Nizko napetostni vakuumski preklopniki - Vrste bobin in odpovedi

Vrtenje in zapiranje bobin v nizko napetostnih vakuumskih preklopnikih

Bobine za vrtenje in zapiranje so ključne komponente, ki nadzorujejo stanje preklopa v nizko napetostnih vakuumskih preklopnikih. Ko je bobina pod energijo, ustvari magnetno silo, ki pogoni mehanski vez, da dokonča operacijo odpiranja ali zapiranja. Strukturno je bobina običajno izdelana s povezovanjem emalirovane žice na izolirajočem vrečku, z zunanjim zaščitnim slojem, in terminali so fiksni na kužbo. Bobina deluje na DC ali AC strmi, z ustreznimi napetostnimi stopnjami, kot so 24V, 48V, 110V in 220V.

Izgoranje bobine je visoko frekvenčna težava. Dolgotrajno podajanje energije povzroči preveliko temperaturno povišanje, kar vodi do karbonizacije izolacijskega sloja in nastanka kratkih krmelj. Ko okoljska temperatura preseže 40°C ali se izvede več kot pet zaporednih operacij, se lahko življenjski čas bobine skrati za 30%. Stanje bobine je mogoče oceniti z merjenjem upornosti, pri čemer je dovoljena toleranca ±10% za normalne vrednosti. Na primer, za bobino z nominalno upornostjo 220Ω bi mero pod 198Ω lahko naznačevala inter-turn short circuit, medtem ko bi mero nad 242Ω naznačevala slabo stik.

Med namestitvijo je treba pozornost posvetiti polarnosti bobine, saj obratna povezava lahko povzroči odpoved magnetne sile. Med vzdrževanjem očistite gibanke železnega jedra z anhidran alkoholom in ohranite prost premikni razmik 0,3–0,5 mm. Pri zamenjavi z novo bobino preverite napetostne parametre; povezava DC bobine na AC vir bo povzročila takojšnje izgoranje. Za modele opremljene z ročnim gumbom za vrtenje, izvedite tri ročne teste na mesec, da preprečite mehansko zaklep.

Ko preklopnik pogosto vrne, najprej odstranite dejavnike, ki niso povezani z neuspehom bobine. Merite, ali je napetost kontroldne zanke stabilna, in preverite, ali so stiki pomočnega preklopnika oksidirani. Enkrat sta transformatorji doživeli ponavljajoče izgoranje bobin, in končna prva pricina je bila prilagoditev predobremenitve vrtnega vijača previsoko, kar je vodilo do prekomerne mehanske obremenitve.

Vlažna okolja lahko enostavno sprožijo neuspehe bobin. Ko vlaga preseže 85%, se priporoča namestitev topilnice za preprečevanje vlage. V distribucijski sobi ob obali, po prehodu na zatečene bobine, se je stopnja neuspehov zmanjšala s povprečja 7 letno na nič. Za lokacije z močnimi vibracijami je treba bobino potopiti v epoksidni smole, da se prepreči lomanje žice.

Pri izbiri zamenjalca pozornost namenite trem parametrom: nominalni napetosti, aktivacijski moči in času odziva. Pri zamenjavi z bobino druge blagovne znamke preverite mehanske dimenzije prilagoditve; bili so primeri, ko je 2mm razlika v dolžini plunga povzročila nepopolno vrtenje. Če je potrebno, lahko izdelate prehodno ogrado, vendar mora biti elektromagnetni vlečni navor ponovno izračunan.

Iz perspektive sistemskih strategij se priporoča, da ustanovite življenjski zapis bobin. Zabeležite okoljsko temperaturo, število operacij in spremembe vrednosti upornosti za vsako operacijo. Jedrska elektrarna je z analizo velikih podatkov ugotovila, da, ko doseže variacija upornosti bobine 15%, se verjetnost neuspeha v naslednjih treh mesecih poveča na 82%.

Kritično razmišljanje mora temeljiti na celotnem procesu analize neuspehov. Ko se bobina izgori, jo ne preprosto zamenjajte, ampak iščite prvo pricino. Tovarna je doživela ponavljajoče izgoranje bobin, in končna preiskava je razkrila prvo pricino v projektne napake v kontrolni zanki, ki so povzročile, da trip signal ni bil časovno učinkovito izpuščen, kar je vodilo do stalnega podajanja energije.

Za hitro reševanje se lahko začasno uporabi metoda vzporednega upornika. Povežite 200W upornik vzporedno na konektorje izgorjene bobine, da začasno ohranite operativno funkcionalnost, vendar mora biti bobina zamenjana v roku 24 ur. Ta metoda je primerna le za DC bobine in ne sme biti uporabljena za AC bobine. Med operacijo morajo biti noseni izolirani rokavici, da se prepreči električni šok zaradi ostanek napetosti.

Obstajajo tehnike za testiranje temperaturnega povišanja bobin. Ko uporabljate infrardeč termometr za spremljanje, usmerite ga na sredino bobine. Dovoljeno temperaturno povišanje standardi so: 75°C za A klaso izolacije in 100°C za F klaso izolacije. Testiranje naj bo izvedeno takoj po treh zaporednih operacijah, ker je temperatura najbližja svoji vrhuncu točno tedaj.

Glede na izboljšave v dizajnu se začenjajo uporabljati nove dvojni bobine. Glavna bobina je odgovorna za ustvarjanje magnetne sile, medtem ko je pomočna bobina uporabljena za spremljanje stanja. Ko pride do inter-turn short circuit v glavni bobini, sprememba induktance pomočne bobine sproži rani opozoriški signal, omogoča napovedovanje neuspeha 20 dni prej kot tradicionalne bobine.

Ekonomsko učinkovitost vzdrževanja mora biti celovito razmisljena. Tržna cena standardne bobine je približno 80-150 RMB, z zamenjalni stroški dela približno 200 RMB. Če letno neuspehi presežejo trikrat, se priporoča nadgradnja na višjo temperaturno upornost bobine (cena približno 280 RMB), ker je njegov življenjski čas podaljšan trikrat. Za ključne točke oskrbe z energijo je bolj zanesljiva redundantna konfiguracija z dvema bobinama.

Ključni poudarki za operativno usposabljanje vključujejo: nikoli ne vstavljanje ali odvzemanje konektorjev bobin pod energijo, ohranite vsaj 15-sekundni interval med operacijami vrtenja/zapiranja za ohlajanje, in okrepite izolacijsko testiranje med dežurnim obdobjem. Ekipa za vzdrževanje ni upoštevala zahtev za hladilni čas, kar je vodilo do izgorjenja novozamenjane bobine še dvakrat v dveh dneh.

Tehnološka inovacija se pojavlja. Latching tip bobin za magnetno delovanje začenjajo nadomestiti tradicionalne strukture, uporabljajo trajne magnete, da držijo stanje vrtenja ali zapiranja, kar zmanjša porabo energije za 90%. Vendar imajo take bobine višje zahteve za kontrolne signale in zahtevajo poseben pogonski modul, kar poveča stroške nadgradnje približno za 40%.

Je zelo priporočljivo, da nosite digitalni most za diagnostiko na mestu. Lahko ne le meri DC upornost, ampak tudi detektira induktanco bobine. Normalen obseg fluktuacije induktance bi moral biti znotraj ±5%. Če zazname znaten padec induktance, mora biti bobina zamenjana, tudi če se vrednost upornosti zdi normalna.

Varnostne mere ne smejo biti prezrte. V cementnih tovarnah z visokim prahom je namestitev nanofiber filtra na bobini učinkovito blokirala častice večje od 0,3 mikron. Za kemikalne tovarne se priporoča, da kvartalno preverite kislost ali baznost površine bobine z pH test papir, in takoj izvedite protikorozijsko ravnanje, ko zazname znake korozije.

Modeli za napovedovanje življenjskega časa postajajo vedno bolj široko sprejeti. Algoritmi, temelječi na številu operacij, okoljskih parametrov in stopnji spremembe upornosti, so dosegli več kot 75% točnosti. Ena inteligentna preklopna naprava je že dosegla 30-dnevno predhodno opozarjanje o neuspehu bobine, s tem preprečujenje neplaniranih odrezov strme.

Kriteriji sprejetja po vzdrževanju vključujejo: ročno delovno silo, ki ne presega 50N, hrupni nivo pod 65 dB med električno delovanjem, in brez zaklepov med 10 zaporednimi operacijami. Med sprejetjem uporabite osciloskop, da zajamete valovno sliko tokov bobine. Normalna valovna slika bi morala biti gladka krivulja; pilasto valovno sliko naznačuje prisotnost mehanskega upora.