 veer-energie-opslag bedieningsmekanisme, CD10 elektromagnetiese bedieningsmekanisme, CD17 elektromagnetiese bedieningsmekanisme, ens. Onder hierdie, het die veersbedieningsmekanisme die voordele van 'n klein grootte, klein sluitstroom, en hoë betroubaarheid, en word tans wyd gebruik in skakelapparatuur van verskillende spanningsvlakke.

Funksie en Prinsip van Vakuumkringbreek

Funksie en Karakteristieke

Onder normale bedryfstoestande, kan 'n vakuumkringbreek wat die tegniese parameterbereik voldoen, sy veilige en betroubare bedryf in die kragnetwerk van die ooreenkomstige spanningsvlak verseker. Die meganiese leeftyd van 'n vakuumkringbreek is ongeveer 20 000 keer, en die aantal volledige kapasiteit kortsluitstroomonderbrekinge is 50 keer. Dit kan gereeld bedien of kortsluitstroom herhaaldelik onderbreek binne die werksstroombereik. Hoogspanningsvakuumkringbreke het die voordele van hoë betroubaarheid, altyd bedryf, sonder instandhouding, volledige funksies, goeie interswopsbaarheid, en sterke universele toepassing, en kan toegepas word op herluingoperasies met verskillende kenmerke. Vakuumkringbreke gebruik 'n vertikale insulasiesilinder en 'n soliede insulasiestruktuur - geïntegreerde soliede geselde poolkolomme, wat weerstand kan bied teen die invloed van verskillende spesiale omgewings en sonder instandhouding is. Tegelykertyd het vakuumkringbreke verskeie gebruikstoepassings, wat geïnstalleer kan word in 'n vaste manier, gebruik in 'n intrekbaar manier, of geïnstalleer op 'n raamwerk.

Prinsip Uiteensetting

Wanneer die bewegende en statiese kontakke van 'n vakuumkringbreek terwyl belaa oop gemaak word, sal 'n vakuumboog tussen die kontakke gegenereer word. Die boog verhoog die oppervlakte temperatuur van die kontakke, wat metaal damp op die kontakoppervlak veroorsaak. Gebaseer op die spesifieke vorm van die kontakke, wanneer stroom deurgevoer word, beweeg die boog vinnig langs die raaklyn van die kontakoppervlak onder die werking van die magnetveld wat dit genereer. Die metaal damp en gelade deeltjies in die boogkolom versprei voortdurend na buite, en die digtheid van die metaal damp en gelade deeltjies bly verlaag. Wanneer die boog natuurlik nul oorskry, herstel die medium tussen die kontakke vinnig van 'n geleider na 'n isolator, die stroom word afgesny, en die boog word verdelg.

Foutoorzaak Opsomming en Analise

Deur die situasie te ontleed waar die vakuumkringbreek nie regtig oop of nie regtig toe gaan weens gereelde bediening, wys terplek inspeksie dat die bolt aan die regterkant van die skakelaar hoofas val, wat die regterkant trippingsprong laat val en op dieselfde tyd op die hoofas vassteek. Die mekanisme se tripping hang slegs af van die trippingsprong aan die linkerkant van die hoofas, wat lei tot die skakelaar wat nie regtig oop gaan nie. Alhoewel die waarskynlikheid van hierdie fout relatief klein is, kan sy voorkoms steeds tot produksie veiligheidsongelukke lei. Daarom is dit nodig om die foutoorzaak te analiseer, potensiële veiligheidsrisiko's te elimineer, en veilige produksie te verseker.

Oplossing en Verifikasieplan

Die bout wat die trippingspronge aan beide kante van die skakelaar hoofas van die IEE-Business mekanisme kringbreek vasmaak, is gewone bout + veerskotels (sien Figuur 1). Na jare van gereelde skakelaarbediening, val die bout wat die trippingsprong aan die regterkant van die hoofas vasmaak, as gevolg van trilling, wat lei tot die regterkant trippingsprong wat val en op dieselfde tyd op die hoofas vassteek. Die mekanisme se tripping hang slegs af van die trippingsprong aan die linkerkant van die hoofas, wat lei tot die skakelaar wat nie regtig oop gaan nie. Deur terplek ondersoek, word daar gevind dat daar 'n assiale lengteverskil van ongeveer 4 mm tussen die splinesnaaf aan die regterkant van die hoofas en die buitesteun is, en die eindkap het vervorm en ingesak (sien Figuur 2). As antwoord op hierdie fout, d.w.s. die kringbreek foute veroorsaak deur die trippingsprong wat val as gevolg van die losmaking van die eindbolt van die sluit-en-oop hoofas, word dan 'n kringbreek met 'n ooreenkomstige struktuur herbou vir foutsimulasie:

Stel die assiale lengte tussen die splinesnaaf aan die regterkant van die hoofas van hierdie gesimuleerde kringbreek en die buitesteun in om 'n opening van ongeveer 4 mm te skep (sien Figuur 3), en gebruik 'n skroefmomentsleutel om dit met 'n skroefmoment van 45 Nm vas te draai. Duw dit in die meganiese inloopkamer vir meganiese inloop. Die aanvanklike tellerstand is 26 keer, en die eindkap wys 'n ligte insakfenomeen na vasdraai. Die proses word in Figuur 4 getoon.

In die opsomming, wanneer die spesifiseerde skroefmoment 45 Nm is, bly dit goed vas selfs as die assiale lengte tussen die naafhouer en die splinesnaaf 4 mm bereik en die eindkap vervorm en insak, tot meer as 2 200 operasies. Dan gaan dit oor na die tweede fase verifikasie.

Stel die assiale lengte tussen die splinesnaaf aan die regterkant van die hoofas van hierdie gesimuleerde kringbreek en die buitesteun in om 'n 4-mm opening te skep. Gebruik 'n skroefmomentsleutel om dit met 'n skroefmoment van 35 Nm vas te draai, en gebruik die vervormde en ingesakte eindkap van fase 1. Merk dit met 'n kerflyn. Duw dit in die meganiese inloopkamer vir meganiese inloop. Die aanvanklike tel is 2 252. In die opsomming, wanneer die skroefmoment 35 Nm is, bly dit goed vas selfs as die assiale lengte tussen die naafhouer en die splinesnaaf 4 mm bereik en die eindkap vervorm en insak, tot meer as 1 887 operasies. Dan gaan dit oor na die derde fase verifikasie (sien Figuur 6).

Stel die assiale lengte tussen die splinesnaaf aan die regterkant van die hoofas van hierdie gesimuleerde kringbreek en die buitesteun in om 'n 4-mm opening te skep. Gebruik 'n skroefmomentsleutel om dit met 'n skroefmoment van 20 Nm vas te draai, en gebruik die vervormde en ingesakte eindkap van die derde fase. Merk dit met 'n kerflyn. Duw dit in die meganiese inloopkamer vir meganiese inloop. Die aanvanklike tel is 4 139 (sien Figuur 7).

In die opsomming, wanneer die skroefmoment 20 Nm is, bly dit goed vas selfs as die assiale lengte tussen die naafhouer en die splinesnaaf 4 mm bereik en die eindkap vervorm en insak, tot meer as 1 671 operasies. Dan gaan dit oor na die vierde fase verifikasie (sien Figuur 8 en Figuur 9).

Stel die assiale lengte tussen die splinesnaaf aan die regterkant van die hoofas van hierdie gesimuleerde kringbreek en die buitesteun in om 'n 4-mm opening te skep. Gebruik 'n skroefmomentsleutel om dit met 'n skroefmoment van 10 Nm vas te draai, en gebruik die vervormde en ingesakte eindkap van die vierde fase. Merk dit met 'n kerflyn. Duw dit in die meganiese inloopkamer vir meganiese inloop. Die aanvanklike tel is 5 810 (sien Figuur 10).

Tydens die toetsproses, is daar ontdek dat wanneer die teller 551 operasies bereik, die eindkap begin liggies draai ten opsigte van die aanvanklike posisie (sien Figuur 11); wanneer die tel toeneem tot 820 operasies, draai die eindkap liggies ten opsigte van die posisie by 551 operasies (sien Figuur 12); wanneer die tel 1 122 operasies bereik, is die trippingsprong met blote oog sien los (sien Figuur 13); wanneer die tel toeneem tot 1 261 operasies, val die trippingsprong af (sien Figuur 14).

Opsomming van die Toetsproses

Die asontwerp van die IEE-Business veerbedieningsmekanisme is gebaseer op die ontwerp van die Belgiese IEE-maatskappy. Nadat die swengels akkuraat geposisioneer is, word die bout aan beide kante tot die spesifieke skroefmoment vasgedraai. Veerskotels (gemaak van veerslag) word gebruik vir anti-losmaking deur wrywing. Na samestelling word die skotels platgedruk, en hul terugkaatsende krag handhaaf knelpowering en wrywing tussen die draad. Hierdie asstruktuurontwerp en anti-losmakingsmaatreëls is betroubaar bewys in meganiese leeftydproewe by die China Electric Power Research Institute (CEPRI).

Vroeë Prosesprobleme van die IEE-Mekanisme As

In die vroeë samestellingsproses, moes werkers mousses van verskillende tolertiegroepings pas om dimensies in balans te bring, wat die samestellingskwaliteit inkonsekwent en moeilik om te beheer gemaak het. Na samestelling van die kringbreek as, het akkumuleerde foute tot assiale lengteverskille tussen die interne splinesnaaf en eksterne mous gelei. Wanneer bout tot die spesifieke skroefmoment vasgedraai word, sak die middel van die eindkapke innatoe. Aangesien die eindkapke gemaak is van nie-veerslag elastiese materiale, kan hulle nie na vervorming herstel nie. Daarbenewens kan die asmous weens impak gedurende bediening kruip, wat die boutvasdrukking (met geen duidelike veranderinge in fasteners soos bout en eindkapke totdat die skroefmoment aansienlik verzwak nie) stapsgewys verlaag. Konvensionele instandhouding het ook moeilik genoeg skroefmoment met gewone sleutels toegepas. Uiteindelik, wanneer die skroefmoment onder 10 Nm val, versnel die eindkapke losmaking, wat die anti-losmakingskrag van die veerskotels vernietig.

Verbeterde Proses

Om skroefmomentvermindering as gevolg van eindkap-insakking te elimineer, is die proses aangepas: na algehele samestelling, word verstelplaatjies uniform bygevoeg vir balansering. Draadverankeringsly is op bout aangebring, wat dan met 'n skroefmomentsleutel tot 45 Nm vasgedraai word. Met plaatjies geïnstalleer, is daar geen ruimte meer vir die eindkapke om innatoe te sak nie. Die eindkapke sal nie die vasdrukking stapsgewys verlaag as gevolg van plastiese vervorming nie, wat stabiele en betroubare bedryf van die kringbreek gedurende sy leeftyd onder voldoende skroefmoment verseker.

Korrigeringsmaatreëls

Vir die kringbreek met hierdie fout, soos in Figuur 15 getoon, installering van verstelplaatjies. Na die uitlijning van die endvlak van die interne hoofas met die buitesteun, word dit met bout vasgelok. Draadverankeringsly word op die bout aangebring en met 'n skroefmomentsleutel tot 'n skroefmoment van 45 Nm vasgedraai.

Om die voorkoms van sulke lae-waarskynlikheid gebeure te verhoed, moet 'n algehele inspeksie van die kringbreke wat reeds in bedryf gestel is, uitgevoer word, en verstelplaatjies dienovereenkomstig geïnstalleer word om te verseker dat die in-bedryf-gestelde kringbreke normaal en betroubaar kan funksioneer.

Gevolgtrekking

Hierdie artikel fokus op die situasie van die hoogspannings AC-vakuumkringbreek wat nie regtig oop gaan nie. Deur simulasieanalise en eksperimentele verifikasie, word die redes vir die val van die trippingsprong ontleed. Dit is ontdek dat die einde-plaat vervorm as gevolg van die hoofas opening, en dan, na langtermyn sluit-en-oop trilling, val die trippingsprong, wat lei tot die kringbreek wat nie regtig oop gaan nie. Vir hierdie, is 'n oplossing voorgestel, en die haalbaarheid van die oplossing is in detail gedemonstreer. Ooreenkomstige korrigeringsmaatreëls is voorgehou, om die fout te elimineer, die normale gebruik van die hoogspanningsvakuumkringbreek te herstel, en die normale produksie van die onderneming te verseker.