Захист робочого механізму зовнішніх вакуумних автоматів

Останнім часом середньовольтові вакуумні автомати значно розвинулися та досягли вражаючих результатів, особливо у класі напруги 12 кВ, де вакуумні автомати мають абсолютну перевагу. На сьогоднішній день для 12-кіловольтних зовнішніх вакуумних автоматів найчастіше використовуються пружинні механізми.

На даний момент продукти зовнішніх вакуумних автоматів часто зосереджуються на проектуванні та захисті головного контуру автомата, але не враховують тривалості служби механізму під час експлуатації. Остаточно, весь термін служби автомата відображається у відкриваючих і закриваючих діях контакту, які реалізуються через механізм. Тому робочі характеристики, надійність та якість механізму грають ключову роль у робочих характеристиках та надійності автомата.

Основні причини відмов пружинного механізму

Режими відмов та причини під час роботи автомата

Під час довготривалої роботи автомата, режими відмов механізму включають відмову механізму відкриватися та закриватися, а також неповне відкривання та закривання. Основні причини наступні: пошкодження компонентів автомата та механізму, корозія компонентів автомата та механізму, якість з'єднання між механізмом та автоматом, та вади вторинних електричних компонентів.

• Причини пошкодження компонентів: По-перше, недостатня міцність компонентів під час процесу проектування. По-друге, помилки операторів. По-третє, зменшення міцності компонентів через корозію.

• Корозія компонентів: Корозія компонентів автомата та механізму призводить до заклинивання компонентів, що збільшує опір системи. У корозійному стані відкриваючі та закриваючі дії автомата при виході з заводу не можуть задовольнити потрібні відкриваючі та закриваючі дії автомата, що призводить до неповного відкривання та закривання. Зокрема, повертальні та розтяжні пружини, широко використовувані у пружинному механізмі, можуть вийти з ладу через корозію, що призводить до відмови механізму.

• Якість з'єднання: Якість з'єднання між механізмом та автоматом, включаючи надійне затискання компонентів та правильну регулювання автомата, впливає на роботу автомата.

• Вади вторинних електричних компонентів: Перемикачі ходу, допоміжні перемикачі та клемні колодки, використовувані у пружинному механізмі. Якщо якість будь-якого з цих компонентів низька або контакт ненадійний, це вплине на нормальне функціонування автомата та передачу сигналів, і може навіть призвести до інших аварій. Крім того, що вторинні компоненти самі можуть бути подіяні вологістю, вони також можуть неспроможні нормально переключатися через корозію компонентів механізму та заклинивання руху механізму, що призводить до спалювання двигуна або випадкового включення.

З аналізу вище, серед чотирьох основних причин, проблема корозії механізму впливає на три з них. Проблема корозії механізму є основним фактором, що впливає на довгий термін служби та високу надійність автомата.

Основні причини корозії механізму

Корозія компонентів механізму є основною причиною відмов пружинного механізму. Серйозна корозія на поверхні компонентів сильно впливає на зовнішній вигляд продукту, зменшує механічну міцність передавальних компонентів та впливає на характеристики продукту. Основні причини корозії компонентів полягають у матеріалі компонентів, конструктивному проектуванні, технології виробництва, а особливо в обробці поверхні компонентів, які не можуть адаптуватися до складних екологічних та кліматичних умов.

• Вплив якості металевих матеріалів: Зазвичай використовуються сталі, мідь, алюміній та їх сплави. Сталь та мідь є основними матеріалами механізму. Доведено, що сталеві компоненти, що опираються лише на 15 μm цинковий покрив, не можуть довго протистояти події вологи. Мідний сплав піддається децинкуванню в вологому повітряному середовищі, а мідні втулки, які часто використовуються в механізмі, заповнюються порошком, утвореним від децинкування, що робить неможливим обертання штифта.

• Вплив конструкції продукту, конструкції компонентів та технології обробки: Куляльні підшипники можуть бути піддані корозії через погане герметизування, що дозволяє вологі проникати до підшипників. Руйнування може трапитися через проникнення води, конденсацію та збір води. Крім того, прогалини, мертві кути, канавки, шероховаті поверхні компонентів та точки з'єднання компонентів є областями, що піддаються корозії.

• Вплив технології захисту металевої поверхні: Більшість компонентів продукту покриваються цинком або електрофоретичною фарбою. В процесі фактичного збору механізму, для точності передачі, часто жертвують поверхневим покриттям, і покриття на поверхні з'єднання та стиснення потрібно видалити, що суперечить меті поверхневої обробки.

Міри для вирішення проблеми корозії механізму

Для вирішення проблеми корозії компонентів, виробники зазвичай використовують велику кількість компонентів з нержавіючої сталі та підсилюють герметизацію автомата та механізму. Хоча використання нержавіючої сталі як матеріалу може покращити корозійну стійкість, ціна матеріалу відносно висока, обробка компонентів складна, і масове виробництво важке. Більшість стандартних куляльних підшипників виготовлені з сталі, що не може задовольнити вимоги корозійної стійкості. Цей метод лише лікує симптоми, а не корінь проблеми.

Використання герметичного корпусу, схожого на ZW20A, без заповнення SF6 газом, та використання комбінованої ізоляції, заповнення чистим азотом для захисту компонентів, є більш ідеальним вибором.

Висновок

Отже, нове покоління зовнішніх вакуумних автоматів повинно використовувати комбіновану ізоляцію, щоб зменшити об'єм корпусу автомата та задовольнити потребу в мініатюрізації. Корпус автомата та коробка механізму повинні бути окремо герметизовані, щоб полегшити обслуговування механізму. Повинен бути заповнений чистий азот для захисту компонентів.