Inteligentna próżniowa rozdzielcza jednostka z powietrzną izolacją
Pole techniczne
Wynalazek dotyczy pola technicznego jednostek pierścieniowych, konkretnie inteligentnej próżniowej jednostki pierścieniowej z powietrzaną izolacją.
Stan techniki
Jednostka pierścieniowa to urządzenie elektryczne, które integruje wysokonapiowe przyciski przełącznikowe w metalowej obudowie lub montuje je jako jednostkę pierścieniową zasilania typu modułowego. Tworzy system poprzez połączenie szyn rozdzielczych różnych szaf wychodzących, z jej rdzeniem składającym się z przełączników obciążenia i bezpieczników. Wyróżnia się prostą strukturą, małymi rozmiarami, niskimi kosztami, doskonałymi parametrami zasilania i wysokim bezpieczeństwem.
Jednostki pierścieniowe z powietrzaną izolacją (zwane również półizolowanymi jednostkami pierścieniowymi) używają suchego powietrza jako介质已切换为波兰语。以下是翻译内容：
Pole techniczne Wynalazek dotyczy pola technicznego jednostek pierścieniowych, konkretnie inteligentnej próżniowej jednostki pierścieniowej z powietrzaną izolacją. Stan techniki Jednostka pierścieniowa to urządzenie elektryczne, które integruje wysokonapiowe przełączniki w metalowej obudowie lub montuje je jako modułową jednostkę pierścieniowego zasilania. Tworzy system poprzez połączenie szyn rozdzielczych różnych szaf wychodzących, z jej rdzeniem składającym się z przełączników obciążenia i bezpieczników. Wyróżnia się prostą strukturą, małymi rozmiarami, niskimi kosztami, doskonałymi parametrami zasilania i wysokim bezpieczeństwem. Jednostki pierścieniowe z powietrzaną izolacją (znane również jako półizolowane jednostki pierścieniowe) wykorzystują suche powietrze jako środek izolacyjny i gaszący łuki elektryczne. Ich wydajność jest lepsza niż gaz SF6, nie powodując jednocześnie zanieczyszczenia środowiska. Wysokonapiowe przełączniki są umieszczone w hermetycznej komorze powietrznej o stałe ciśnienie, niewrażliwej na warunki otoczenia, co sprawia, że są one odpowiednie do specjalnych obszarów, takich jak płaskowyże, regiony solono-alkaliczne i wilgotne tereny. W istniejącej technologii jednostki pierścieniowe z powietrzaną izolacją często przyjmują formy kombinacji, takie jak przełącznik obciążenia - odłącznik, przełącznik obciążenia - wysokonapiowy bezpiecznik, oraz próżniowy wyłącznik - odłącznik. Szafy jednostkowe mogą być używane indywidualnie lub swobodnie łączone. Istnieją jednak następujące niedostatki: Podczas łączenia stan pracy jest wyświetlany tylko przez relé i komórkę pomiarową, wymagając regularnej ręcznej inspekcji i rozwiązywania problemów, co wiąże się z dużymi kosztami. Rozwiązanie problemu odprowadzania ciepła wewnątrz szafy jest trudne do skutecznego rozwiązania: poleganie wyłącznie na wewnętrznym cyrkulacji powietrza nie pozwala efektywnie odprowadzać ciepła, podczas gdy prosta struktura otworów wentylacyjnych może wprowadzać nadmierną wilgoć, wpływając na bezpieczeństwo elektryczne. Wymaga to pilnej poprawy. Treść wynalazku użytkowego Cel Cel wynalazku użytkowego polega na usunięciu wad istniejącej technologii, dostarczając inteligentną próżniową jednostkę pierścieniową z powietrzaną izolacją, mając na celu: Racjonalne rozmieszczenie, aby rozszerzyć funkcjonalność kombinacji szyn. Monitorowanie w czasie rzeczywistym stanu pracy, podnoszenie poziomów inteligentnego zarządzania i obniżanie kosztów utrzymania. Optymalizacja wydajności odprowadzania ciepła, unikając wprowadzania wilgoci, balansując bezpieczeństwo elektryczne i efektywność energetyczną. Rozwiązanie techniczne Inteligentna próżniowa jednostka pierścieniowa z powietrzaną izolacją składa się z obudowy ze следующей внутренней структурой:
Główne obszary funkcjonalne i komponenty Obudowa zawiera przedział szyn, przedział relé i instrumentów, przedział przełączników oraz przedział kablowy: Przedział szyn: Zawiera szyny, pierwszy czujnik temperatury i zestaw wentylatorów podłączonych elektrycznie do kontrolera PLC. Przedział relé i instrumentów: Zlokalizowany po jednej stronie przedziału szyn, zawiera relé. Przedział przełączników: Zlokalizowany u dołu przedziału szyn, zawiera zestaw przełączników obciążenia, drugi czujnik temperatury i czujnik wilgotności (czujnik wilgotności znajduje się po jednej stronie pierwszej płyty podziałowej i jest podłączony do modułu pamięci). Zestaw przełączników obciążenia jest podłączony do przedziału szyn za pomocą zestawu izolatorów składającego się z trzech izolatorów interwałowych i jest podłączony do bezpieczników, mechanizmu napędowego i transformatora prądowego. Ramka jest umieszczona między transformatorem prądowym a obudową. Przedział sterujący i komora powietrzna znajdują się po jednej stronie przedziału przełączników: Przedział sterujący: Zlokalizowany między przedziałem relé i instrumentów a komorą powietrzną, zawiera płytę obwodową i kontroler PLC. Płytę obwodową zintegrowano z modułem pamięci, modułem transmisji bezprzewodowej i modułem odbioru bezprzewodowego. Moduł pamięci jest podłączony do relé, pierwszego czujnika temperatury, drugiego czujnika temperatury i modułu transmisji bezprzewodowej. Moduł odbioru bezprzewodowego jest podłączony do kontrolera PLC. Komora powietrzna: Jedna strona jest podłączona do przedziału przełączników przez pierwszą płytę podziałową, a druga strona ma siatkę wejściową powietrza zwróconą w stronę obudowy. Pierwsza płyta podziałowa jest wyposażona w otwór nawrotowy i otwór doprowadzający, wyposażone odpowiednio w pierwszy i drugi wentylator (oba elektrycznie podłączone do kontrolera PLC). Pierwszy wentylator jest podłączony do płyty absorpcyjnej wilgoci, która znajduje się między drugim wentylatorem a siatką wejściową powietrza. Przedział kablowy: Zawiera połączony przełącznik ziemny, ogranicznik przeciwuderzeniowy i kabel. Konstrukcja obudowy i profilu Drugi płyty podziałowe są umieszczone między przedziałem szyn a przedziałem relé i instrumentów/przedziałem przełączników, oraz między przedziałem przełączników a przedziałem sterującym/przedziałem kablowym. Obudowa jest zbudowana z kilku spawanych płyt ramowych. Oba płyty ramowe i ramy używają profilu ciała: Cztery narożniki profilu ciała są wyposażone w bloki wtykowe. Ściana zewnętrzna bloku wtykowego jest nachylona względem profilu ciała, z pierwszym otworem przelotowym wewnątrz i płytami granicznymi po obu stronach. Środek profilu ciała ma drugi otwór przelotowy. Przekrój jego górnej i dolnej części jest równoramiennym trapezem, a obie strony są wklęsłymi łukami. Obie strony profilu ciała są wyposażone w płyty wklęsłych łuków, które mają kilka owalnych otworów montażowych. Korzystne skutki Zalety konstrukcyjne: Profil ciała z blokami wtykowymi i płytami wklęsłych łuków, wraz z pierwszym otworem przelotowym i specjalnie kształtowanym drugim otworem przelotowym, zapewnia wysoką sztywność i stabilność, jednocześnie zmniejszając grubość ścian. Owalne otwory montażowe ułatwiają szybkie montaż i późniejsze osadzanie czujników/wireless connections. Całkowita struktura jest nowatorska, zwarta i łatwa do montażu. Optymalizacja układu: Przedział relé i instrumentów, przedział sterujący i komora powietrzna są rozmieszczone po tej samej stronie, połączone z przedziałem przełączników i przedziałem szyn, efektywnie rozszerzając funkcje szyn, unikając zamieszania w drutach i zapewniając wysoką wykorzystanie przestrzeni. Inteligentne sterowanie: Moduł pamięci wysyła status obwodu i dane środowiskowe zbierane przez relé, czujniki temperatury (pierwszy i drugi) i czujnik wilgotności w czasie rzeczywistym za pomocą modułu transmisji bezprzewodowej, ułatwiając zintegrowane monitorowanie połączonych szaf, podnosząc poziom inteligentnego zarządzania i obniżając koszty utrzymania. Po otrzymaniu sygnału sterującego przez moduł odbioru bezprzewodowego, kontroler PLC aktywuje się według potrzeb: zestaw wentylatorów do wewnętrznej cyrkulacji i odprowadzania ciepła, lub drugi wentylator do wprowadzania zewnętrznego powietrza przez płytę absorpcyjną wilgoci do zewnętrznej cyrkulacji i chłodzenia. Gdy temperatura jest niska, można aktywować tylko pierwszy wentylator, używając gorącego powietrza z przedziału przełączników do dehumidyzacji płyty absorpcyjnej wilgoci. To zwiększa efektywność energetyczną, unika wprowadzania wilgoci i balansuje bezpieczeństwo elektryczne z oszczędzaniem energii. Szczegółowy tryb realizacji I. Konstrukcja obudowy i kluczowe komponenty Dzielenie obszarów funkcjonalnych Wnętrze obudowy obejmuje przedział szyn, przedział relé i instrumentów, przedział przełączników, przedział kablowy, przedział sterujący i komora powietrzna. Każdy obszar jest oddzielony przez płyty podziałowe, z jasno zdefiniowanymi funkcjami i bez wzajemnego zakłócania. Przedział szyn znajduje się w górnej części, z przedziałem relé i instrumentów po jednej stronie i przedziałem przełączników u dołu. Po jednej stronie przedziału przełączników kolejno znajduje się przedział sterujący i komora powietrzna, a po drugiej stronie przedział kablowy. Kluczowe komponenty każdego obszaru Przedział szyn: Zawiera szyny, pierwszy czujnik temperatury i zestaw wentylatorów podłączonych elektrycznie do kontrolera PLC. Przedział relé i instrumentów: Zawiera relé do zbierania stanu działania sprzętu (np. prąd, napięcie, moc). Przedział przełączników: Wyposażony w zestaw przełączników obciążenia, drugi czujnik temperatury i czujnik wilgotności. Zestaw przełączników obciążenia jest podłączony do przedziału szyn za pomocą zestawu izolatorów (z trzema izolatorami interwałowymi) i jest podłączony do bezpieczników, mechanizmu napędowego i transformatora prądowego. Ramka jest umieszczona między transformatorem prądowym a obudową. Przedział sterujący: Zawiera płytę obwodową i kontroler PLC. Płytę obwodową zintegrowano z modułem pamięci, modułem transmisji bezprzewodowej i modułem odbioru bezprzewodowego. Moduł pamięci jest podłączony do relé, pierwszego czujnika temperatury, drugiego czujnika temperatury i czujnika wilgotności. Moduł odbioru bezprzewodowego jest podłączony do kontrolera PLC. Komora powietrzna: Jedna strona jest podłączona do przedziału przełączników przez pierwszą płytę podziałową, a druga strona ma siatkę wejściową powietrza. Pierwsza płyta podziałowa ma otwór nawrotowy i otwór doprowadzający, wyposażone odpowiednio w pierwszy i drugi wentylator (oba elektrycznie podłączone do kontrolera PLC). Pierwszy wentylator jest podłączony do płyty absorpcyjnej wilgoci, która znajduje się między drugim wentylatorem a siatką wejściową powietrza. Przedział kablowy: Zawiera połączony przełącznik ziemny, ogranicznik przeciwuderzeniowy i kabel. Konstrukcja obudowy i profilu Obudowa jest formowana przez spawanie kilku płyt ramowych. Oba płyty ramowe i ramy używają profilu ciała. Cztery narożniki profilu ciała mają bloki wtykowe. Ściana zewnętrzna bloku wtykowego jest nachylona względem profilu ciała, z pierwszym otworem przelotowym wewnątrz i płytami granicznymi po obu stronach. Środek ma drugi otwór przelotowy; jego przekrój górny i dolny jest równoramiennym trapezem, a obie strony są wklęsłymi łukami. Obie strony profilu ciała mają także płyty wklęsłych łuków z kilkoma owalnymi otworami montażowymi. II. Zasada działania i zalety Metoda montażu Profilowe ciała osiągają szybkie połączenie za pomocą bloków wtykowych z płytami granicznymi, a następnie są spawane i ustalone za pomocą narożnych elementów łączących przez owalne otwory montażowe na płytach wklęsłych łuków. Proces montażu jest wygodny i stabilny, zapewniając także odporność na wstrząsy, niższe koszty i wagę, a także łatwą transportowalność. Proces działania i inteligentnego sterowania Przedział szyn łączy wiele jednostek pierścieniowych. Zestaw przełączników obciążenia jest podłączony do przedziału szyn za pomocą zestawu izolatorów. Bezpiecznik rozłącza obwód poprzez stopienie swojego elementu, gdy prąd przekracza limit. Mechanizm napędowy wykonuje operacje zamykania i otwierania. Transformator prądowy proporcjonalnie przekształca duży prąd pierwotny w mały prąd wtórny, chroniąc obwód pomiarowy, i przesyła sygnały do przełącznika ziemnego, ogranicznika przeciwuderzeniowego i kabla w przedziale kablowym. Relé zbierają stan działania sprzętu i przesyłają go do modułu pamięci na płycie obwodowej. Ten moduł również przechowuje sygnały temperatury z pierwszego i drugiego czujnika temperatury oraz sygnał wilgotności z czujnika wilgotności. Następnie są one wysyłane w czasie rzeczywistym za pomocą modułu transmisji bezprzewodowej do stacji bazowej lub terminala sterującego do zdalnego monitorowania. Terminal sterujący może wysyłać polecenia do kontrolera PLC za pomocą modułu odbioru bezprzewodowego, lub kontroler PLC może dokonywać automatycznych ocen: gdy potrzebne jest odprowadzanie ciepła, aktywuje zestaw wentylatorów do wewnętrznej cyrkulacji i odprowadzania ciepła, lub uruchamia drugi wentylator, aby wprowadzać powietrze przez siatkę wejściową, dehumidyzować je za pomocą płyty absorpcyjnej wilgoci i dostarczać do obudowy do zewnętrznej cyrkulacji i chłodzenia. Gdy temperatura nie spełnia warunków do uruchomienia drugiego wentylatora, można aktywować tylko pierwszy wentylator, aby dehumidyzować płytę absorpcyjną wilgoci, redukując zużycie energii, jednocześnie unikając wprowadzania wilgoci. Główne zalety Uzyskuje się monitorowanie w czasie rzeczywistym i inteligentne sterowanie temperaturą, wilgotnością oraz stanem działania sprzętu w obudowie. Zapewnia to bezpieczeństwo elektryczne, jednocześnie obniżając zużycie energii przez aktywację sprzętu według potrzeb, balansując praktyczność i efektywność energetyczną.
