10кВ шығыс вакуумдық ауытқу айналмаларының изоляциялық өнімділігін талдау

Кіріспе

Вакуумдық айырмашы - вакуумдық автоматтың ең маңызды бөлігі. Оның көптеген артықшылықтары бар, мисалы, зор айырмашы деңгейі, сиктік іске қосылу және ыңғайлау, жақсы дымды шығару өнімділігі, киригеніз жоқ және түпке жатқан өлшем. Вакуумдық автоматтар жоғары напрямдасқа ұмтылған кезде, сыртқы вакуумдық айырмашылардың ішкі және сыртқы диэлектрика қасиеттерін қызықтыру үшін қылмыстық зерттеулерге үлкен қажет болып табылады.

Айырмашының ішіндегі электр тартылымы вакуумдық автоматтың диэлектрика қасиетіне ол жөн. Теңсіздіктік электр тартылымы контакттық аралықтың құлауына әкелуге болады, сонымен қатар автоматтың ачылуына әкеледі. Вакуумдық айырмашының ішіне градиенттік қорғаушы қойғанда, ішкі электр тартылымы теңсіздіктікке қолданылатын болады, вакуумдық айырмашының құрылымы әділеттірілетін және түпке жатқан болады.

Бірақ, қорғаушының қосылуы айырмашының ішіндегі электр тартылымына өзгерістер жасайды. Айырмашының диэлектрика қасиетін дәл тексеру үшін және қорғаушының электр тартылымына әсерін талдау үшін, сыртқы вакуумдық автоматтың электр тартылымын сандық талдау жүргізу өнімділігін растауда негізгі қадам болып табылады.

Сонымен, бұл мақала өзіндік өнімдерін өндіруге және жасауға жүріп отырған үндістік коммутаторлық өнеркәсібінің өзін-өзі өндірген және жасаған жаңа түрдегі 10кВ сыртқы жоғары напрямдасқа вакуумдық автоматтың диэлектрика құрылымын талдау және өңдеу менін қарастырады.

Вакуумдық автоматтың статикалық электр тартылымын талдау кезінде, модельдің шекараларына напрям қолданылады, және модельдің құрылымына қарай тетраэдр элементтері қолданылады. Тік төртбұрыштық тізімді интеллектуалды тізімді қолданып жүргізіледі. Вакуумдық автомат симметриялық құрылымға ие болғандықтан, вакуумдық айырмашыны үш өлшемді координаталық жүйедегі X-өсі бойынша бөлінеді. Интеллектуалды тізімді қолдануның артықшылығы - графигінің кемістігі өзгеше өзгерген жерлерде тізімдің бөлілуі өте тығыз, ал құрылымы тұрақты жерлерде тізім тығыздығы қараңғы заттау болады.

Автоматтың контакттарының екі іске қосылу орнына, яғни, айырмашы және жабылған орналарына, және айырмашы процессінде контакттардың әртүрлі ачылған аралықтарына қарай, вакуумдық айырмашының электр тартылымына өзара талдау жүргізіледі. Электр тартылымының қасиеттері және электр тартылымының концентрацияланған нүктелері анықталады. Электр тартылымының концентрацияланған нүктелері - бұл мақалада талдау негізін құрайтын негізгі аймақтар. Арнайы шарттарда алуға болатын электр тартылымының нәтижелері салыстырылады.

Сурет 1 Вакуумдық айырмашының ішкі үлкен құрылымының суреті

Сурет 1 - Стационарлық артқы бет; 2 - Негізгі қорғаушы бет; 3 - Контакт; 4 - Бөлік; 5 - Жылжу үшін артқы бет; 6 - Стационарлық құрылғыш; 7 - Диэлектрикалық қорғаушы; 8 - Жылжу үшін құрылғыш

Есептеу нәтижелері және талдау

Бұл мақала нормалды ауызша тозыну напрямдасында изоляциялық айырмашы нүктелері арасындағы диэлектрика қасиеттерін зерттейді. Автоматтың стационарлық контактына 125 кВ жоғары напрям қолданылады, ал жылжу үшін контактқа 0 потенциалы қолданылады. Контакттардың ачылған аралығы 50%, 80% және 100% болғанда, бүкіл автоматтың потенциалдық таралуы алынады. Потенциалдың өлшем бірлігі В, ал электр тартылымының өлшем бірлігі В/м.

Вакуумдық айырмашыда қорғаушы бет бар түрде, электр тартылымының құлауы басқарылады, контакттар жақындарында өте тең және симметриялық потенциалдық таралу пайда болады. Қорғаушы бетте жұмыс істейтін потенциал қолайлы түрде 60 кВ болады.

• Контакттардың 50% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының потенциалдық таралуы

• Контакттардың 80% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының потенциалдық таралуы

•  Контакттардың 100% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының потенциалдық таралуы

Сурет 2-де, (a) - (c) суреттері - бұл үш әртүрлі контакттардың ачылған аралығында вакуумдық айырмашының электр тартылымының контурлық картасы.

Контакттардың 50% ачылған аралығындағы вакуумдық автомат үшін, қорғаушы беттің аяғында максималды электр тартылымы 25,4 кВ/мм болады. Бұл уақытта, контакттар арасындағы электр тартылымы өзінің екінші ачылған аралығынан қанағаттанып, қорғаушы бет арқылы контакттар жақындарында потенциалдың қадамдық таралуы пайда болады, электр тартылымы тең таралады, контакттар арасында қараңғы зат электр тартылымы болады.

Вакуумдық автоматтың контакттарының 80% және 100% ачылған аралығында, максималды электр тартылымдары сәтті 21,2 кВ/мм және 18,1 кВ/мм болады. Контакттар жақындарында потенциалдың қадамдық таралуы пайда болады, электр тартылымы тең таралады.

• Контакттардың 50% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының электр тартылымының контурлық картасы

• Контакттардың 80% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының электр тартылымының контурлық картасы

• Контакттардың 100% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының электр тартылымының контурлық картасы

Суреттерден көрінетініше, сыртқы диэлектрикалық орта тұрақты және тең болғанда, вакуумдық айырмашыда электр тартылымының қараңғы заттары бөліктердің жылжу және стационарлық контакттарының аяқ беттерінде және қорғаушы беттердің жоғары және төмен аяқтарында концентрирован. Бұл диэлектрикалық қатысуына ұшын қолданылатын аймақтар. Сондықтан, өнімдің нақты өңдеуінде, контакттар жақындарында және қорғаушы беттердің аяқтарында беттердің кемістігін арттыру, қорғаушы беттердің аяқтарындағы сүйір бұрыштарды тереңдету сияқты оптимизациялау әдістері арқылы электр тартылымының концентрирован нүктелеріндегі таралуы жақсартылған болады.

Вакуумдық айырмашының сыртқы бетіндегі электр тартылымы қараңғы зат. Суреттен көрінетініше, вакуумдық айырмашының фаянс қорғаушысының екі аяғында және айырмашының артқы беттеріне жақын орналасқан аймақтарда, электр тартылымының мәндері басқа орналасқан орналасқан аймақтардан үлкен.

Вакуумдық автоматтың контакттары жабылғанда, централдық құрылғышқа 125 кВ жоғары напрям қолданылады, ал шексіз алыс шекарасына 0 потенциал қолданылады. Загрузка жүргізілгеннен кейін, есептеулерге қарай, автоматтың ішінде және сыртында электр тартылымы өте кішкентай, максималды электр тартылымы 0,8 кВ/мм болады. Электр тартылымы тең таралады, контакттар жақындарында потенциалдың қадамдық таралуы пайда болады.

• (a) Контакттардың 50% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының электр тартылымының контурлық картасы

• (b) Контакттардың 80% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының электр тартылымының контурлық картасы

• (c) Контакттардың 100% ачылған аралығында вакуумдық айырмашының электр тартылымының контурлық картасы

Жалпылау

10кВ сыртқы жоғары напрямдасқа вакуумдық автоматтың электр тартылымын талдау және зерттеу арқылы, әртүрлі шекаралық шарттарда автоматтың электр тартылымының және потенциалдың өзгерістері алынды. Жоғарыда берілген нәтижелерден, ANSYS арқылы объектінің прототипін дәл симуляциялау және электр тартылымы мен потенциалды сандық есептеу үшін сызықты әдіс қолдану арқылы, вакуумдық айырмашының ішіндегі электр тартылымы мен потенциалдың өзгерістерін дәл есептеу мүмкін екені анықталады.