تطبيق مفاتيح الدائرة الفراغية ذات الجهد 10 كيلو فولت

خصائص العزل للفراغ

يتميز الفراغ بخصائص عزل قوية للغاية. في المفاجئ الفراغي، يكون الغاز نادرًا جدًا، وتمتلك جزيئات الغاز مسارات حرة متوسطة طويلة نسبيًا، مما يؤدي إلى احتمالية منخفضة جدًا للتصادم المتبادل. لذلك، فإن التأين بسبب التصادمات ليس السبب الرئيسي لانهيار الفجوات الفراغية. بدلاً من ذلك، الجسيمات المعدنية المنبعثة من الأقطاب تحت تأثير المجال الكهربائي العالي هي العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى فشل العزل.

قوة العزل في الفجوة الفراغية مرتبطة ليس فقط بحجم الفجوة ودرجة تجانس المجال الكهربائي، ولكنها أيضًا تتأثر بشكل كبير بخصائص مادة القطب وحالة سطحه. عندما تكون الفجوة الفراغية صغيرة نسبيًا (في نطاق 2-3 مليمترات)، فإنها تتمتع بخصائص عزل أعلى من الهواء الضاغط والغاز SF6. لهذا السبب، فإن فجوة الاتصال في المفاجئ الفراغي عادة ما تكون صغيرة.

يتجلى تأثير مواد الأقطاب على الجهد الانهيار بشكل أساسي في قوة الشد الميكانيكية (قوة الشد) ونقطة الانصهار للمادة المعدنية. كلما كانت قوة الشد ونقطة الانصهار أعلى، كان قوة العزل للأقطاب في الفراغ أعلى.

أظهرت التجارب أن كلما ارتفع مستوى الفراغ، ارتفع جهد الانهيار للفجوة الغازية. ومع ذلك، فوق 10⁻⁴ تور، يظل ثابتًا تقريبًا. لذا، للحفاظ على قوة العزل لمبرد القوس الفراغي، يجب ألا يكون مستوى الفراغ أقل من 10⁻⁴ تور.

تشكيل وإخماد الأقواس في الفراغ

تختلف الأقواس الفراغية بشكل كبير عن ظاهرة التفريغ الغازي التي درسناها سابقًا. التأين الغازي ليس العامل الرئيسي في تكوين القوس. بدلاً من ذلك، يتكون التفريغ الفراغي في البخار المعدني المنبعث من الأقطاب الاتصال. بالإضافة إلى ذلك، تختلف خصائص القوس حسب حجم التيار المقطوع. عادةً، نصنفها إلى الأقواس الفراغية ذات التيار المنخفض والأقواس الفراغية ذات التيار العالي.

القوس الفراغي ذو التيار المنخفض: عند انفصال الأقطاب في الفراغ، يتم إنتاج بقع كاثودية مركزة عالية الكثافة بالتيار والطاقة. يتبخر كمية كبيرة من البخار المعدني من هذه البقع الكاثودية، حيث تكون كثافة ذرات المعادن والجسيمات المشحونة عالية جدًا، ويحترق القوس في هذا البيئة. في الوقت نفسه، تتواصل الجسيمات المعدنية المشحونة في القوس الخارجي بالتفرق، وتستمر الأقطاب في تبخير جسيمات جديدة لتزويد. عندما يمر التيار عبر الصفر، تنخفض طاقة القوس، وتنخفض درجة حرارة القطب، وتقل عملية التبخر، وتقل كثافة الجسيمات في القوس الخارجي، وأخيرًا، تختفي البقع الكاثودية عند المرور عبر الصفر، مما يؤدي إلى إخماد القوس. أحيانًا، إذا لم تستطع عملية التبخر الحفاظ على معدل التفريق للقوس الخارجي، ينطفئ القوس فجأة، مما يؤدي إلى قطع التيار.

القوس الفراغي ذو التيار العالي: عند قطع تيار كبير، تزداد طاقة القوس الفراغي، ويصبح القطب الموجب ساخنًا بشدة، مما يشكل عمود قوس مضغوط قويًا. في نفس الوقت، تصبح تأثيرات القوى الكهروديناميكية أكثر وضوحًا. لذا، بالنسبة للأقواس الفراغية ذات التيار العالي، فإن توزيع المجال المغناطيسي بين الأقطاب له تأثير حاسم على استقرار القوس وأداء إخماده. إذا كان التيار كبيرًا جدًا بحيث يتجاوز التيار المقطوع الأقصى، يحدث فشل في القطع. في هذه المرحلة، تسخن الأقطاب بشدة وتستمر في التبخر حتى بعد مرور التيار عبر الصفر، ويصعب استعادة العازل، مما يجعل من المستحيل قطع التيار.

بنية ومبادئ عمل المقاطع الكهربائية

على سبيل المثال، سنقوم بتوضيح بنية ومبادئ عمل المقاطع الكهربائية zw27-12.

يتكون جسم المقطع الكهربائي من الدائرة الموصلة، نظام العزل، الختم، والهيكل. وهو يحتوي على بنية صندوق ثلاثي الطور. تتكون الدائرة الموصلة من قضبان الدخل والخرج الموصلة، دعامات العزل للدخول والخروج، مثبتات الموصل، الروابط المرنة، ومبرد القوس الفراغي. يتميز هذا النظام بتخزين الطاقة الكهربائية وفتح وإغلاق كهربائي، وكذلك بإمكانية التشغيل اليدوي. يتكون الهيكل بأكمله من مكونات مثل ربيع الإغلاق، نظام تخزين الطاقة، جهاز القطع الزائد للتيار، ملفات الفتح والإغلاق، نظام الفتح والإغلاق اليدوي، المفتاح المساعد، ومؤشر تخزين الطاقة.

يستخدم المقطع الكهربائي الفراغي ظاهرة أن البلازما تنتشر بسرعة عندما يمر التيار في بيئة فراغية عالية عند الصفر، مما يؤدي إلى إخماد القوس وتحقيق هدف قطع التيار.

ضبط المقاطع الكهربائية

مسافة الفتح والفائض

قياس مسافة الفتح والفائض للمقطع الكهربائي: الفرق في القيم x المقاسة عندما يكون المقطع الكهربائي مفتوحًا ومغلقًا هو مسافة الفتح للمقطع الكهربائي، والفرق في القيم y هو الفائض للمقطع الكهربائي. يمكن تحقيق التعديل عن طريق زيادة أو تقليل قضيب التشغيل العازل أو قضيب الربط بين الآلية والمحور الرئيسي.

تعديل آليات الفتح والإغلاق

• يجب أن يكون مقدار التداخل بين الذراع المتحركة والنصف المحوري 1.5 - 2.5 ملم، ويمكن تعديل ذلك بواسطة البراغي.

• عندما يدور الأكمام الناقل إلى زاوية القصوى، يجب أن يكون هناك فجوة 1.5 - 2 ملم بين الذراع المتحركة والنصف المحوري. هذا يضمن أنه عندما يعود الأكمام الناقل إلى وضع الإغلاق، يمكن للذراع المتحركة أن تلتف تلقائيًا حول النصف المحوري، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق ضبط البراغي.

• يجب أن يكون تحويل المفتاح المساعد دقيقًا وموثوقًا، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق ضبط موقع ذراع التحويل للمفتاح المساعد وطول الرافعة.

• خلال عملية تخزين الطاقة، عندما يصل الترس إلى أعلى نقطة للسن الأخير، يجب التأكد من أن ذراع التحويل على الأكمام المتزن يمكنه تبديل نقاط الاتصال للswithch المسافر بشكل موثوق لقطع تغذية المحرك. يمكن تحقيق ذلك عن طريق ضبط موضع up-down، front-back للswithch المسافر.

• قم بضبط طول التوتر المسبق لربيع الفتح والإغلاق للتأكد من تشغيل المقطع الكهربائي بشكل موثوق وأن سرعة الفتح والإغلاق تصل إلى القيمة المحددة.

دائرة التحكم للمقاطع الكهربائية

في معظم محطات التحويل القياسية 35 كيلوفولت في شبكات الكهرباء الريفية، يتم اعتماد مبدأ فصل حافلة التحكم عن حافبة الإغلاق. بسبب تكرار الرعد والمطر والرياح القوية في المناطق الجبلية، مما يؤدي إلى العديد من حالات القطع والتزايد في عدد عمليات الإغلاق، فإن ملفات الإغلاق للمفاتيح الكهربائية عرضة جدًا للاحتراق. هنا، أقترح إجراء تحسين صغير في دائرة التحكم.

قم بإدخال زوج من نقاط الاتصال المفتوحة عادة لمفتاح الطاقة المخزنة للمقطع الكهربائي في سلسلة بين نقاط الاتصال المساعدة المغلقة عادة للمقطع الكهربائي وملف الإغلاق. بهذه الطريقة، عندما يكون المقطع الكهربائي غير مشحون (غير مخزن للطاقة)، لا يمكن إجراء عملية الإغلاق. هذا يمنع الإغلاق عند عدم شحن المقطع الكهربائي، وبالتالي يتجنب حالة استمرار دائرة الإغلاق واحتراق ملف الإغلاق.

في الوقت نفسه، أثناء عملية التوصيل، يجب التأكد من أن قطبي حافبة الإغلاق والحافبة التحكم في نقاط الاتصال لمفتاح الطاقة المخزنة متطابقان. هذا لمنع حدوث الشرارة في دائرة الإغلاق من اختراق مفتاح الطاقة عند شحن المفتاح، مما قد يؤدي إلى انفجار المصهر التحكم أو قفز المفتاح الهوائي التحكم. هذه النقطة تتطلب اهتمامًا خاصًا في محطات التحويل المتكاملة التحكم.

التشغيل والصيانة والفحوصات

يتميز المقطع الكهربائي الفراغي بوقت قصير لتكوين القوس، وقوة عزل عالية، وحياة كهربائية طويلة نسبيًا. مع مسافات فتح صغيرة وفائض صغير، وطاقة تشغيلية قليلة، فإنه يتمتع أيضًا بحياة ميكانيكية طويلة. خلال التشغيل اليومي، تكون المهام الصيانة قليلة. بشكل أساسي، يجب فحص ارتداء الأجزاء المتحركة في الآلية، التأكد من عدم فساد الأجزاء الثابتة، تنظيف الغبار من سطح العازل، وتطبيق بعض الزيت التشحيم على الأجزاء المتحركة.

خلال الاختبارات الوقائية، يجب مقارنة نتائج اختبار المقاومة المباشرة للمفتاح مع البيانات التاريخية. إذا تم تحديد أي مشاكل، يجب إجراء الاستبدال أو التعديل المناسب. يعد اختبار مقاومة التردد الكهربائي للكسر طريقة فعالة لفحص تسرب المبرد الفراغي. (بالنسبة للمقاطع الكهربائية الداخلية، يمكن استخدام لون الشرارة داخل المبرد الفراغي عند فصل الحمل لتقييم مستوى الفراغ بشكل أولي. اللون الأحمر الداكن يشير إلى انخفاض مستوى الفراغ، بينما اللون الأزرق الفاتح يشير إلى مستوى فراغ جيد.)

خلال التحقق من إعدادات الحماية، يتم إجراء اختبار الإغلاق بجهد منخفض للمقطع الكهربائي لتأكيد ما إذا كان المفتاح يعمل بشكل موثوق عند وجود حالة عطل في الحافبة والانخفاض في الجهد.