Analisis Prinsip|Analisis Mendalam Pemutus Sirkuit Vakum

1, Karakteristik isolasi vakum

Vakum memiliki sifat insulasi yang kuat. Dalam pemutus sirkuit vakum, gas sangat tipis, dan perjalanan bebas molekul gas relatif besar, sehingga kemungkinan tabrakan satu sama lain rendah. Oleh karena itu, disosiasi tumbukan bukanlah penyebab utama kerusakan celah ruang yang sebenarnya, tetapi partikel logam yang diendapkan oleh elektroda di bawah aksi medan listrik berkekuatan tinggi adalah faktor utama yang menyebabkan kerusakan isolasi.

Kekuatan isolasi dalam celah vakum tidak hanya terkait dengan ukuran celah dan keseragaman medan listrik, tetapi juga sangat dipengaruhi oleh sifat dan kondisi permukaan bahan elektroda. Celah vakum memiliki karakteristik insulasi yang lebih tinggi daripada udara bertekanan tinggi dan gas SF6 pada celah jarak kecil (2-3 milimeter), itulah sebabnya jarak pembukaan kontak pemutus sirkuit vakum umumnya tidak besar.

Dampak bahan elektroda pada tegangan tembus terutama diwujudkan dalam kekuatan mekanik (kekuatan tarik) bahan dan titik leleh bahan logam. Semakin tinggi kekuatan tarik dan titik leleh, semakin tinggi kekuatan isolasi elektroda di bawah vakum.

Eksperimen menunjukkan bahwa semakin tinggi tingkat vakum, semakin tinggi tegangan tembus celah gas, tetapi pada dasarnya tetap tidak berubah di atas 10 hingga 4 torres. Oleh karena itu, untuk menjaga kekuatan insulasi pemutus vakum, tingkat vakumnya tidak boleh kurang dari 10 hingga 4 torres.

2, Pembentukan dan kepunahan busur listrik dalam ruang hampa

Ada perbedaan yang signifikan antara fenomena busur vakum dan pelepasan busur gas yang telah kita pelajari sebelumnya. Disosiasi gas bukanlah faktor utama yang menyebabkan busur, dan pelepasan busur vakum terbentuk dalam uap logam yang diuapkan dari elektroda kontak. Pada saat yang sama, karakteristik kinerja busur bervariasi tergantung pada besarnya arus putus. Kami biasanya mengklasifikasikannya menjadi busur vakum arus rendah dan busur vakum arus tinggi.

1. Busur vakum arus rendah

Ketika kontak terputus dalam ruang hampa, titik katoda dengan konsentrasi arus dan energi tinggi dihasilkan, dan sejumlah besar uap logam diuapkan dari titik katoda. Kepadatan atom logam dan partikel bermuatan di tempat tinggi, dan busur terbakar di dalamnya. Pada saat yang sama, uap logam dan partikel bermuatan di dalam kolom busur terus berdifusi ke luar, dan elektroda juga terus menerus menguapkan partikel baru untuk ditambahkan. Ketika arus melewati nol, energi busur berkurang, suhu elektroda berkurang, efek penguapan berkurang, dan kerapatan partikel di dalam kolom busur berkurang. Akhirnya, ketika arus melewati nol, titik katoda menghilang dan busur padam.

Kadang-kadang, penguapan tidak dapat mempertahankan kecepatan difusi kolom busur, dan busur tiba-tiba padam, menyebabkan intersepsi aliran.

2. Busur vakum arus tinggi

Ketika kontak memutus arus besar, energi busur meningkat, dan anoda juga menghasilkan panas yang parah, membentuk kolom busur terkonsentrasi yang kuat. Pada saat yang sama, peran elektrodinamika juga terbukti, oleh karena itu, untuk busur vakum arus tinggi, distribusi medan magnet antar kontak memiliki dampak yang menentukan pada stabilitas dan kinerja pemadaman busur busur. Jika arus terlalu tinggi dan melebihi batas arus putus, maka akan menyebabkan kegagalan putus. Pada titik ini, kontak menjadi sangat panas, dan bahkan setelah arus melewati nol, masih menguap, sehingga media sulit pulih dan tidak dapat memutuskan arus.

3, Struktur dan prinsip kerja pemutus sirkuit

Ada banyak produsen dan model pemutus sirkuit vakum. Menurut kondisi penggunaan, dibagi menjadi dua jenis: indoor (ZNx - * *) dan outdoor (ZWx - * *). Ini terutama terdiri dari bagian bingkai, bagian ruang pemadam busur (gelembung vakum), dan bagian mekanisme operasi.

Badan pemutus sirkuit terdiri dari sirkuit konduktif, sistem isolasi, segel, dan cangkang. Struktur keseluruhan adalah tipe kotak umum tiga fase. Loop konduktif dibentuk dengan menghubungkan kutub konduktif saluran masuk dan keluar, penyangga insulasi saluran masuk dan keluar, klip konduktif, dan koneksi lunak ke ruang pemadam busur vakum.

Mekanismenya adalah penyimpanan energi listrik, pembukaan dan penutupan listrik, dan juga memiliki fungsi manual. Seluruh struktur terdiri dari pegas penutup, sistem penyimpanan energi, pelepasan arus berlebih, koil pembuka dan penutup, sistem pembukaan dan penutupan manual, sakelar bantu, indikator penyimpanan energi, dan komponen lainnya.

prinsip bekerja

Ketika pemutus sirkuit vakum menggunakan arus udara kesetiaan tinggi mengalir melalui nol, plasma dengan cepat berdifusi dan memadamkan busur, menyelesaikan tujuan memotong arus.

Prinsip tindakan

Proses penyimpanan energi: Ketika motor penyimpan energi 14 terhubung ke catu daya, motor menggerakkan roda eksentrik untuk berputar, dan roller 10 di sebelah roda eksentrik menggerakkan lengan engkol 9 dan pelat penghubung 7 untuk berayun, mendorong energi pawl penyimpanan 6 berayun, menyebabkan ratchet 11 berputar. Ketika pin pada ratchet 11 berlawanan dengan pelat selongsong poros penyimpan energi (32), keduanya bergerak bersama, menyebabkan pegas penutup (21) yang tergantung pada selongsong poros penyimpan energi (32) memanjang. Selongsong poros penyimpan energi (32) dipasang dengan pin pemosisian (13) untuk mempertahankan keadaan penyimpanan energi. Pada saat yang sama, lengan engkol pada selongsong poros penyimpan energi (32) mendorong sakelar perjalanan (5) untuk memutus catu daya motor penyimpan energi (14), dan pawl penyimpan energi diangkat untuk melepaskan dengan andal dari roda ratchet.

Proses operasi penutup: Ketika mekanisme menerima sinyal penutup (sakelar dalam keadaan energi terputus dan tersimpan), inti besi dari elektromagnet penutup 15 disedot ke bawah, dan komponen pemosisian 13 ditarik untuk berputar berlawanan arah jarum jam untuk melepaskan energi pemeliharaan penyimpanan. Pegas penutup 21 menggerakkan selongsong poros penyimpan energi 32 untuk berputar berlawanan arah jarum jam, dan camnya menekan selongsong poros transmisi 30 untuk menggerakkan pelat penghubung 29 dan lengan ayun 27 untuk bergerak, menyebabkan lengan ayun 27 tertekuk ke setengah poros 25, menyebabkan mekanisme berada dalam keadaan tertutup. Pada titik ini, perangkat interlocking (28) mengunci komponen pemosisian, mencegah banteng pemosisian berputar berlawanan arah jarum jam, mencapai tujuan hubungan mekanisme dan memastikan bahwa mekanisme tidak dapat ditutup pada posisi tertutup.

Proses operasi pembukaan: Setelah pemutus sirkuit ditutup, elektromagnet pembuka menerima sinyal, inti besi menarik masuk, dan batang atas pada pelepas pembuka 19 bergerak ke atas, menyebabkan poros pelepas 16 berputar, menggerakkan batang atas 18 ke bergerak ke atas, mendorong pelat tekuk 26 dan menggerakkan setengah poros 25 untuk berputar berlawanan arah jarum jam.

Setengah sumbu 25 dan lengan ayun 27 dilepaskan, dan di bawah aksi pegas pembuka, pemutus sirkuit menyelesaikan operasi pembukaan.

4, Debugging pemutus sirkuit

Pengukuran jarak bukaan dan overtravel suatu pemutus tenaga dapat dilihat dari Gambar 3. Selisih nilai X yang diukur dalam keadaan buka dan tutup adalah jarak bukaan pemutus tenaga, dan selisih nilai Y adalah overtravel dari pemutus sirkuit. Metode penyetelan adalah dengan memperpanjang atau memperpendek batang operasi berinsulasi 3 atau batang penghubung antara mekanisme dan spindel.

Penyesuaian mekanisme pembukaan dan penutupan

1. Jumlah sambungan antara rocker arm 27 dan setengah poros 25 adalah 1.5-2.5mm, yang dapat dicapai dengan menyetel sekrup 24.

2. Saat selongsong poros transmisi 30 berputar pada sudut maksimumnya, harus ada jarak 1,5-2mm antara lengan ayun 27 dan setengah poros untuk memastikan bahwa saat selongsong poros transmisi jatuh kembali ke posisi tertutup posisi, rocker arm 27 dapat secara otomatis tertekuk ke setengah poros 25, yang dapat disesuaikan dengan sekrup 31.

3. Konversi sakelar bantu 2 harus akurat dan andal, yang dapat dicapai dengan menyesuaikan posisi lengan engkol 3 dan panjang tuas 4 sakelar bantu 2.

4. Selama proses penyimpanan energi, ketika pawl mencapai titik tertinggi dari gigi terakhir, harus dipastikan bahwa lengan engkol pada selongsong poros penyimpan energi 32 dapat dengan andal mengalihkan kontak sakelar perjalanan, memutus daya motor pasokan, dan capai ini dengan menyesuaikan posisi atas, bawah, depan, dan belakang dari sakelar perjalanan 5.

5. Sesuaikan panjang tegangan awal pegas pembuka dan penutup untuk memastikan pembukaan dan penutupan pemutus sirkuit yang andal, dan pastikan kecepatan pembukaan dan penutupan mencapai nilai yang ditentukan.

5, Kontrol sirkuit pemutus sirkuit

Di gardu induk standar 35KV dari jaringan listrik pedesaan China, prinsip pemisahan busbar kontrol dan busbar penutup diadopsi.

Hubungkan sepasang kontak yang biasanya terbuka dari sakelar perjalanan penyimpanan energi dari pemutus sirkuit secara seri ke sirkuit kontrol antara kontak tambahan yang biasanya tertutup dari pemutus sirkuit dan koil penutup. Dengan cara ini, operasi penutupan tidak dapat dilakukan tanpa penyimpanan energi di pemutus sirkuit. Ini mencegah penutupan tanpa penyimpanan energi di pemutus sirkuit, mempertahankan sirkuit penutup, dan membakar koil penutup.

Sementara itu, selama proses pengkabelan, penting untuk memastikan bahwa polaritas antara busbar penutup dan busbar kontrol pada kontak sakelar perjalanan penyimpanan energi konsisten, untuk mencegah busur pada sirkuit penutup menembus sakelar perjalanan selama penyimpanan energi, menyebabkan sekring kontrol sekring atau sakelar udara kontrol trip.

Ini harus diperhatikan secara khusus di gardu otomasi terintegrasi.

6, Uji operasi pemeliharaan dan perbaikan

Pemutus sirkuit vakum memiliki waktu lengkung yang pendek, kekuatan insulasi yang tinggi, masa pakai listrik yang tinggi, jarak kontak dan langkah yang kecil, dan energi pengoperasian yang rendah, oleh karena itu, masa pakai mekanisnya juga tinggi. Dalam operasi sehari-hari, beban kerja pemeliharaan sangat kecil, terutama memeriksa keausan bagian mekanisme yang bergerak, apakah pengencang longgar, menghilangkan debu dari permukaan insulasi, dan menyuntikkan sedikit minyak pelumas ke bagian yang bergerak.

Dalam uji pencegahan inspeksi pegas, uji resistansi DC sakelar harus dibandingkan dengan data historis, dan masalah harus segera ditangani dan diganti. Uji tegangan ketahanan frekuensi daya dari fraktur adalah metode yang efektif untuk memeriksa apakah gelembung vakum bocor. (Pemutus sirkuit vakum dalam ruangan dapat merujuk pada warna lampu berkedip di dalam gelembung vakum saat beban dilepas untuk menentukan tingkat vakum gelembung vakum sebelumnya. Ketika warnanya merah tua, ini menunjukkan penurunan tingkat vakum, dan ketika warnanya biru muda, ini menunjukkan tingkat vakum yang baik.) Saat memverifikasi perlindungan dan pemasangan pemutus sirkuit, uji on-off tegangan rendah dilakukan untuk memverifikasi apakah sakelar beroperasi dengan andal ketika tegangan turun selama gangguan busbar negara.

Analisis Pengembangan dan Performa Alat Pemutus Arus Vakum

1, pemutus sirkuit vakum khusus

Dihadapkan dengan tugas pemutusan yang sangat berbeda, pemutus sirkuit khusus baru telah muncul. Jika pemutus sirkuit vakum kapasitas super besar (dengan arus pemutusan hubung singkat 63-80kA atau lebih) digunakan untuk pemutus sirkuit pelindung generator, pemutus sirkuit vakum standar (dengan arus pemutusan hubung singkat {{ 3}}kA), pemutus sirkuit vakum ekonomis (dengan arus pemutusan hubung singkat sebesar 16-25kA), pemutus sirkuit vakum frekuensi sering (dengan frekuensi operasi 50.000 hingga 60.000 kali), dan frekuensi ultra frekuensi dan pemutus sirkuit vakum kompleks (dengan frekuensi operasi 100000 hingga 150000 kali). Misalnya, pemutus sirkuit seri 3AH dari Siemens dibagi menjadi lima model berdasarkan penggunaannya. Model 3AH1 dan 3AH3 standar dengan 10.000 operasi, model 3AHZ sering dengan 60.000 operasi, model 3AH4 melakukan overclocking dengan 120.000 operasi, dan model 3AH5 ekonomis dengan harga murah.

2, pemutus sirkuit vakum tipe tegangan lebih rendah

Seperti diketahui, pemutus sirkuit vakum dapat menyebabkan pemutusan tegangan karena pemutusan arus, terutama saat menginterupsi interupsi negatif induktif kecil seperti motor listrik. Secara umum, perangkat penyerapan tegangan lebih seperti Sic, sirkuit RC, penangkal petir ZnO, dll. Dilengkapi untuk membatasi tegangan lebih pada pemutus sirkuit vakum, yang membuat struktur pemutus sirkuit besar dan kompleks, dan beberapa tegangan lebih batas tidak ideal.

Beberapa perusahaan Jepang telah mengambil jalan yang berbeda dan mengembangkan pemutus sirkuit vakum tegangan lebih rendah. Itu tidak memerlukan penambahan perangkat penyerapan tegangan lebih dan menggunakan bahan kontak yang baru dikembangkan untuk membatasi tegangan lebih hingga sepersepuluh dari nilai konvensional. Bahan kontak tegangan lebih rendah: Toshiba adalah AgWC, Hitachi adalah Co Ag Se, dan Mitsubishi adalah Cu Cr Bi -, Fuji adalah CuCr plus bahan uap tinggi. Perusahaan-perusahaan ini umumnya mencapai 20kA pada 7.2kV, dengan hanya Toshiba yang mencapai 40kA pada 7.2kV.

3, pemutus sirkuit vakum multifungsi

Seperti diketahui, pemutus sirkuit vakum sejauh ini telah menyelesaikan tugas penutupan dan pemutusan di dua posisi I (yaitu, penutupan dan pembukaan). Sekarang pemutus sirkuit vakum multifungsi telah muncul, memberi mereka banyak fungsi, seperti menutup pembumian isolasi pembukaan, dll. Siemens, Alstom, dan Hitachi semuanya memiliki produk semacam itu. Pemutus sirkuit vakum NXACT modular terbaru dari Siemens memiliki banyak fungsi: mengintegrasikan pembuatan, pemutusan, isolasi, grounding, dan interlocking. Pemutus sirkuit vakum yang dilengkapi oleh perusahaan Alstom dengan switchgear VISAX berada di posisi tiga I (isolasi bukaan penutup). Pemutus sirkuit vakum 24kV yang dikembangkan oleh Hitachi bekerja sama dengan Tokyo Electric Power Company memiliki empat posisi I (pentanahan isolasi bukaan penutup).

Untuk membuat produk multifungsi, ada dua metode dari perspektif produk yang ada: pertama, kolom fase pemutus sirkuit vakum bergerak atau berputar setelah dibuka, membentuk isolasi dan pentanahan; Yang lainnya adalah rotasi kontak di ruang pemadam busur vakum untuk menyelesaikan isolasi dan pentanahan. Produk Siemens NXACT menyelesaikan isolasi dan pentanahan dengan memindahkan kolom fase setelah pemutusan, sementara Alstom menyelesaikan tugas isolasi dengan memutar kolom fase setelah pemutusan, dan Hitachi menyelesaikan tugas isolasi dan pentanahan dengan memutar kontak di ruang pemadam busur.

4, pemutus sirkuit sinkron

Pemutus sirkuit sinkron juga dikenal sebagai pemutus sirkuit vakum fase selektif atau pemutus sirkuit vakum terkontrol. Prinsip dasarnya adalah membuat pemutus sirkuit vakum menutup atau membuka pada momen tegangan atau arus yang paling menguntungkan.

Dibandingkan dengan pemutus sirkuit vakum biasa, pemutus sirkuit sinkron memiliki keuntungan sebagai berikut: 1. mengurangi beban tegangan lebih transien di jaringan listrik; 2. Peningkatan kualitas pasokan listrik di jaringan listrik; 3. Meningkatkan masa pakai listrik dan kinerja pemutus sirkuit; 4. Desain jaringan listrik yang disederhanakan, sehingga mengurangi biaya sistem secara keseluruhan.

ABB telah mengembangkan pemutus sirkuit vakum sinkron menggunakan perangkat elektronik digital dan mekanisme operasi magnetik, yang merupakan awal yang baik.

5, pemutus sirkuit vakum cerdas

Kecerdasan pemutus sirkuit vakum didasarkan pada teknologi penginderaan modern dan teknologi kontrol digital. Perusahaan manufaktur asing telah membuat produk mereka cerdas, yang tidak hanya diperlukan untuk otomatisasi distribusi, tetapi juga untuk kontrol dan perlindungan pemutus sirkuit itu sendiri. Misalnya, perangkat kontrol digital DCX yang dapat diprogram dari Alstom, perangkat kontrol dan perlindungan REF542 dari ABB, dan perangkat perlindungan digital generasi kedua dari Siemens.

Dari penjelasan di atas, terlihat bahwa pemutus sirkuit vakum telah berkembang pesat. Meskipun ada banyak alasan untuk ini, ada dua alasan mendasar: pertama, kemajuan teknologi ruang pemadam busur vakum; Yang kedua adalah kemajuan teknologi mekanisme operasi. Ruang pemadam busur vakum adalah jantung dari pemutus sirkuit vakum. Kemajuan ruang pemadam busur vakum tercermin dalam transformasi bahan kontak dari CuBi menjadi CuCr, yang meningkatkan kemampuan pemutusan dan mengurangi nilai batas. Pada saat yang sama, medan magnet bergeser dari medan magnet transversal ke longitudinal, meningkatkan kemampuan pemutusan dan mengurangi kerugian pembakaran kontak. Dalam hal teknologi, penerapan proses penyegelan satu kali sangat meningkatkan kinerja dan keandalan ruang pemadam busur.

Mekanisme operasi disebut sistem saraf pusat pemutus sirkuit vakum. Awalnya menggunakan mekanisme elektromagnetik, mekanisme pegas telah muncul, dan yang terbaru adalah munculnya mekanisme magnet permanen. Mekanisme pegas memiliki struktur yang kompleks dengan sejumlah besar bagian (hingga 200), persyaratan akurasi pemesinan yang tinggi, dan karakteristik keluaran mekanisme pegas tidak sesuai dengan karakteristik beban pemutus sirkuit vakum. Oleh karena itu, perlu dirancang secara wajar pada kurva kontur bubungan dan struktur batang penghubung. Struktur mekanis mekanisme magnet permanen sangat sederhana, dengan komponen lebih sedikit daripada mekanisme lainnya, dan jumlah bagian yang bergerak dapat dikurangi menjadi satu, menghasilkan keandalan mekanis yang sangat tinggi. Selain itu, kinerja keluaran mekanisme magnet permanen sangat cocok dengan karakteristik beban pemutus sirkuit vakum. Mekanisme magnet permanen menggunakan kunci magnet permanen, kapasitor (atau catu daya layar DC) untuk penyimpanan energi, dan dikontrol secara elektronik. Mekanisme magnet permanen sangat cocok untuk operasi yang sering, seperti hingga 60.000 hingga 150.000 kali

FOTO PRODUK

LINK PRODUK

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

Produk ini biasanya disesuaikan.
Kami adalah produsen dan memiliki departemen teknis profesional yang dapat merancang dan memberikan solusi sesuai kebutuhan pelanggan.
Silakan hubungi tenaga penjualan kami untuk mendapatkan gambar desain

Berikut adalah contoh pelanggan kami untuk referensi Anda

JIKA MEMBUTUHKAN RINCIAN LEBIH LANJUT, JANGAN RAGU UNTUK MENGHUBUNGI KAMI