Þrýstingarvillulæsning í þrýstingalok með ferli fyrir mælingar á mekanískum þrýstingi

Þrýstingarvörðun í vakúmavirktu

Vakúmavirkjur (VI) eru aðalbrotavirkjar fyrir miðaðra spenna orkustöðva og er þeir aukin notaðir í lága, miðaðra og háa spenna kerfum. Þær sem gæði VI hægt er að halda innriþrýstingu undir 10 hPa (þar sem 1 hPa jafngildur 100 Pa eða 0.75 torr). Áður en VI fer út af verksmiðju er prófað til að tryggja að innriþrýstingurinn sé ≤10^-3 hPa.
Gæði VI tengist vakúmnivíð; en ekki einfaldlega eins og innriþrýstingur. Þrýstingurinn inni í VI getur verið skipt í þrjá flokka:

•    Lágþrýstingur: Undir 10^-6 hPa
•    Miðþrýstingur: Frá um 10^-3 hPa upp í Paschen minnstuþrýsting
•    Hárþrýstingur: Almennt merki á misfalli sem leifir við opnun í lofti

Á lágþrýstingsreiknum virka VI vel. En á miðþrýstingsreiknum lækkar bæði dielektrísk styrkur og brotavigur, lækkun sem heldur áfram í "loftauppi" reiknum. Einkennilega, þrátt fyrir að dielektrísk styrkur sé lægstu á miðþrýstingsreiknum, hefur hann aukast einhvern veginn í "loftauppi" reiknum—en ekki upp í nívíð sem séð er á lágþrýstingsreiknum.
Er mikilvægt að skilja að engin af sögðum mælingaraðferðum dækka allan þrýstingarsviði inni í VI, frá lágþrýstingi upp í "loftauppi". Hver aðferð notast við sérstakt svið, lýst í textanum og samanstutt í Tafla 1. Auk þess, virkar sumar aðferðir mismunandi eftir hönnun VI, og sumir úttak geta verið áhrifðir af sameindu og þrýstingi gasa sem geta lekt inn í VI, svo sem loftsamsetning eða SF6 gas sem notast við í GIS skiptari.

Aðdraganda notkunar VI í miðaðra spenna skiptari leggur áherslu á óeinfalt að staðfesta vakúmheild í reyndu, sérstaklega eftir áratug langa notkunar. Prófanir á VI eftir yfir 20 ára notkun hafa gefið blandaða niðurstöður. Er mikilvægt að skilja að VI eru bara ein hluti af stærri kerfi; virkni mekanísma, stýringarkerfa, kringlakerfa og aðrar atriði eru jafnframt mikilvæg fyrir rétt virkni VI.

Tafla 1 gefur samantekt algerlega notkunar þessara mælingaraðferða í SF6 umhverfum, auk praktískra athugaðra fyrir notkun með GIS skiptari. Þessi tafla lýsir einnig niðurstöðum ýmsa prófunaraðferða, sem benda á flóknarhluti sem koma við sögu til að tryggja löng leif viðvarandi VI í mismunandi starfsrekin. Skilgreining á þessum munur er nauðsynleg til að optima vera virkni og löng leif elektrískra kerfa sem byggja á vakúmbrotavirkjateknologi.

Mæling á tilliti Vakúmavirkja með mekanískum þrýstingarvörðun

Loftþrýstingur leggur sterkan lokastyrk á færilegan enda vakúmavirkja (VI). Fyrir VI sem notast við í skiptari er þessi styrkur venjulega nokkrar hundrað newton. Þegar vakúmið inni í VI er fullkomlega tapað, jafnar inntakþrýstingur úttakþrýsting, sem lækkar sterka lokastyrkinn og breytir mekanísku atferli VI. Gagnrétta aðferðir sem byggja á að finna þessa breytingu geta aðeins greint þegar VI hefur fullkomlega tapað vakúmið, þ.e. það hefur orðið "loftauppi". Athugið að jafnvel við þrýsting sem er næst Paschen minnstuþrýsting, er ennþá nógu mikill þrýstingur inni í VI til að halda lokastyrkinn.

Aðal aðferð fyrir mekanískan þrýstingarvörðun

Aðal aðferð fyrir mekanískan þrýstingarvörðun er að festa viðbótartengd hlut við VI með bellows eða svipaðum mekanismi (sjá Mynd 1). Þegar vakúmið er fullkomlega tapað, færir þessi viðbótartengd hlut sig vegna jöfnunar inntak- og úttakþrýstings. Ólíkt færilegum tengi, sem er takmarkað af skiptaramekanísum, er þessi viðbótartengd hlut fær að færast. Mælanefn slékkar á staðbreytingu þessa viðbótartengds hlutar og svarar við bólst. Eftir mælanefninu sem er notuð, leyfir þetta uppsetningin löng leif mælinga á VI. Færsla viðbótartengds hluts er ákvörðuð af hans hönnun snarare en heildarhönnun VI, sem gerir þessa aðferð notuð við lága, miðaðra og háa spenna VI.
Praktískar athugasemdir

Þrátt fyrir að séu mögulegt í theori, að nota lokastyrkinn á færilegum enda VI til að greina vakúmtap, kemur við því á móti vandamál. Loftþrýstingur leggur venjulega styrk af nokkrum hundrað newton á færilegan enda VI, en skiptarin sjálf setur lokastyrk af nokkrum þúsund newton. Þannig er erfitt að greina minningu í lokastyrk VI gegnum skiptaramekanísku atferli vegna lítils magns lokastyrks VI í samanburði við lokastyrk skiptarans. Í vakúmkontakterum, þar sem styrkinn frá kontakteramekanísum er lægri, gæti greining á fullkomnu vakúmtapi með mekanísku atferli verið mun auðveldari.

Með viðbótartengd hlut og mælanefn, býður mekanísk þrýstingarvörðun upp á praktísk lausn til að slékkja á vakúmnivíði VI. Þessi aðferð býður upp á traustum leið til að greina fullkomna vakúmtap, en ekki getur hon greint partíala hækkun í þrýstingi inni í VI. Nokkuð er hún væn tól til að tryggja heild og virkni VI í mismunandi spenna og notkun.

Þessi aðferð tryggir að allir mikilvakúmtapir séu strax greindir, sem leyfir tímaprófaða viðskipti eða skipti, sem á síðari tíma aukar öryggis og öruggleika elektrískra kerfa sem byggja á VI.

Bakgrunnur á vakúmavirkjuvörðun með mekanískum þrýstingarvörðun

Mekanísk þrýstingarvörðun metur heild vakúmavirkja (VI) með því að greina breytingar á mekanísku atferli vegna tapa lokastyrks vegna loftþrýstings á færilegum enda. Þessi aðferð býður upp á tvíundar, gert/ekki gert mælingu sem segir hvort VI hafi tapað vakúmið og sé "loftauppi". Þrýstingar nálægt Paschen minnstuþrýstingi og aðrar mikilpunktur þar sem gæði VI byrjar að lækkast eru of lágar til að valdi nokkru greinanlegu mekanísku breytingu með þessari aðferð.

Forsendur og veikleiki mekanískrar þrýstingarvörðunar

Forsendur:
•    Samhæfni: Aðferðin er almenn samhæfð við mismunandi dreifsetningar, eins og SF6, olía og fast dreifsetning, svo lengi sem praktískar málefni eins og plásskerfi og ljósleiðslu til mælanefns geta verið skynnt.
•    Sænir af óskenntum hlutum: Notkun óskenntar aðferðar leyfir að flytja óskennde hluti í lága spenna hlut skiptarans, sem getur aukast öryggis og auðveldleika við viðhaldi.
Veikleiki:
•    Uppsetningar kröfur: Færilegur hlutur sem er nauðsynlegur fyrir þrýstingarvörðun verður að vera settur upp við upphaflega framleiðslu VI. Hann getur ekki verið afturbúinn fyrir núverandi VI. Þrátt fyrir að séu teorískt mögulegt að innleiða VI með þessari eiginleika í núverandi skiptari með viðeigandi vörðunarhnappi, eru praktískar vandamál sem tengjast að færa viðbótartengdan hlut í núverandi uppsetningar oft ópraktísk.
•    Öruggleiskröfur: Öruggleiki mælanefns í samanburði við VI sjálft felur mikil risk. Viðbótartengdir hlutar sem eru bættir við VI valda nýjum mögulegum lekkjaleitum og gætu verið fleiri til villulagi við uppsetningu, sem gæti valdi vakúmtapi.

Skjótleiki hluta:

• Óskenntar aðferðir: Fiber optics sem notuð eru í mælanefninu eru skjólar fyrir rangstillt, skemmdir við uppsetningu, og stoppun frá draslaveðri eða stofnfjöllum.

• Rafbirtingaraðferð: Færslumæling með rafbirtingum krefst rafrásar nær VI, sem verður að vera elektrískt aðgreind. Þetta valdar mörgum mögulegum villulagum, þar á meðal rafrásar öruggleik, framleiðslu signala, rafbirtingu rafrásar, og viðhalda elektrískri aðgreiningu.

Í samantekt, þrátt fyrir að mekanísk þrýstingarvörðun býður upp á einfalda leið til að staðfesta hvort VI hafi fullkomlega tapað vakúmið, kemur við henni á móti mikilvægar markmið. Þessar innihalda ekki að afturbúa núverandi VI, mögulegar öruggleiskröfur við viðbótartengde hluti, og praktískar vandamál við uppsetningu og starf. Nýtsam skoðun á þessum þægindum er nauðsynleg við að ákveða viðeigandi notkun þessara aðferða. Trygging af sterkt hönnuð og framleidd kerfi getur hjálpað að lágmarka sumar þessa risk, sem aukar heildar öruggleika og virkni vakúmavirkjuvörðunar kerfa.