Cách lắp đặt mối nối chuyển tiếp cho cảm biến đo tốc độ quay của cầu chì chân không trong nhà 10 kV

1 Bối cảnh Sáng tạo

Các thử nghiệm đặc tính cơ học thường xuyên (bao gồm thời gian đóng/mở, tốc độ, khoảng cách mở, vượt quá hành trình, bất đồng pha ba pha, thời gian nảy, v.v.) rất quan trọng đối với các cầu chì chân không trong nhà 10 kV, đảm bảo cung cấp điện đáng tin cậy và ổn định lưới điện. Các nhà sản xuất thường sử dụng phương pháp cảm biến tuyến tính tiếp xúc di động để kiểm tra, vì nó phản ánh chính xác hiệu suất thông qua đường cong chuyển động nhất quán giữa thanh truyền tuyến tính và tiếp xúc di động.

Để dễ dàng kiểm tra, các nhà sản xuất thêm các lỗ vít kết nối cảm biến và giá đỡ kiểm tra. Tuy nhiên, khung đẩy được lắp đặt trên tủ phân phối che khuất phần dưới của thanh, đòi hỏi phải lắp đặt cảm biến dựa trên giá đỡ - điều này thường không có sẵn hoặc không thực tế tại hiện trường mà không có thiết bị đặc biệt, khiến việc xử lý cảm biến tuyến tính trở nên khó khăn. Trong khi đó, các cảm biến xoay (cần nhập tham số hành trình) được sử dụng như giải pháp thay thế, nhưng nhiều cầu chì thiếu lỗ cuối trục phù hợp để kết nối. Do đó, một khớp chuyển mới cho phép kết nối cảm biến xoay đáng tin cậy với trục, đơn giản hóa quá trình lắp đặt.

2 Công nghệ Sáng tạo của Khớp Chuyển
2.1 Yêu cầu Kỹ thuật

Để đảm bảo kết nối đáng tin cậy giữa cảm biến xoay và đầu trục chính, cần giải quyết ba vấn đề chính sau:

• Sau khi khớp chuyển được lắp đặt, phải đảm bảo rằng đường trung tâm của cánh tay đòn trục chính của cầu chì trùng với đường trung tâm trục của khớp nối cảm biến, tức là duy trì trục đồng tâm.

• Sau khi khớp chuyển được cố định, góc xoay phải giống với góc xoay của cánh tay đòn trục chính của cầu chì trong quá trình di chuyển, và không có sự xoay bổ sung ngoài sự xoay của trục chính, tức là khắc phục sự xoay ngoại vi của trục chính.

• Sau khi khớp chuyển được cố định, không có chuyển động theo trục. Đây cũng là khó khăn trong việc giải quyết vấn đề kết nối, tức là kiềm chế chuyển động theo trục.

2.2 Giải Pháp

(1) Sai số dung sai độ chính xác gia công của vòng ngoài trục chính cánh tay đòn của cầu chì được kiểm soát trong phạm vi 0,01 mm. Do đó, vòng ngoài của trục chính có thể được sử dụng đầy đủ để định vị đường trung tâm của khớp chuyển, duy trì hiệu quả trục đồng tâm.

(2) Do nhu cầu lắp ráp cánh tay đòn, trục chính cánh tay đòn của cầu chì được gia công với rãnh khóa có chiều rộng 8 mm hoặc 10 mm (với một số biến thể), và sai số được kiểm soát trong phạm vi 0,01 mm, có thể khớp chính xác với đường kính ngoài của bu lông cường độ cao M8 và M10 cấp 8.8, hiệu quả khắc phục sự xoay ngoại vi của trục chính.

(3) Sau khi khớp chuyển được cố định, không có thành phần nào có chuyển động theo trục lớn hoặc lực theo trục đáng kể. Việc cố định khớp chuyển lên trục chính cánh tay đòn của cầu chì bằng nam châm mỏng mạnh hình tròn có thể chống lại sự dịch chuyển theo trục của cảm biến do rung động hoạt động của cầu chì trong quá trình đo, hiệu quả kiềm chế chuyển động theo trục.

Bằng cách tận dụng tối đa đặc điểm cấu trúc của cầu chì, chúng tôi đã thành công phát triển một khớp chuyển cố định bằng từ tính theo trục cho cảm biến xoay đo tốc độ của cầu chì chân không, sử dụng vòng ngoài của trục chính cánh tay đòn để định vị trục.

Theo phương án thiết kế, một thanh sắt Q235A có chiều dài 60 mm và đường kính 40 mm được chọn làm mẫu, được gia công thành cấu trúc tròn kín hoàn toàn trên máy tiện. Đường kính trong phía trước được gia công thành 32 mm với sai số kích thước được kiểm soát trong phạm vi 0,01 mm để đảm bảo khớp chính xác với đầu trục chính; phía đuôi được gia công thành thanh tròn có đường kính 12 mm để kết nối cảm biến. Hai lỗ tròn có đường kính trong 8 mm được khoan ở hai bên thân và ren để lắp bu lông cường độ cao M8 và M10.

Một tấm nam châm mạnh có đường kính 16 mm và độ dày 2 mm được mua. Một lỗ được khoan trên thanh tròn đuôi của thân để gia công thanh nối chuyển đổi cho khớp nối với khớp trục. Cấu trúc hoàn thiện được hiển thị trong Hình 1:

• Thành phần a: Kết nối với khớp trục để thực hiện cố định đáng tin cậy của cảm biến xoay;

• Thành phần b: Đường kính ngoài của bu lông cường độ cao M8/M10 khớp với rãnh khóa của đầu trục chính để loại bỏ sự xoay bổ sung của khớp chuyển;

• Thành phần c: Vòng ngoài của khớp chuyển khớp với vòng ngoài trục chính để đảm bảo trục đồng tâm giữa khớp chuyển và trục chính;

• Thành phần d: Tấm nam châm mỏng mạnh cố định khớp chuyển vào trục chính cánh tay đòn của cầu chì thông qua sức hút từ, khắc phục sự dịch chuyển theo trục của cảm biến do rung động trong quá trình đo và hiệu quả kiềm chế chuyển động theo trục.

3 Hiệu Quả Áp Dụng

Tổng thể lắp ráp cảm biến xoay được hoàn thành bằng khớp chuyển, và hiệu quả thử nghiệm thực địa được hiển thị trong Hình 3. Sau khi thiết kế và chế tạo khớp chuyển cảm biến xoay được hoàn thành, một cầu chì chân không trong nhà VS1-12 có lỗ ren cho khớp chuyển cảm biến xoay tại đầu trục được chọn. Sử dụng cùng một thiết bị kiểm tra đặc tính cơ học của cầu chì, các so sánh thử nghiệm được tiến hành lần lượt với khớp chuyển ban đầu và khớp chuyển cho việc lắp đặt cảm biến xoay với vít me.

Khi so sánh với khớp chuyển ban đầu, sự khác biệt trong ba bộ dữ liệu đo tự kiểm tra nằm trong hai chữ số thập phân (kết quả đo thực tế giữ một chữ số thập phân), cho thấy độ ổn định của khớp chuyển này tốt; khi so sánh với khớp chuyển cho việc lắp đặt vít me, sự khác biệt trong ba bộ dữ liệu đo cũng nằm trong hai chữ số thập phân (dữ liệu đo thực tế giữ một chữ số thập phân), cho thấy độ chính xác đo của thiết kế đáp ứng yêu cầu.

Trong sử dụng thực tế, mài mòn ở đầu của các bu lông cường độ cao M8 hoặc M10 phù hợp với rãnh khóa tương đối nổi bật. Do đó, thường có 2-3 bu lông dự phòng cho mỗi loại. Nếu có bất kỳ khoảng hở xoay nhỏ nào, chúng sẽ được thay ngay lập tức. Thông thường, cần thay bu lông mới sau khi thử nghiệm khoảng 30 đơn vị.