Một Đơn Vị Nhẫn Chính Trí Năng Dùng Chân Không Cách Điện Khí
Lĩnh vực Kỹ thuật
Sáng chế liên quan đến lĩnh vực kỹ thuật của các đơn vị vòng chính, cụ thể là một đơn vị vòng chính chân không thông minh cách điện bằng không khí.
Nghệ thuật nền
Đơn vị vòng chính là thiết bị điện tích hợp thiết bị đóng cắt điện áp cao vào vỏ kim loại hoặc lắp ráp thành đơn vị cung cấp điện vòng theo kiểu khoảng cách. Nó tạo thành hệ thống bằng cách kết nối thanh bus của các tủ nguồn ra, với lõi gồm công tắc tải và cầu chì. Nó có cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ, chi phí thấp, tham số cung cấp điện tốt và an toàn cao.
Các đơn vị vòng chính cách điện bằng không khí (còn được gọi là đơn vị vòng chính bán cách điện) sử dụng không khí khô làm môi trường cách điện và dập hồ quang. Hiệu suất của chúng vượt trội hơn khí SF6 mà không gây ô nhiễm môi trường. Các công tắc điện áp cao được đặt trong buồng không khí kín có áp suất ổn định không bị ảnh hưởng bởi môi trường, phù hợp cho các khu vực đặc biệt như cao nguyên, vùng muối-kiềm và nơi ẩm ướt.
Trong công nghệ hiện tại, các đơn vị vòng chính cách điện bằng không khí thường sử dụng các hình thức kết hợp như công tắc tải-công tắc ngắt, công tắc tải-cầu chì điện áp cao, và bộ phận ngắt mạch chân không-công tắc ngắt. Tủ đơn vị có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc tự do kết hợp. Tuy nhiên, tồn tại những nhược điểm sau:
Khi kết hợp, trạng thái hoạt động chỉ được hiển thị qua ngăn rơle và dụng cụ, yêu cầu kiểm tra và khắc phục sự cố thủ công định kỳ, gây tốn kém chi phí.
Việc tản nhiệt trong tủ khó giải quyết hiệu quả: Chỉ dựa vào tuần hoàn không khí bên trong không thể tản nhiệt hiệu quả, trong khi cấu trúc lỗ thông gió đơn giản dễ đưa hơi ẩm vào, ảnh hưởng đến an toàn điện. Cần cải thiện gấp.
Nội dung Sáng chế
Mục tiêu
Nhằm khắc phục những khuyết điểm của công nghệ hiện tại, sáng chế cung cấp một đơn vị vòng chính chân không thông minh cách điện bằng không khí, nhằm đạt được:
Bố trí hợp lý để mở rộng chức năng kết hợp thanh bus.
Theo dõi trạng thái hoạt động theo thời gian thực, nâng cao mức quản lý thông minh và giảm chi phí bảo dưỡng.
Tăng cường hiệu suất tản nhiệt trong khi tránh việc đưa hơi ẩm vào, cân bằng giữa an toàn điện và tiết kiệm năng lượng.
Giải pháp Kỹ thuật
Một đơn vị vòng chính chân không thông minh cách điện bằng không khí bao gồm thân tủ với cấu trúc nội bộ sau:
Các Khu vực và Thành phần Chức năng Chính
Thân tủ bao gồm ngăn thanh bus, ngăn rơle và dụng cụ, ngăn công tắc, và ngăn cáp:
Ngăn Thanh Bus: Chứa thanh bus, cảm biến nhiệt độ thứ nhất, và bộ quạt điện kết nối với bộ điều khiển PLC.
Ngăn Rơle và Dụng cụ: Nằm ở một bên của ngăn thanh bus, chứa rơle.
Ngăn Công tắc: Nằm dưới ngăn thanh bus, chứa bộ công tắc tải, cảm biến nhiệt độ thứ hai, và cảm biến độ ẩm (cảm biến độ ẩm nằm ở một bên của tấm phân cách thứ nhất và kết nối với mô-đun lưu trữ dữ liệu). Bộ công tắc tải được kết nối với ngăn thanh bus qua bộ cách điện bao gồm ba cách điện khoảng cách và được kết nối với cầu chì, cơ cấu vận hành, và biến dòng. Một khung được cung cấp giữa biến dòng và thân tủ.
Ngăn điều khiển và buồng không khí nằm ở một bên của ngăn công tắc:
Ngăn Điều khiển: Nằm giữa ngăn rơle và dụng cụ và buồng không khí, chứa bảng mạch và bộ điều khiển PLC. Bảng mạch tích hợp mô-đun lưu trữ dữ liệu, mô-đun truyền không dây, và mô-đun nhận không dây. Mô-đun lưu trữ dữ liệu kết nối với rơle, cảm biến nhiệt độ thứ nhất, cảm biến nhiệt độ thứ hai, và mô-đun truyền không dây. Mô-đun nhận không dây kết nối với bộ điều khiển PLC.
Buồng Không khí: Một bên được kết nối với ngăn công tắc qua tấm phân cách thứ nhất, và bên kia có lưới hút không khí hướng về thân tủ. Tấm phân cách thứ nhất được trang bị lỗ hồi không khí và lỗ cấp không khí, được trang bị quạt thứ nhất và quạt thứ hai tương ứng (cả hai đều kết nối điện với bộ điều khiển PLC). Quạt thứ nhất được kết nối với tấm hấp thụ độ ẩm, nằm giữa quạt thứ hai và lưới hút không khí.
Ngăn Cáp: Chứa công tắc tiếp đất liên kết, arrester sét, và cáp.
Thân Tủ và Cấu trúc Hình dạng
Tấm phân cách thứ hai được cung cấp giữa ngăn thanh bus và ngăn rơle & dụng cụ/ ngăn công tắc, và giữa ngăn công tắc và ngăn điều khiển/ngăn cáp.
Thân tủ được tạo thành từ nhiều tấm khung được gắn vít. Cả tấm khung và khung đều sử dụng thân hình dạng:
Bốn góc của thân hình dạng được trang bị khối cắm. Tường ngoài của khối cắm nghiêng so với thân hình dạng, với lỗ thông quá đầu tiên bên trong và các tấm giới hạn ở cả hai bên.
Trung tâm của thân hình dạng có lỗ thông quá thứ hai. Đoạn cắt trên và dưới của nó là hình thang cân, và cả hai bên đều là hình cung lõm.
Cả hai bên của thân hình dạng đều được trang bị tấm hình cung lõm, có nhiều lỗ gắn hình eo.
Hiệu quả Có lợi
Lợi ích Kết cấu: Thân hình dạng với khối cắm và tấm hình cung lõm, cùng với lỗ thông quá đầu tiên và lỗ thông quá thứ hai có hình dạng đặc biệt, đảm bảo độ cứng và ổn định cao trong khi giảm độ dày tường. Các lỗ gắn hình eo giúp lắp ráp nhanh chóng và nhúng/gắn dây cảm biến sau này. Cấu trúc tổng thể mới, gọn gàng và dễ lắp ráp.
Tối ưu Hóa Bố trí: Ngăn rơle và dụng cụ, ngăn điều khiển, và buồng không khí được phân bố trên cùng một bên, kết hợp và kết nối với ngăn công tắc và ngăn thanh bus, mở rộng hiệu quả chức năng thanh bus, tránh sự rối loạn dây dẫn, và cung cấp hiệu quả sử dụng không gian cao.
Điều khiển Thông minh:
Mô-đun lưu trữ dữ liệu gửi trạng thái mạch và dữ liệu môi trường được thu thập bởi rơle, cảm biến nhiệt độ (thứ nhất và thứ hai), và cảm biến độ ẩm theo thời gian thực qua mô-đun truyền không dây, giúp giám sát tích hợp các tủ kết nối, cải thiện quản lý thông minh, và giảm chi phí bảo dưỡng.
Sau khi mô-đun nhận không dây nhận tín hiệu điều khiển, bộ điều khiển PLC kích hoạt theo nhu cầu: bộ quạt cho tản nhiệt tuần hoàn nội bộ, hoặc quạt thứ hai để hút không khí bên ngoài qua tấm hấp thụ độ ẩm để làm mát tuần hoàn ngoại vi. Khi nhiệt độ thấp, chỉ cần kích hoạt quạt thứ nhất, sử dụng không khí nóng từ ngăn công tắc để làm khô tấm hấp thụ độ ẩm. Điều này tăng cường hiệu quả năng lượng, tránh việc đưa hơi ẩm vào, và cân bằng giữa an toàn điện và tiết kiệm năng lượng.
Chế độ Thực hiện Chi tiết
I. Cấu trúc Tủ và Thành phần Chính
Phân chia Khu vực Chức năng
Nội thất tủ bao gồm ngăn thanh bus, ngăn rơle và dụng cụ, ngăn công tắc, ngăn cáp, ngăn điều khiển, và buồng không khí. Mỗi khu vực được tách biệt bởi các tấm phân cách, với chức năng rõ ràng và không can thiệp lẫn nhau.
Ngăn thanh bus nằm ở phần trên, với ngăn rơle và dụng cụ ở một bên và ngăn công tắc ở dưới. Một bên của ngăn công tắc lần lượt có ngăn điều khiển và buồng không khí, trong khi bên kia là ngăn cáp.
Thành phần Chính của Mỗi Khu vực
Ngăn Thanh Bus: Chứa thanh bus, cảm biến nhiệt độ thứ nhất, và bộ quạt điện kết nối với bộ điều khiển PLC.
Ngăn Rơle và Dụng cụ: Chứa rơle để thu thập trạng thái hoạt động của thiết bị (ví dụ: dòng điện, điện áp, công suất).
Ngăn Công tắc: Trang bị bộ công tắc tải, cảm biến nhiệt độ thứ hai, và cảm biến độ ẩm. Bộ công tắc tải được kết nối với ngăn thanh bus qua bộ cách điện (gồm ba cách điện khoảng cách) và được kết nối với cầu chì, cơ cấu vận hành, và biến dòng. Một khung được cung cấp giữa biến dòng và thân tủ.
Ngăn Điều khiển: Chứa bảng mạch và bộ điều khiển PLC. Bảng mạch tích hợp mô-đun lưu trữ dữ liệu, mô-đun truyền không dây, và mô-đun nhận không dây. Mô-đun lưu trữ dữ liệu kết nối với rơle, cảm biến nhiệt độ thứ nhất, cảm biến nhiệt độ thứ hai, và cảm biến độ ẩm. Mô-đun nhận không dây kết nối với bộ điều khiển PLC.
Buồng Không khí: Một bên được kết nối với ngăn công tắc qua tấm phân cách thứ nhất, và bên kia có lưới hút không khí. Tấm phân cách thứ nhất có lỗ hồi không khí và lỗ cấp không khí, được trang bị quạt thứ nhất và quạt thứ hai tương ứng (cả hai đều kết nối điện với bộ điều khiển PLC). Quạt thứ nhất được kết nối với tấm hấp thụ độ ẩm, nằm giữa quạt thứ hai và lưới hút không khí.
Ngăn Cáp: Chứa công tắc tiếp đất liên kết, arrester sét, và cáp.
Thân Tủ và Cấu trúc Hình dạng
Thân tủ được tạo thành từ nhiều tấm khung được gắn vít. Cả tấm khung và khung đều sử dụng thân hình dạng.
Bốn góc của thân hình dạng có khối cắm. Tường ngoài của khối cắm nghiêng so với thân hình dạng, với lỗ thông quá đầu tiên bên trong và các tấm giới hạn ở cả hai bên. Trung tâm có lỗ thông quá thứ hai; đoạn cắt trên và dưới là hình thang cân, và cả hai bên đều là hình cung lõm. Cả hai bên của thân hình dạng cũng có tấm hình cung lõm với nhiều lỗ gắn hình eo.
II. Nguyên lý Hoạt động và Lợi ích
Phương pháp Lắp ráp
Các thân hình dạng đạt được kết nối nhanh chóng qua các khối cắm có tấm giới hạn, và sau đó được gắn vít và cố định bằng các mảnh nối góc thông qua các lỗ gắn hình eo trên các tấm hình cung lõm. Quá trình lắp ráp thuận tiện và ổn định, cũng cung cấp khả năng chống sốc, chi phí và trọng lượng thấp, và dễ dàng vận chuyển.
Quá trình Hoạt động và Điều khiển Thông minh
Ngăn thanh bus kết nối nhiều đơn vị vòng chính. Bộ công tắc tải kết nối với ngăn thanh bus qua bộ cách điện. Cầu chì ngắt mạch bằng cách làm tan chảy phần tử của nó khi dòng điện vượt quá giới hạn. Cơ cấu vận hành thực hiện các thao tác đóng và mở. Biến dòng tỷ lệ chuyển đổi dòng điện sơ cấp lớn thành dòng điện thứ cấp nhỏ, bảo vệ mạch đo, và truyền tín hiệu đến công tắc tiếp đất, arrester sét, và cáp trong ngăn cáp.
Rơle thu thập trạng thái hoạt động của thiết bị và truyền nó tới mô-đun lưu trữ dữ liệu trên bảng mạch. Mô-đun này cũng lưu trữ tín hiệu nhiệt độ từ cảm biến nhiệt độ thứ nhất và thứ hai và tín hiệu độ ẩm từ cảm biến độ ẩm. Những tín hiệu này sau đó được gửi theo thời gian thực qua mô-đun truyền không dây đến trạm cơ sở hoặc thiết bị điều khiển từ xa để giám sát từ xa.
Thiết bị điều khiển từ xa có thể gửi lệnh đến bộ điều khiển PLC qua mô-đun nhận không dây, hoặc bộ điều khiển PLC có thể đưa ra phán đoán tự động: Khi cần tản nhiệt, nó kích hoạt bộ quạt cho tản nhiệt tuần hoàn nội bộ, hoặc khởi động quạt thứ hai để hút không khí qua lưới hút, làm khô qua tấm hấp thụ độ ẩm, và cung cấp vào tủ cho tản nhiệt tuần hoàn ngoại vi. Khi nhiệt độ không đủ điều kiện để khởi động quạt thứ hai, chỉ cần kích hoạt quạt thứ nhất để làm khô tấm hấp thụ độ ẩm, giảm tiêu thụ năng lượng trong khi tránh việc đưa hơi ẩm vào.
Lợi ích Chính
Theo dõi và điều khiển thông minh theo thời gian thực nhiệt độ, độ ẩm, và trạng thái hoạt động của thiết bị trong tủ. Điều này đảm bảo an toàn điện trong khi giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách kích hoạt thiết bị theo nhu cầu, cân bằng giữa tính thực tế và hiệu quả năng lượng.
