Niskonaponske vakumske prekidače - Tipovi bobina i otkazi

Koile za otkučaj i zatvaranje u niskonaponskim vakumskim prekidačima

Koile za otkučaj i zatvaranje su ključni komponenti koji kontroliraju stanje preklapanja niskonaponskih vakumskih prekidača. Kada se koila podese, generiše se magnetna sila koja pokreće mehaničku vezu kako bi se izvršio postupak otvaranja ili zatvaranja. Strukturno, koila se obično prave vijanjem emailirane žice na izolacionom bobinu, sa spoljašnjom zaštitnom slojem, a terminali su fiksirani na kućište. Koila rade na DC ili AC strujama, sa često korišćenim naponskim stepenima od 24V, 48V, 110V i 220V.

Izgorijevanje koila je česta greška. Prolazno podesivanje dovodi do previše porasta temperature, što dovodi do ugljenovanja izolacionog sloja i nastanka kratak spojeva. Kada okružna temperatura premaši 40°C ili se izvrši više od pet uzastopnih operacija, vreme života koila se može skratiti za 30%. Stanje koila može se proceniti merenjem njegovog otpora, sa dopuštenom tolerancijom od ±10% za normalne vrednosti. Na primer, za koilu sa nominalnim otporom od 220Ω, merena vrednost ispod 198Ω može ukazivati na kratak spoj između zavojaka, dok vrednost iznad 242Ω može ukazivati na loš kontakt.

Tijekom instalacije, potrebno je paziti na polarnost koile, jer obrnuta veza može dovesti do poništavanja magnetske sile. Tijekom održavanja, čistiti pokretne dijelove železnog jezgra anhidridnim alkoholom, i održavati slobodan pokretni razmak od 0,3–0,5mm. Kada se zamjenjuje novom koilom, provjeriti naponske parametre; priključivanje DC koile na AC izvor struje dovest će do odmah izgorijevanja. Za modele opremljene ručnim dugmetom za otkučaj, vršiti tri ručna testa mjesečno kako bi se sprečilo mehaničko zakačenje.

Kada prekidač često otkuca, prvo eliminisati faktore osim greške koile. Mjeriti da li je naponski napon kontrolne šeme stabilan i provjeriti da li su kontakte pomoćnog prekidača oksidirani. Jedna transformatorna stanica jednom je doživela ponavljajuće izgorijevanje koila, a konačna uzročna greška je bila prilika predopterećenja opruge za otkučaj, što je dovelo do prekomernog mehaničkog opterećenja.

Vlažne sredine lako mogu dovesti do grešaka koile. Kada vlaga premaši 85%, preporučuje se instalirati uređaj za sprečavanje vlage. U raspodelnoj sobi na obali, nakon prelaska na hermetične koile, stopa grešaka pala sa prosečnih sedam puta godišnje na nulu. Za lokacije sa jakim vibracijama, koila treba utopiti u epoksidnu smolu kako bi se sprečilo prekid žice.

Pri odabiru zamjenskog dijela, potrebno je paziti na tri parametra: nominalni napon, snaga podizanja i vreme reagovanja. Pri zamjeni koile drugog brenda, provjeriti dimenzije mehaničkog prilagođavanja; bili su slučajevi kada je razlika od 2mm u dužini plunga dovela do nepotpunog otkučaja. Ako je potrebno, može se izraditi prelazna konzola, ali mora se ponovo izračunati magnetski povraćni moment.

Sa aspekta strategije sistema, preporučuje se uspostaviti evidenciju životnog vijeka koile. Zabeležiti okružnu temperaturu, broj operacija i promene vrednosti otpora za svaku operaciju. Jedna elektrana je putem analize velikih podataka otkrila da kada se stopa promene otpora koile dostigne 15%, verovatnoća greške u naredne tri meseca poraste na 82%.

Kritičko mišljenje mora biti prisutno tijekom cijelog procesa analize grešaka. Kada se koila izgori, ne samo je zamijeniti, već istražiti temeljnu uzročnu grešku. Jedna fabrika je doživela ponavljajuće izgorijevanje koila, a konačno istraživanje je otkrilo grešku u dizajnu kontrolne šeme koja je dovela do toga da se signal za otkučaj nije isključio na vreme, što je dovelo do trajnog podesivanja.

Za hitno rukovanje, privremeno se može koristiti metoda paralelnog otpornika. Spojiti 200W otpornik paralelno na terminale izgorjene koile kako bi se privremeno održala funkcionalnost, ali koila mora biti zamijenjena unutar 24 sata. Ova metoda je primjenjiva samo na DC koile i ne sme se koristiti za AC koile. Tijekom operacije, moraju se nositi izolovani rukavici kako bi se spriječili udari strujom od ostatak napona.

Postoji tehnike za testiranje porasta temperature koile. Kada se koristi infracrveni termometar za praćenje, ciljati na centar koile. Dopuseni standardi porasta temperature su: 75°C za izolaciju klase A i 100°C za izolaciju klase F. Testiranje treba vršiti odmah nakon tri uzastopna radnje, jer je temperatura najbliža svojoj vrhunski vrijednosti u tom trenutku.

U pogledu poboljšanja dizajna, počinju se primjenjivati nove dvostruke koile. Glavna bočnica je odgovorna za generisanje magnetske sile, dok se pomoćna bočnica koristi za praćenje stanja. Kada dođe do kratak spoj između zavojaka glavne bočnice, promjena induktivnosti pomoćne bočnice aktivira signal ranog upozorenja, omogućujući prognozu greške 20 dana ranije od tradicionalnih koila.

Ekonomsku isplativost održavanja potrebno je komprehensivno razmotriti. Tržišna cena standardne koile iznosi oko 80-150 RMB, s troškovima zamjene rada od oko 200 RMB. Ako godišnji broj grešaka premaši tri, preporučuje se nadogradnja na koilu otpornu na visoku temperaturu (cijena oko 280 RMB), jer se vreme života produži tri puta. Za ključne tačke snabdijevanja strujom, konfiguracija sa dvostrukom koilom je pouzdanija.

Ključni elementi za obuku u radu uključuju: nikad ne ubacivati ili izbacivati konektore koile pod strujom, održavati barem 15-sekundni interval između operacija otkučaja/zatvaranja radi hlađenja, i jačati testiranje izolacije tokom kišnog perioda. Jedan tim za održavanje nije pratio zahtjev za vremenom hlađenja, što je dovelo do toga da nova zamjenska koila izgori ponovo unutar dva dana.

Pojava je tehnoloških inovacija. Koile sa zadržavajućim magnetskim mehanizmom počinju zamenjivati tradicionalne strukture, koristeći stalne magnete za zadržavanje stanja otkučaja ili zatvaranja, smanjujući potrošnju struje za 90%. Međutim, takve koile imaju veće zahteve za kontrolne signale i zahtevaju poseban modul za vođenje, povećavajući troškove nadgradnje za oko 40%.

Preporučljivo je nositi digitalni most za dijagnostiku na mestu. Može ne samo mjeriti DC otpor, već i detektovati induktivnost koile. Normalni raspon fluktuacije induktivnosti treba da bude unutar ±5%. Ako se detektuje značajan pad induktivnosti, koila treba biti zamijenjena, čak i ako se vrednost otpora čini normalnom.

Mjere zaštite ne smiju biti zanemarene. U cementnim zavodima s visokim nivoom praha, instaliranje nanofiber filtra na koilu efikasno blokira čestice veće od 0,3 mikrona. Za hemijske zavode, preporučuje se koristiti papir za mjerenje pH vrednosti kako bi se četvrtgodično proveravao stepen kiselosti ili alkalnosti površine koile, i odmah izvršiti protikoroznu obradu ukoliko se otkriju znaci korozije.

Modeli predviđanja vremena života postaju sve više rašireni. Algoritmi bazirani na broju operacija, okružnim parametrima i stopama promene otpora postigli su preciznost preko 75%. Jedan pametni prekidač već je postigao predviđanje greške koile 30 dana unaprijed, sprečavajući neplanirane prekid struje.

Kriteriji prihvatanja nakon održavanja uključuju: ručna sila operacije ne prelazi 50N, nivo buke tokom električnog rada ispod 65 dB, i bez zaključavanja tokom 10 uzastopnih operacija. Tijekom prihvatanja, koristiti osciloskop za snimanje talasa struje koile. Normalna valna forma treba da bude gladka krivulja; pilasti val ukazuje na prisustvo mehaničkog otpora.