EIB Mechanizmusú Vakuumbanán Főtengelyhibájának Elemzése és Megbeszélése

A vakuum áramköri törés egy olyan töréstípus, amelyben az ív kikapcsoló közeg és a kapcsolópontok közötti szakadék utáni izoláló közeg is vakuum. Az ipari és bányászati vállalatokban használt berendezések és hajtóművek védelmi és irányítási egységeként, a belső AC magasfeszültségű vakuum áramköri törések sokoldalú alkalmazásokkal rendelkeznek, és rögzített tárolókban, középső tárolókban és kétszeres tárolókban is telepíthetők. A kapcsolóberendezések között fontos elektromos eszköznek számít, a magasfeszültségű áramköri törések alkalmasak a szabványos munkaáram vagy többszörös rövidzárlat-áram megszakítására.

Ez a tanulmány elemzi a gyakori működés miatt fellépő problémát, amikor az IEE-Business vakuum áramköri törés nem tud megfelelően kinyitni vagy bekapcsolni. Kísérletek alapján kiderült, hogy a fő tengely jobb oldalán lévő kilökő rudak leesése okozza a törés nem megfelelő nyitását vagy bekapcsolását. Javaslatot tesz a helyzet javítására, azaz a finomhangoló rétegek telepítését, ami biztosítja a törés normális működését, ami biztonságos termelési építés szempontjából is fontos referenciát jelent.

Vakuum Áramköri Törés Szerkezete

A vakuum áramköri törés főbb komponensei a vakuum ív kikapcsoló kamra, a működtető berendezés és a tartó.

Vakuum Ív Kikapcsoló Kamra

Más néven vakuum kapcsoló cső, a vakuum ív kikapcsoló kamra működési elvét a kamra belső vakuum közeg kiemelkedő izoláló tulajdonsága alapján lehet megragadni, amely lehetővé teszi a közepes- és magasfeszültségű áramkörök gyors ív kikapcsolását és -áram megszakítását a tápegység kikapcsolása után. Főbb szerkezetei a következők:

• Szellőztetésmentes Izoláló Rendszer: Ez egy zárt tartály vakuum környezetben, főleg szellőztetésmentes izoláló hengerből, mozgó vég lemez, rögzített vég lemez és acélhengeres merevítő részekből áll. A szellőztetés biztosítása érdekében szigorú műszaki folyamatokat kell követni a szellőszerző kapcsolóknál. Ezen felül, minimális gázkiadást igénylő anyagokra van szükség, és a belső gázkiadást is minimális értékre kell korlátozni.

• Villamos Rendszer: Főleg rögzített és mozgó elektrodából áll. A rögzített elektroda tartalmaz egy rögzített kapcsolót, rögzített vezetőt és rögzített ív futófelületet, míg a mozgó elektroda egy mozgó kapcsolót, mozgó vezetőt és mozgó ív futófelületet. A kapcsolóstruktúrák típusai nagyjából a spirál-görbe ív futófelülettel rendelkező horizontális mágneses tér típus, a vertikális mágneses tér típus és a hengeres típus között oszlanak. A működtető berendezés a mozgó vezető mozgásán keresztül a két kapcsolót összekötve, ezzel teljesítve a villamos áramkör összekapcsolását.

• Védő Rendszer: Főleg védő henger, védő fedő és más eszközökből áll. A jelenleg leggyakrabban használt védő fedők a hengeres védő fedő és a kapcsoló pontok körül található fő védő fedő. A fő védő fedő csökkenti a helyi mezőerőt, javítja az ív kikapcsoló kamra belső elektromos mező-elrendezés egyenletességét, ami elősegíti a vakuum ív kikapcsoló kamra kisebb méretű változatainak készítését. Ugyanakkor, megakadályozza, hogy az ív termékei peregjenek a hordozó test belső falra az ív keletkezése során, garantálva, hogy a hordozó test izoláló hatása ne legyen befolyásolva az ív kibocsátásával. Abszorbálja az ív energiaját, koncentrálja az ív termékeit, és gyorsítja a szakadék utáni dielektrikus erősséget.

Működtető Berendezés

Különböző típusú áramköri törések különböző működtető berendezéseket használnak. Gyakran használt működtető berendezések a rugó működtető, IEE-Business rugóenergia-tároló működtető, CT8 rugóenergia-tároló működtető, CT19 rugóenergia-tároló működtető, CD10 elektromos működtető, CD17 elektromos működtető stb. Közülük a rugó működtető kis méretű, kis bezáró árammal és magas megbízhatósággal rendelkezik, és jelenleg szerte a különböző feszültségű kapcsolóberendezésekben széles körben használt.

A Vakuum Áramköri Törés Függvénye és Elve

Függvény és Jellemzők

Normál működési feltételek mellett, a technikai paraméterek határain belül működő vakuum áramköri törés biztonságos és megbízható működést biztosíthat a megfelelő feszültségi szintű hálózatban. A vakuum áramköri törés mechanikai élettartama körülbelül 20.000-szer, és a teljes kapacitású rövidzárlat-áram megszakítások száma 50-szer. A munkaáram tartományon belül gyakran működhet, vagy többször is megszakíthat rövidzárlat-áramot. A magasfeszültségű vakuum áramköri törések magas megbízhatósággal, minden időszakban való működéssel, karbantartásmentességgel, teljes funkcionalitással, jó cserélhetőséggel és erős univerzalitással rendelkeznek, és különböző jellemzőkkel rendelkező újraszinkronizálási műveletekhez is alkalmazhatók. A vakuum áramköri törések függőleges izoláló hengert és szilárd izoláló szerkezetet integrált szilárd lezáró oszloppal használnak, amely ellenáll a különböző speciális környezeti hatásoknak, és karbantartásmentes. Ugyanakkor, a vakuum áramköri törések többféle használati módja van, amelyek rögzített módon, kihúzható módon, vagy keretbe helyezve is telepíthetők.

Elv Bevezetése

Amikor a vakuum áramköri törés mozgó és rögzített kapcsolói nyitva vannak, akkor egy vakuum ív jön létre a kapcsolók között. Az ív növeli a kapcsoló felületének hőmérsékletét, ami metál-vapor jelenséget okoz a kapcsoló felületén. A kapcsolók különleges formája alapján, amikor áram folyik rajta, a generált mágneses mező hatására az ív gyorsan mozog a kapcsoló felület tangense mentén. A metál-vapor és a töltött részecskék az ív oszlopban folyamatosan kifúlnak, és a metál-vapor és a töltött részecskék sűrűsége folyamatosan csökken. Amikor az ív természetesen áthalad a nullán, a kapcsolók közötti közeg gyorsan visszanyerje a vezető tulajdonságát izolálóhoz, az áram megszakad, és az ív kikapcsolódik.

Hiba Okainak Összefoglalása és Elemezése

A gyakori működés miatt fellépő vakuum áramköri törés nem megfelelő nyitását vagy teljes nyitását elemzi, a helyszíni ellenőrzés azt mutatta, hogy a kapcsoló fő tengely jobb oldali végén levő csavar leesése miatt, a jobb oldali kilökő rugó leesik, és ugyanakkor beleakad a fő tengelybe. A működtetés csak a fő tengely bal oldali kilökő rugóján alapul, amiért a kapcsoló nem nyílik teljesen. Bár ez a hiba valószínűsége viszonylag alacsony, annak előidézheti a termelési biztonsági baleseteket. Ezért szükséges a hiba okának elemzése, a potenciális biztonsági kockázatok megszüntetése, és a biztonságos termelés biztosítása.

Megoldás és Ellenőrzési Terv

Az IEE-Business működtető áramköri törés kapcsoló fő tengelyének mindkét oldalán lévő kilökő rugókat rögzítő csavarok közönséges csavarok + rugókarika (lásd 1. ábrát). A gyakori kapcsoló működés évek óta, a fő tengely jobb oldalán lévő kilökő rugót rögzítő csavar a rezgések miatt leesik, amiért a jobb oldali kilökő rugó leesik, és ugyanakkor beleakad a fő tengelybe. A működtetés csak a fő tengely bal oldali kilökő rugóján alapul, amiért a kapcsoló nem nyílik teljesen. A helyszíni vizsgálat alapján, kiderült, hogy a fő tengely jobb oldalán lévő csillag alakú tengely és a külső háza közötti axiális hosszúság körülbelül 4 mm, és a végfedő alakváltozást és behúzódást szenvedett (lásd 2. ábrát). Ennek a hibanak, vagyis a kilökő rugó leesése miatt a bezáró és nyitó fő tengely végén lévő csavar felfúvódása, ellenőrzésére egy megfelelő szerkezetű áramköri törést helyreállították a hiba szimulációjához:

Adjuk meg a szimulált áramköri törés fő tengelyének jobb oldalán lévő csillag alakú tengely és a külső ház közötti axiális hosszúságot, hogy körülbelül 4 mm-es rés lehetjen (lásd 3. ábrát), és egy forgatómoment-mutató csavarkulccsal 45 Nm forgatómomental szorítsuk meg. Helyezzük el a mechanikai futtatási szobába a mechanikai futtatásra. A kezdeti számláló értéke 26, és a végfedő enyhén behúzódott a szorítás után. A folyamatot 4. ábra mutatja be.

Összefoglalva, amikor a megadott forgatómoment 45 Nm, még akkor is, ha a tengelyhéjas és a csillag alakú tengely közötti axiális hosszúság 4 mm, és a végfedő alakváltozást és behúzódást szenvedett, továbbra is jól rögzített maradt 2200-nél több működésig. Ezután a második szakasz ellenőrzésére halad.

Adjuk meg a szimulált áramköri törés fő tengelyének jobb oldalán lévő csillag alakú tengely és a külső ház közötti axiális hosszúságot, hogy 4 mm-es rés lehetjen. Használjunk egy forgatómoment-mutató csavarkulcsot 35 Nm forgatómomental szorításához, és használjuk a 1. szakaszban deformált és behúzódott végfedőt. Jelöljük meg vonalkával. Helyezzük el a mechanikai futtatási szobába a mechanikai futtatásra. A kezdeti számláló értéke 2252. Összefoglalva, amikor a forgatómoment 35 Nm, még akkor is, ha a tengelyhéjas és a csillag alakú tengely közötti axiális hosszúság 4 mm, és a végfedő alakváltozást és behúzódást szenvedett, továbbra is jól rögzített maradt 1887-nél több működésig. Ezután a harmadik szakasz ellenőrzésére halad (lásd 6. ábrát).

Adjuk meg a szimulált áramköri törés fő tengelyének jobb oldalán lévő csillag alakú tengely és a külső ház közötti axiális hosszúságot, hogy 4 mm-es rés lehetjen. Használjunk egy forgatómoment-mutató csavarkulcsot 20 Nm forgatómomental szorításához, és használjuk a harmadik szakaszban deformált és behúzódott végfedőt. Jelöljük meg vonalkával. Helyezzük el a mechanikai futtatási szobába a mechanikai futtatásra. A kezdeti számláló értéke 4139 (lásd 7. ábrát).

Összefoglalva, amikor a forgatómoment 20 Nm, még akkor is, ha a tengelyhéjas és a csillag alakú tengely közötti axiális hosszúság 4 mm, és a végfedő alakváltozást és behúzódást szenvedett, továbbra is jól rögzített maradt 1671-nél több működésig. Ezután a negyedik szakasz ellenőrzésére halad (lásd 8. és 9. ábrát).

Adjuk meg a szimulált áramköri törés fő tengelyének jobb oldalán lévő csillag alakú tengely és a külső ház közötti axiális hosszúságot, hogy 4 mm-es rés lehetjen. Használjunk egy forgatómoment-mutató csavarkulcsot 10 Nm forgatómomental szorításához, és használjuk a negyedik szakaszban deformált és behúzódott végfedőt. Jelöljük meg vonalkával. Helyezzük el a mechanikai futtatási szobába a mechanikai futtatásra. A kezdeti számláló értéke 5810 (lásd 10. ábrát).

A teszt folyamán kiderült, hogy amikor a számláló 551 működésre ért, a végfedő kezdett enyhén elforganni a kezdeti pozícióval szemben (lásd 11. ábrát); amikor a számláló 820 működésre nőtt, a végfedő enyhén elforganni a 551 működésnél látott pozícióval szemben (lásd 12. ábrát); amikor a számláló 1122 működésre ért, a kilökő rugó már szemmel láthatóan lapult (lásd 13. ábrát); amikor a számláló 1261 működésre nőtt, a kilökő rugó leesett (lásd 14. ábrát).

A Teszt Folyamatának Összefoglalása

Az IEE-Business rugó működtető fő tengelyének tervezése a belga IEE-Business cég tervezésére alapul. A kivonókarok pontos pozícionálása után, mindkét oldali csavarokat a megadott forgatómoment értékére szorítják. Rugókarikát (rugóvasból) használnak szorítás-ellenállás céljából. A montázs után a karikák simák, és a rugó ereje fenntartja a szárazfogak közötti szorítást és súrlódást. Ez a fő tengely szerkezet tervezése és a szorítás-ellenállás intézkedései megbízhatók voltak a Kínai Elektromos Kutatóintézet (CEPRI) mechanikai élettartam típusú teszteken.

Az IEE-Business Működtető Fő Tengely Korai Folyamat Problémái

A korai montázs folyamatban, a munkásoknak különböző toleranciaosztályú huzatszakaszokat kellett beállítaniuk a méret kiegyenlítéséhez, ami a montázs minőségét inkonzisztens és nehéz ellenőrizni. A törés fő tengelyének montálása után, a kumulatív hibák okozták a belső csillag alakú tengely és a külső huzatszakasz közötti axiális hosszúság eltéréseit. Amikor a csavarokat a megadott forgatómoment értékére szorították, a végfedő közepén belülről behajlott. Mivel a végfedő nem rugóvas rugóanyagból készült, deformálódása után nem tudta visszaállni. Emellett, a fő tengely huzatszakaszának hajlékosodása a működés során bekövetkező ütközések miatt, ami fokozatosan csökkentette a csavarok szorítását (a csavarok és a végfedők mint rögzítő elemek semleges maradtak, amíg a szorítás jelentősen gyenge nem lett). A hagyományos karbantartás is nehézségekkel találkozott, hogy megfelelő szorítást adjon a szabványos kulcsok segítségével. Végül, amikor a szorítás 10 Nm alá esett, a végfedők gyorsabban lehajlottak, ami a rugókarika szorítás-ellenállás hatását semmisítette meg.

Javított Folyamat

A végfedő behajlásából adódó szorítás gyengülésének kiküszöböléséhez, a folyamatot módosították: a teljes montálás után, egyenletesen hozzáadtak finomhangoló rétegeket a kiegyenlítéshez. Csavarokra szálzárító ragacsot alkalmaztak, majd 45 Nm forgatómomental szorították meg forgatómoment-mutató csavarkulccsal. A finomhangoló rétegek telepítése után, már nincs tér a végfedők behajlásához. A végfedők nem fogják fokozatosan csökkenteni a szorítást plastikus deformálódás miatt, ami biztosítja a törés stabil és megbízható működését a teljes élettartama alatt megfelelő szorítás mellett.

Javítási Intézkedések

Ez a hibával rendelkező törés esetében, ahogy az 15. ábra mutatja, finomhangoló rétegeket telepítenek. A belső fő tengely végfelületét a külső huzatszakasszal igazítva, csavarokkal zárolják. A csavarokra szálzárító ragacsot alkalmazzák, majd 45 Nm forgatómomental szorítják meg forgatómoment-mutató csavarkulccsal.

Az ilyen alacsony valószínűségű események megelőzése érdekében, végezzenek teljes ellenőrzést a működésbe helyezett törésekön, és finomhangoló rétegeket telepítsenek megfelelően, hogy a működésbe helyezett törések normálisan és megbízhatóan működhessenek.

Következtetés

Ez a tanulmány az AC magasfeszültségű vakuum áramköri törés nem megfelelő nyitására összpontosít. Szimuláció elemzésével és kísérleti ellenőrzéssel, elemezi a kilökő rugó leesésének okait. Kiderült, hogy a fő tengely részegységeinek különbsége miatt a végfedő alakváltozást szenved, majd a hosszú távú bezáró és nyitó rezgések során a kilökő rugó leesik, amiért a törés nem nyílik. Ehhez egy megoldást javasol, és részletesen demokstrálja a megoldás megvalósíthatóságát. Megfelelő javítási intézkedéseket javasol, hogy orvosolják a hibát, visszaállítsák a magasfeszültségű vakuum áramköri törés normális működését, és biztosítsák a vállalat normális termelését.