Principanalys|Djupanalys av vakuumbrytare

1, Isoleringsegenskaper hos vakuum

Vakuum har starka isoleringsegenskaper. I vakuumbrytare är gasen mycket tunn, och gasmolekylernas fria rörelse är relativt stor, vilket resulterar i en låg sannolikhet för kollision med varandra. Därför är inte kollisionsdissociation huvudorsaken till verklig utrymmesgapnedbrytning, men metallpartiklarna som fälls ut av elektroderna under inverkan av ett höghållfast elektriskt fält är de viktigaste faktorerna som orsakar isolationsskador.

Isoleringshållfastheten i ett vakuumgap är inte bara relaterat till gapets storlek och det elektriska fältets enhetlighet, utan påverkas också i hög grad av elektrodmaterialets egenskaper och ytförhållanden. Vakuumgapet har högre isoleringsegenskaper än högtrycksluft och SF6-gas vid små avståndsgap (2-3 millimeter), vilket är anledningen till att kontaktöppningsavståndet för vakuumbrytare i allmänhet inte är stort.

Elektrodmaterialens påverkan på genombrottsspänningen manifesteras huvudsakligen i materialets mekaniska hållfasthet (draghållfasthet) och metallmaterialets smältpunkt. Ju högre draghållfasthet och smältpunkt, desto högre isoleringshållfasthet för elektroden under vakuum.

Experimentet visar att ju högre vakuumgraden är, desto högre är genombrottsspänningen för gasgapet, men den förblir i princip oförändrad över 10 till 4 torr. Därför, för att upprätthålla isoleringshållfastheten hos vakuumbrytaren, bör dess vakuumgrad inte vara mindre än 10 till 4 torr.

2, Bildande och utsläckning av ljusbågar i vakuum

Det finns en betydande skillnad mellan fenomenet vakuumbåge och gasbågsurladdning som vi har lärt oss tidigare. Dissociationen av gas är inte huvudfaktorn som orsakar ljusbågen, och vakuumbågarladdning bildas i metallångan som förångas från kontaktelektroden. Samtidigt varierar egenskaperna hos bågens prestanda beroende på storleken på brytströmmen. Vi klassificerar det generellt i lågströmsvakuumbåge och högströmsvakuumbåge.

1. Lågströmsvakuumbåge

När kontakten kopplas bort i vakuum genereras en katodfläck med hög koncentration av ström och energi, och en stor mängd metallånga förångas från katodfläcken. Tätheten av metallatomer och laddade partiklar i fläcken är hög, och bågen brinner i den. Samtidigt fortsätter metallångan och laddade partiklar inuti bågkolonnen att diffundera utåt, och elektroden avdunstar också kontinuerligt nya partiklar för att komplettera. När strömmen passerar noll minskar bågens energi, elektrodens temperatur minskar, förångningseffekten minskar och partikeldensiteten inuti bågkolonnen minskar. Slutligen, när strömmen passerar noll, försvinner katodfläcken och ljusbågen släcks.

Ibland kan förångningen inte upprätthålla diffusionshastigheten för bågkolonnen, och bågen släcks plötsligt, vilket leder till förekomsten av flödesavlyssning.

2. Högströms vakuumbåge

När kontakten kopplar bort en stor ström ökar ljusbågens energi, och anoden genererar också kraftig värme, vilket bildar en stark koncentrerad bågkolonn. Samtidigt är elektrodynamikens roll också uppenbar, därför, för högströmsvakuumbågar, har magnetfältsfördelningen mellan kontakterna en avgörande inverkan på bågens stabilitet och bågsläckningsprestanda. Om strömmen är för hög och överskrider gränsbrytströmmen kommer det att orsaka brytfel. Vid denna tidpunkt värms kontakten upp kraftigt, och även efter att strömmen passerat noll, förångas den fortfarande, vilket gör det svårt för mediet att återhämta sig och inte kan koppla bort strömmen.

3, Struktur och arbetsprincip för strömbrytare

Det finns många tillverkare och modeller av vakuumbrytare. Beroende på användningsförhållandena är den uppdelad i två typer: inomhus (ZNx - * *) och utomhus (ZWx - * *). Den består huvudsakligen av en ramdel, en bågsläckande kammardel (vakuumbubbla) och en manövermekanismdel.

Strömbrytarens kropp består av en ledande krets, ett isoleringssystem, tätningar och ett skal. Den övergripande strukturen är en trefas vanlig boxtyp. Den ledande slingan bildas genom att ansluta de ledande polerna för inkommande och utgående ledningar, isoleringsstöden för inkommande och utgående ledningar, ledande klämmor och mjuka anslutningar till vakuumbågssläckningskammaren.

Mekanismen är elektrisk energilagring, elektrisk öppning och stängning, och har även manuell funktion. Hela strukturen är sammansatt av stängningsfjädrar, energilagringssystem, överströmsutsläpp, öppnings- och stängningsspolar, manuella öppnings- och stängningssystem, hjälpbrytare, energilagringsindikatorer och andra komponenter.

arbetsprincip

När en vakuumbrytare använder högtrogen luftström för att flöda genom noll, diffunderar plasman snabbt och släcker ljusbågen, vilket fullbordar syftet med att bryta strömmen.

Handlingsprincip

Energilagringsprocess: När energilagringsmotorn 14 är ansluten till strömförsörjningen, driver motorn excenterhjulet att rotera, och rullen 10 bredvid det excentriska hjulet driver vevarmen 9 och anslutningsplattan 7 att svänga och trycker på energin lagringsspärren 6 att svänga, vilket får spärrhaken 11 att rotera. När tappen på spärrhaken 11 är mot plattan på energilagringsaxelhylsan 32, rör sig de två tillsammans, vilket gör att stängningsfjädern 21 som hänger på energilagringsaxelhylsan 32 förlängs. Energilagringsaxelhylsan 32 är fixerad med en positioneringsstift 13 för att bibehålla energilagringstillståndet. Samtidigt trycker vevarmen på axelhylsan 32 för energilagring rörelsebrytaren 5 för att stänga av strömtillförseln till energilagringsmotorn 14, och energilagringsspärren lyfts för att på ett tillförlitligt sätt lossa från spärrhjulet.

Stängningsprocess: När mekanismen tar emot stängningssignalen (omkopplaren är i det frånkopplade och lagrade energitillståndet), sugs järnkärnan i den stängande elektromagneten 15 nedåt, och positioneringskomponenten 13 dras för att rotera moturs för att frigöra energin lagringsunderhåll. Stängningsfjädern 21 driver energilagringsaxelhylsan 32 att rotera moturs, och dess kam pressar transmissionsaxelhylsan 30 för att driva kopplingsplattan 29 och vipparmen 27 att röra sig, vilket gör att vipparmen 27 spänns fast på halvaxeln 25, vilket gör att mekanismen är i ett stängt tillstånd. Vid denna punkt låser förreglingsanordningen 28 positioneringskomponenten, vilket förhindrar positioneringstjuren från att rotera moturs, vilket uppnår syftet med mekanismlänkning och säkerställer att mekanismen inte kan stängas i stängt läge.

Öppningsprocess: Efter att strömbrytaren är stängd tar den öppningselektromagnet emot en signal, järnkärnan drar in och den översta stången i öppningsutlösningen 19 rör sig uppåt, vilket får utlösningsaxeln 16 att rotera, vilket driver den övre stången 18 till rör sig uppåt, tryck på böjningsplattan 26 och driver halvaxeln 25 att rotera moturs.

Halvaxeln 25 och vipparmen 27 frigörs och under inverkan av öppningsfjädern fullbordar strömbrytaren öppningsoperationen.

4, Felsökning av effektbrytare

Mätningen av en strömbrytares öppningsavstånd och övergång kan baseras på figur 3. Skillnaden mellan X-värdet uppmätt i öppet och stängt tillstånd är brytarens öppningsavstånd, och skillnaden mellan Y-värdet är övergång av effektbrytaren. Justeringsmetoden är att förlänga eller förkorta den isolerade manöverstången 3 eller vevstaken mellan mekanismen och spindeln.

Justering av öppnings- och stängningsmekanism

1. Anslutningsmängden mellan vipparmen 27 och halvaxeln 25 är 1,5-2,5 mm, vilket kan uppnås genom att justera skruv 24.

2. När transmissionsaxelhylsan 30 roterar i sin maximala vinkel bör det finnas ett gap på 1,5-2mm mellan vipparmen 27 och halvaxeln för att säkerställa att när transmissionsaxelhylsan faller tillbaka till den stängda läge kan vipparmen 27 automatiskt spännas fast på halvaxeln 25, som kan justeras med skruven 31.

3. Omvandlingen av hjälpströmbrytaren 2 bör vara exakt och pålitlig, vilket kan uppnås genom att justera vevarmens 3 läge och längden på spaken 4 på hjälpströmbrytaren 2.

4. Under energilagringsprocessen, när spärrhaken når den högsta punkten på den sista tanden, bör det säkerställas att vevarmen på energilagringsaxelhylsan 32 på ett tillförlitligt sätt kan koppla om rörelsebrytarens kontakter, stänga av motoreffekten mata, och uppnå detta genom att justera upp-, ned-, fram- och baklägena för färdbrytaren 5.

5. Justera öppnings- och stängningsfjäderns förspänningslängd för att säkerställa tillförlitlig öppning och stängning av strömbrytaren, och se till att öppnings- och stängningshastigheten når det angivna värdet.

5, Styrkrets för effektbrytare

I den 35KV standardiserade transformatorstationen i Kinas landsbygdskraftnät antas principen att separera styrskenan och den stängande samlingsskenan.

Anslut ett par normalt öppna kontakter på strömbrytarens energilagringsströmbrytare i serie till styrkretsen mellan strömbrytarens normalt slutna hjälpkontakt och slutspolen. På så sätt kan stängningsoperationen inte genomföras utan energilagring i effektbrytaren. Den förhindrar stängning utan energilagring i strömbrytaren, bibehåller stängningskretsen och bränner stängspolen.

Under tiden, under ledningsprocessen, är det viktigt att säkerställa att polariteten mellan den stängande samlingsskenan och styrskenan i strömbrytarkontakterna för energilagring är konsekvent, för att förhindra att ljusbågen i den slutande kretsen bryter igenom färdbrytaren under tiden energilagring, vilket gör att styrsäkringen löser sig eller att styrluftbrytaren löser ut.

Detta bör särskilt noteras i integrerade automationsstationer.

6, Drift underhåll och reparation test

Vakuumbrytare har kort ljusbågstid, hög isoleringshållfasthet, hög elektrisk livslängd, litet kontaktavstånd och slaglängd och låg driftsenergi, därför är deras mekaniska livslängd också hög. I daglig drift är underhållsbelastningen mycket liten, främst genom att kontrollera slitaget på de rörliga delarna av mekanismen, om fästelementen är lösa, ta bort damm från isoleringsytan och injicera lite smörjfett i de rörliga delarna.

I det förebyggande testet av fjäderinspektion bör DC-resistanstestet för omkopplaren jämföras med historiska data, och problem bör omedelbart hanteras och bytas ut. Strömtålighetstestet för sprickan är en effektiv metod för att kontrollera om vakuumbubblan läcker. (Inomhusvakuumbrytare kan hänvisa till färgen på det blinkande ljuset inuti vakuumbubblan när belastningen kopplas bort för att preliminärt bestämma vakuumbubblans vakuumgrad. När färgen är mörkröd indikerar det en minskning av vakuumgraden, och när färgen är ljusblå indikerar det en bra vakuumgrad.) Vid verifiering av skyddet och installationen av strömbrytaren genomförs ett lågspännings-på-av-test för att verifiera om strömbrytaren fungerar tillförlitligt när spänningen sjunker under ett skenfel stat.

Analys av utveckling och prestanda för vakuumbrytare

1, dedikerad vakuumbrytare

Inför extremt olika brytningsuppgifter har nya specialiserade brytare dykt upp. Om vakuumbrytaren med superstor kapacitet (med en kortslutningsbrytström på 63-80kA eller högre) används för generatorskyddsbrytare, är standardvakuumbrytaren (med en kortslutningsbrytström på {{ 3}}kA), den ekonomiska vakuumbrytaren (med en kortslutningsbrytström på 16-25kA), den frekventa vakuumbrytaren (med en arbetsfrekvens på 50 000 till 60 000 gånger), och den ultrafrekventa och komplex vakuumbrytare (med en arbetsfrekvens på 100 000 till 150 000 gånger). Till exempel är Siemens brytare i 3AH-serien indelade i fem modeller baserat på deras användning. 3AH1- och 3AH3-modellerna är standard med 10000 operationer, 3AHZ-modellen är frekvent med 60000 operationer, 3AH4-modellen överklockar med 120000 operationer och 3AH5-modellen är ekonomisk med låga priser.

2, vakuumbrytare av låg överspänningstyp

Som bekant kan vakuumbrytare orsaka spänningsavbrott på grund av strömavbrott, speciellt vid avbrott av små induktiva negativa avbrott såsom elmotorer. I allmänhet är överspänningsabsorberande enheter som Sic, RC-krets, ZnO-blixtavledare etc. utrustade för att begränsa överspänningen i vakuumbrytare, vilket gör strömbrytarens struktur stor och komplex, och vissa begränsar överspänningen inte idealisk.

Flera japanska företag har tagit en annan väg och utvecklat lågöverspänningsvakuumbrytare. Den kräver inte tillägg av överspänningsabsorberande enheter och använder nyutvecklade kontaktmaterial för att begränsa överspänningen till en tiondel av det konventionella värdet. Låg överspänningskontaktmaterial: Toshiba är AgWC, Hitachi är Co Ag Se och Mitsubishi är Cu Cr Bi -, Fuji är ett CuCr plus högånga material. Dessa företag uppnår i allmänhet 20kA vid 7,2kV, med endast Toshiba som uppnår 40kA vid 7,2kV.

3, multifunktionell vakuumbrytare

Vakuumbrytare har som bekant hittills slutfört stängnings- och brytuppgifterna i två I-lägen (dvs stängning och öppning). Nu har multifunktionella vakuumbrytare dykt upp, som ger dem flera funktioner, som isoleringsjord för stängning av öppning, etc. Siemens, Alstom och Hitachi har alla sådana produkter. Siemens senaste NXACT modulära vakuumbrytare har flera funktioner: integrera tillverkning, brytning, isolering, jordning och förregling. Vakuumbrytaren utrustad av Alstom-företaget med VISAX-ställverk är i tre I-lägen (stängningsöppningsisolering). 24kV-vakuumbrytaren utvecklad av Hitachi i samarbete med Tokyo Electric Power Company har fyra I-lägen (stängande öppningsisoleringsjord).

För att göra produkten multifunktionell finns det två metoder ur befintliga produkters perspektiv: för det första rör sig eller roterar vakuumbrytarens faspelare efter öppning och bildar isolering och jordning; Den andra är rotationen av kontakterna i vakuumbågssläckningskammaren för att fullständig isolering och jordning. Siemens NXACT-produkter slutför isolering och jordning genom att flytta faskolonnen efter frånkoppling, medan Alstom slutför isoleringsuppgiften genom att rotera faskolumnen efter frånkoppling, och Hitachi slutför isolerings- och jordningsuppgiften genom att rotera kontakten i ljusbågssläckningskammaren.

4, Synkron brytare

Synkrona brytare är också kända som fasselektiva vakuumbrytare eller kontrollerade vakuumbrytare. Grundprincipen är att få vakuumbrytaren att stänga eller öppna vid det mest gynnsamma ögonblicket för spänning eller ström.

Jämfört med vanliga vakuumbrytare har synkrona brytare följande fördelar: 1. minskar transienta överspänningsbelastningar i elnätet; 2. Förbättrad kvalitet på strömförsörjningen i elnätet; 3. Förbättrad strömbrytarens elektriska livslängd och prestanda; 4. Förenklad elnätsdesign, vilket minskar den totala systemkostnaden.

ABB har utvecklat synkrona vakuumbrytare som använder digitala elektroniska enheter och magnetiska manövermekanismer, vilket är en bra början.

5, Intelligent vakuumbrytare

Vakuumbrytarnas intelligens är baserad på modern avkänningsteknik och digital styrteknik. Utländska tillverkningsföretag har gjort sina produkter intelligenta, vilket inte bara är nödvändigt för distributionsautomatisering, utan också för kontroll och skydd av själva strömbrytarna. Till exempel Alstoms DCX programmerbara digitala kontrollenhet, ABB:s kontroll- och skyddsenhet REF542 och Siemens andra generationens digitala skyddsenhet.

Av ovanstående kan man se att vakuumbrytare har utvecklats snabbt. Även om det finns många anledningar till detta, finns det två grundläggande: för det första, framstegen inom vakuumbågssläckningstekniken; Den andra är utvecklingen av manövermekanismtekniken. Vakuumbågssläckningskammaren är hjärtat i en vakuumbrytare. Framstegen med vakuumbågssläckningskammare återspeglas i omvandlingen av kontaktmaterial från CuBi till CuCr, vilket förbättrar brytförmågan och minskar gränsvärdet. Samtidigt skiftar magnetfältet från tvärgående till longitudinella magnetfält, vilket förbättrar brytförmågan och minskar kontaktförbränningsförlusten. När det gäller teknik förbättrar antagandet av en engångsförseglingsprocess avsevärt prestanda och tillförlitlighet hos ljusbågssläckningskammaren.

Driftsmekanismen kallas det centrala nervsystemet för vakuumbrytare. Ursprungligen använde elektromagnetiska mekanismer, fjädermekanismer har dykt upp, och det senaste är uppkomsten av permanentmagnetmekanismer. Fjädermekanismen har en komplex struktur med ett stort antal delar (upp till 200), höga krav på bearbetningsnoggrannhet och fjädermekanismens utgångsegenskaper matchar inte belastningsegenskaperna hos vakuumbrytaren. Därför är det nödvändigt att utforma det rimligt på kamkonturkurvan och vevstakestrukturen. Den mekaniska strukturen hos permanentmagnetmekanismer är särskilt enkel, med färre komponenter än någon annan mekanism, och antalet rörliga delar kan reduceras till en, vilket resulterar i särskilt hög mekanisk tillförlitlighet. Dessutom är utgångsprestandan för permanentmagnetmekanismer väl matchad med belastningsegenskaperna hos vakuumbrytare. Permanentmagnetmekanismen använder permanentmagnetlås, kondensatorer (eller DC-skärmströmförsörjning) för energilagring och är elektroniskt styrd. Permanenta magnetmekanismer är särskilt lämpliga för frekventa operationer, såsom upp till 60000 till 150000 gånger

PRODUKTFOTO

PRODUKT LÄNK

http://www.switchgear-china.com/vacuum-circuit-breaker/indoor-vacuum-circuit-breaker/10kv-indoor-high-voltage-vacuum-circuit.html

Denna produkt är vanligtvis skräddarsydd.
Vi är en tillverkare och har en professionell teknisk avdelning som kan designa och tillhandahålla lösningar efter kundens behov.
Kontakta vår säljare för att få designritningar

Här är våra kundexempel för din referens

OM BEHÖVER MER DETALJER, VÄNLIGEN KONTAKTA OSS