Como instalar a junção de transição para o sensor rotativo de medição de velocidade do disjuntor de vácuo interno de 10 kV?
1 Contexto de Inovação
Testes regulares de características mecânicas (incluindo tempo de fechamento/abertura, velocidade, distância de abertura, curso excessivo, asincronismo trifásico, tempo de rebotar, etc.) são cruciais para disjuntores a vácuo internos de 10 kV, garantindo fornecimento de energia confiável e estabilidade da rede. Os fabricantes geralmente usam o método do sensor linear de contato móvel para testes, pois reflete com precisão o desempenho através de curvas de movimento consistentes entre a haste de transmissão linear e os contatos móveis.
Para facilitar os testes, os fabricantes adicionam furos de conexão para sensores e racks de teste. No entanto, o chassis de propulsão instalado no quadro de distribuição bloqueia a parte inferior da haste, exigindo a instalação do sensor em um rack — muitas vezes indisponível ou impraticável no local sem equipamentos especiais, tornando o manuseio do sensor linear trabalhoso. Embora os sensores rotativos (que necessitam de entrada de parâmetros de deslocamento) sejam usados como alternativa, muitos disjuntores não possuem furos adequados na extremidade do eixo para acoplamento. Portanto, uma nova junta de transição permite uma conexão confiável do sensor rotativo ao eixo, simplificando a instalação.
2 Tecnologia Inovadora da Junta de Transição
2.1 Requisitos Técnicos
Para garantir a conexão confiável entre o sensor rotativo e a extremidade do eixo principal, devem ser resolvidos os seguintes três problemas principais:
Após a instalação da junta de transição, deve-se garantir que a linha central do braço oscilante do eixo principal do disjuntor seja consistente com a linha axial central do acoplamento do sensor, isto é, manter o centro coaxial.
Após a fixação da junta de transição, o ângulo de rotação deve ser consistente com o do braço oscilante do eixo principal durante o movimento, e não deve haver rotação adicional além da rotação do eixo principal, isto é, superar a rotação externa do eixo principal.
Após a fixação da junta de transição, não deve haver movimento axial. Esta também é a dificuldade em resolver o problema de conexão, isto é, suprimir o movimento axial.
2.2 Soluções
(1) A tolerância de precisão de usinagem do círculo externo do eixo principal do braço oscilante do disjuntor é controlada dentro de 0,01 mm. Portanto, o círculo externo do eixo principal pode ser totalmente utilizado para posicionar a linha central da junta de transição, mantendo efetivamente o centro coaxial.
(2) Devido à necessidade de montagem do braço oscilante, o eixo principal do braço oscilante do disjuntor é processado com ranhuras de chave com largura de 8 mm ou 10 mm (com algumas variações), e o erro é controlado dentro de 0,01 mm, o que pode corresponder exatamente ao diâmetro externo de parafusos de alta resistência de grau 8,8 M8 e M10, superando efetivamente a rotação externa do eixo principal.
(3) Após a fixação da junta de transição, não há componentes com movimento axial em grande escala ou força axial significativa. Fixar a junta de transição no eixo principal do braço oscilante do disjuntor com um ímã circular fino e forte pode contrapor o deslocamento axial do sensor causado pelas vibrações operacionais do disjuntor durante a medição, suprimindo efetivamente o movimento axial.
Ao aproveitar plenamente as características estruturais do disjuntor, desenvolvemos com sucesso uma junta de transição fixa por atração magnética axial para o sensor rotativo de medição de velocidade do disjuntor a vácuo, que utiliza o círculo externo do eixo principal do braço oscilante para posicionar a linha axial.
De acordo com o esquema de design, selecionamos uma barra de ferro Q235A com comprimento de 60 mm e diâmetro de 40 mm como o bruto, que é usinada em uma estrutura circular totalmente fechada em um torno. O diâmetro interno da extremidade frontal é processado para 32 mm com um erro dimensional controlado dentro de 0,01 mm para garantir ajuste preciso com a extremidade do eixo; a extremidade traseira é usinada em uma haste circular com diâmetro de 12 mm para conexão do sensor. Dois furos circulares com diâmetro interno de 8 mm são perfurados nos lados opostos do corpo e rosqueados para se encaixarem na instalação de parafusos de alta resistência M8 e M10.
Uma folha magnética forte com diâmetro de 16 mm e espessura de 2 mm é adquirida. Um furo é perfurado na haste circular traseira do corpo para maquinar uma haste de transição para acoplamento com o acoplamento do eixo. A estrutura final é mostrada na Figura 1:
3 Efeito de Aplicação
O conjunto geral do sensor rotativo foi concluído usando a junta de transição, e o efeito do teste de campo é mostrado na Figura 3. Após o design e a fabricação da junta de transição do sensor rotativo, foi selecionado um disjuntor a vácuo VS1 - 12 interno com um furo rosqueado para a junta de transição do sensor rotativo na extremidade do eixo. Usando o mesmo tester de características mecânicas do disjuntor, foram realizadas comparações de testes respectivamente com a junta de transição original e a junta de transição para a instalação do sensor rotativo com parafuso de tração.
Quando comparado com a junta de transição original, a diferença nos três conjuntos de dados de medição de autoinspeção estava dentro de 2 casas decimais (os resultados de medição reais retêm 1 casa decimal), indicando que a estabilidade desta junta de transição é boa; quando comparado com a junta de transição para instalação de parafuso de tração, a diferença nos três conjuntos de dados de medição também estava dentro de 2 casas decimais (a medição real retém 1 casa decimal), indicando que a precisão de medição de seu design atende aos requisitos.
Em uso real, o desgaste das extremidades dos parafusos de alta resistência M8 ou M10 que se encaixam na ranhura de chave é relativamente proeminente. Portanto, geralmente, são fornecidos 2-3 parafusos extras para cada. Se houver mesmo um pequeno jogo de rotação, eles devem ser substituídos imediatamente. Geralmente, novos parafusos precisam ser substituídos após testar cerca de 30 unidades.
