Panoramica di u sviluppu è e caratteristiche di u vacuum circuit breaker

[Panoramica di u sviluppu è e caratteristiche di l'interruttore di vacuum circuit breaker]: l'interruttore di vacuum circuit breaker si riferisce à u circuit breaker chì i so cuntatti sò chjusi è aperti in vacuum.I circuit breakers di vacuum sò stati inizialmente studiati da u Regnu Unitu è ​​​​i Stati Uniti, è dopu sviluppati in Giappone, Germania, l'ex Unioni Suviètica è altri paesi.Cina hà cuminciatu à studià a teoria di l'interruttore di vacuum da u 1959, è hà pruduciutu formalmente diversi interruttori di vacuum à l'iniziu di l'anni 1970.

U vacuum circuit breaker si riferisce à u circuit breaker chì i so cuntatti sò chjusi è aperti in vacuum.

I circuit breakers di vacuum sò stati inizialmente studiati da u Regnu Unitu è ​​​​i Stati Uniti, è dopu sviluppati in Giappone, Germania, l'ex Unioni Suviètica è altri paesi.Cina hà cuminciatu à studià a teoria di interruttori di vacuum in u 1959, è hà pruduciutu formalmente diversi tipi di interruttori di vacuum à l'iniziu di l'anni 1970.L'innuvazione cuntinuu è a migliione di e tecnulugia di fabricazione cum'è l'interruttore di vacuum, u meccanismo di funziunamentu è u nivellu d'insulazione anu fattu chì l'interruttore di vacuum circuit breaker si sviluppa rapidamente, è una serie di successi significativi sò stati fatti in a ricerca di grande capacità, miniaturizazione, intelligenza è affidabilità.

Cù i vantaghji di e boni caratteristiche di estinzione di l'arcu, adattati per u funziunamentu frequente, una longa vita elettrica, una alta affidabilità di u funziunamentu, è un longu periodu senza mantenimentu, i circuit breakers à vacuum sò stati largamente usati in a trasformazione di a rete elettrica urbana è rurale, industria chimica, metallurgia, ferrovia. elettrificazione, minera è altre industrie in l'industria energetica di a Cina.I prudutti varienu da parechje varietà di ZN1-ZN5 in u passatu à decine di mudelli è variità avà.A corrente nominale righjunghji 4000A, u currente di rottura righjunghji 5OKA, ancu 63kA, è a tensione righjunghji 35kV.

U sviluppu è e caratteristiche di circuit breaker vacuum sarà vistu da parechji aspetti principali, cumpresi u sviluppu di interrupter vacuum, u sviluppu di u mekanismu funziunamentu è u sviluppu di struttura insulation.

Sviluppu è caratteristiche di l'interruttori di vacuum

2.1Sviluppu di interruttori di vacuum

L'idea di usà u mediu di vacuum per estingue l'arcu hè stata pruposta à a fine di u 19u seculu, è u primu interruttore di vacuum hè statu fabbricatu in l'anni 1920.Tuttavia, per via di e limitazioni di a tecnulugia di vacuum, materiali è altri livelli tecnichi, ùn era micca praticu à quellu tempu.Dapoi l'anni 1950, cù u sviluppu di a nova tecnulugia, parechji prublemi in a fabricazione di interrupters di vacuum sò stati risolti, è u vacuum switch hà righjuntu gradualmente u livellu praticu.In a mità di l'anni 1950, a General Electric Company di i Stati Uniti hà pruduciutu un batch of circuit breakers vacuum with rated breaking current of 12KA.In seguitu, à a fini di l'anni 1950, per via di u sviluppu di interrupters di vacuum cù cuntatti di campu magneticu trasversale, u currente di rottura nominale hè statu elevatu à 3OKA.Dopu à l'anni 1970, Toshiba Electric Company di u Giappone hà sviluppatu successu un interrupter à vacuum cù cuntatti di campu magneticu longitudinale, chì hà ancu aumentatu u currente di rottura nominale à più di 5OKA.Attualmente, i circuit breakers di vacuum sò stati largamente utilizati in i sistemi di distribuzione di energia 1KV è 35kV, è a corrente di rottura nominale pò ghjunghje à 5OKA-100KAo.Certi paesi anu ancu pruduciutu interrupters vacuum 72kV / 84kV, ma u numeru hè chjucu.Generatore d'alta tensione DC

Nta l'ultimi anni, a produzzione di interruttori di vacuum circuit breakers in Cina hà ancu sviluppatu rapidamente.Attualmente, a tecnulugia di l'interruttori di u vacuum domesticu hè uguale à quella di i prudutti straneri.Ci sò interruttori di vacuum chì utilizanu a tecnulugia di campu magneticu verticale è horizontale è a tecnulugia di cuntattu cù l'ignizione cintrali.I cuntatti fatti di materiali in lega Cu Cr anu disconnected successly 5OKA è 63kAo vacuum interrupters in Cina, chì anu righjuntu un livellu più altu.L'interruttore di vacuum circuit breaker pò aduprà cumpletamente interruttori di vacuum domesticu.

2.2Caratteristiche di l'interruttore di vacuum

A camera d'estinzione di l'arcu di vacuum hè u cumpunente chjave di u circuit breaker à vacuum.Hè sustinutu è sigillatu da vetru o ceramica.Ci sò cuntatti dinamichi è statici è coperchi di schermu in l'internu.Ci hè una pressione negativa in a camera.U gradu di vacuum hè 133 × 10 Nove 133 × LOJPa, per assicurà a so prestazione di estinzione di l'arcu è u livellu d'insulazione quandu si rompe.Quandu u gradu di vacuum diminuisce, a so prestazione di rottura serà significativamente ridotta.Dunque, a camera d'estinzione di l'arcu di vacuum ùn deve esse influenzata da alcuna forza esterna, è ùn deve esse battuta o slapped da e mani.Ùn deve esse stressatu durante u muvimentu è u mantenimentu.Hè pruibitu di mette qualcosa nantu à l'interruttore di vacuum circuit breaker per impedisce chì a camera d'estinzione di l'arcu di vacuum sia danatu quandu cascà.Prima di a consegna, l'interruttore di circuitu di vacuum deve esse sottumessu à una stretta ispezione di parallelismu è assemblea.Durante u mantenimentu, tutti i bulloni di a camera di estinzione di l'arcu deve esse fissati per assicurà un stress uniforme.

U vacuum circuit breaker interrompe u currente è spegne l'arcu in a camera d'estinzione di l'arcu di vacuum.In ogni casu, l'interruttore di vacuum circuit breaker stessu ùn hà micca un dispositivu per monitorà qualitativamente è quantitativamente e caratteristiche di u vacuum degree, cusì u difettu di riduzzione di u vacuum degree hè un difettu oculatu.À u listessu tempu, a riduzzione di u gradu di vacuum affetterà seriamente a capacità di l'interruttore di circuitu di vacuum per taglià l'over-current, è porta à una forte calata in a vita di serviziu di u circuit breaker, chì portarà à l'esplosione di u switch quandu seriu.

Per riassume, u prublema principali di l'interruttore di vacuum hè chì u gradu di vacuum hè ridutta.I mutivi principali per a riduzione di u vacuum sò i seguenti.

(1) U vacuum circuit breaker hè un cumpunente delicatu.Dopu à abbandunà a fabbrica, a fabbrica di tubi elettronichi pò avè fughe di vetru o sigilli di ceramica dopu parechje volte di scossa di trasportu, scossa di installazione, scontri accidentali, etc.

(2) Ci sò prublemi in u materiale o u prucessu di fabricazione di l'interruttore di vacuum, è i punti di fuga appariscenu dopu à parechje operazioni.

(3) Per l'interruttore di vacuum divisu, cum'è u mecanismu di funziunamentu elettromagneticu, quandu opera, per via di a grande distanza di u ligame operativu, affetta direttamente a sincronizazione, rimbalzà, overtravel è altre caratteristiche di u switch per accelerà u riduzzione di gradu di vacuum.Generatore d'alta tensione DC

Metudu di trattamentu per a diminuzione di u gradu di vacuum di l'interruttore di vacuum:

Osservate spessu l'interruttore di vacuum, è aduprate regularmente u tester di vacuum di l'interruttore di vacuum per misurà u gradu di vacuum di l'interruttore di vacuum, in modu per assicurà chì u gradu di vacuum di l'interrupter di vacuum hè in a gamma specifica;Quandu u gradu di vacuum diminuisce, l'interruttore di vacuum deve esse rimpiazzatu, è e teste caratteristiche cum'è u colpu, a sincronizazione è u rebote deve esse fattu bè.

3. Sviluppu di u mekanismu upirativu

U mecanismu di u funziunamentu hè unu di l'aspetti impurtanti per valutà a prestazione di l'interruttore di vacuum circuit breaker.U mutivu principale chì affetta l'affidabilità di l'interruttore di vacuum hè e caratteristiche meccaniche di u mecanismu di funziunamentu.Sicondu u sviluppu di u mekanismu upirativu, pò esse divisu in i seguenti categurie.Generatore d'alta tensione DC

3.1Meccanismo di operazione manuale

U meccanisimu di u funziunamentu chì si basa nantu à a chjusura diretta hè chjamatu u meccanismo di operazione manuale, chì hè principalmente utilizatu per operare interruttori di circuiti cù un livellu di tensione bassu è un currente di rottura bassu.U mecanismu manuale hè statu raramente utilizatu in i dipartimenti di l'energia esterna, eccettu l'imprese industriali è minieri.U meccanismo di operazione manuale hè simplice in struttura, ùn hà micca bisognu di l'equipaggiu ausiliari cumplessu è hà u svantaghju chì ùn pò micca ricuperà automaticamente è pò esse operatu solu in u locu, chì ùn hè micca abbastanza sicuru.Per quessa, u mecanismu di funziunamentu manuale hè statu quasi rimpiazzatu da u mecanismu di funziunamentu di primavera cù u almacenamentu di energia manuale.

3.2Meccanisimu di funziunamentu elettromagneticu

U miccanisimu di u funziunamentu chì hè chjusu da a forza elettromagnetica hè chjamatu u mekanismu upirativu elettromagneticu d.U mecanismu CD17 hè sviluppatu in coordinazione cù i prudutti domestici ZN28-12.In struttura, hè ancu dispostu davanti è daretu à l'interruttore di vacuum.

I vantaghji di u mecanismu di u funziunamentu elettromagneticu sò un mecanismu simplice, un funziunamentu affidabile è un costu di fabricazione bassu.I svantaghji sò chì a putenza cunsumata da a bobina di chjude hè troppu grande, è deve esse preparatu [Panoramica di u sviluppu è e caratteristiche di u vacuum circuit breaker]: U vacuum circuit breaker si riferisce à u circuit breaker chì i so cuntatti sò chjusi è aperti. in vacuum.I circuit breakers di vacuum sò stati inizialmente studiati da u Regnu Unitu è ​​​​i Stati Uniti, è dopu sviluppati in Giappone, Germania, l'ex Unioni Suviètica è altri paesi.Cina hà cuminciatu à studià a teoria di l'interruttore di vacuum da u 1959, è hà pruduciutu formalmente diversi interruttori di vacuum à l'iniziu di l'anni 1970.

Batterie caru, grande corrente di chjude, struttura voluminosa, longu tempu di operazione, è a quota di mercatu gradualmente ridutta.

3.3Meccanisimu di funziunamentu di primavera Generatore DC d'alta tensione

U meccanismo di funziunamentu di a molla usa a molla d'energia almacenata cum'è u putere per fà chì l'interruttore realizà l'azzione di chiusura.Pò esse guidatu da a forza di manodopera o di i mutori AC è DC di piccula putenza, cusì a putenza di chjude ùn hè micca affettata da fatturi esterni (cum'è a tensione di alimentazione, a pressione di l'aria di a fonte d'aria, a pressione idraulica di a fonte di pressione idraulica), chì ùn pò micca solu. ottene una alta vitezza di chjude, ma ancu realizà una operazione di chjude automatica ripetuta veloce;Inoltre, paragunatu cù u mecanismu di uperazione elettromagneticu, u mecanismu di uperazione di primavera hà prezzu bassu è prezzu bassu.Hè u mekanismu di u funziunamentu più cumunimenti usatu in u circuit breaker vacuum, è i so pruduttori sò ancu di più, chì sò constantemente migliurà.I miccanismi CT17 è CT19 sò tipici, è ZN28-17, VS1 è VGl sò usati cun elli.

In generale, u mecanismu di funziunamentu di primavera hà centinaie di parti, è u mecanismu di trasmissione hè relativamente cumplessu, cù una alta rata di fallimentu, parechje parti in muvimentu è esigenze di prucessu di fabricazione elevate.Inoltre, a struttura di u mecanismu di funziunamentu di primavera hè cumplessa, è ci sò parechje superfici di friczione sliding, è a maiò parte di elli sò in parti chjave.Durante u funziunamentu à longu andà, l'usura è a corrosione di sti pezzi, è ancu a perdita è a curazione di lubricanti, portanu à errori operativi.Ci sò principalmente i seguenti carenze.

(1) U circuit breaker rifiuta di operà, vale à dì, manda un signalu di operazione à u circuit breaker senza chjude o apertura.

(2) U switch ùn pò esse chjusu o hè disconnected after closing.

(3) In casu d'accidentu, l'azzione di prutezzione di relè è l'interruttore di circuitu ùn ponu micca esse disconnected.

(4) Brusgià a bobina di chiusura.

Analisi di a causa di fallimentu di u mecanismu di u funziunamentu:

U circuit breaker rifiuta di operà, chì pò esse causatu da a perdita di voltage o undervoltage di a tensione di u funziunamentu, a disconnection di u circuitu operativu, a disconnection of the closing coil or the opening coil, è u poviru cuntattu di i contatti di l'interruttore ausiliari. nantu à u mecanismu.

L'interruttore ùn pò micca esse chjusu o hè apertu dopu à a chjusa, chì pò esse causatu da una bassa tensione di l'alimentazione di u funziunamentu, un viaghju di cuntattu eccessivu di u cuntattu in muvimentu di l'interruttore di circuitu, a disconnection of the interlocking contact of the ausiliary switch, è una quantità troppu chjuca di cunnessione trà a mità di l'arburu di u mecanismu di u funziunamentu è u pawl;

Durante l'accidentu, l'azzione di prutezzione di relè è u circuit breaker ùn anu pussutu esse disconnected.Pò esse chì ci sò materie straniere in u core di ferru di apertura chì impediscenu à u core di ferru di agisce in modu flessibile, l'apertura di a mità di l'arburetu di l'apertura ùn puderia micca rotate in modu flexible, è u circuitu di l'operazione di apertura hè stata disconnected.

I mutivi pussibuli per brusgià a bobina di chjude sò: u contactor DC ùn pò micca esse disconnected after closing, l'interruttore ausiliariu ùn gira micca in a pusizione di apertura dopu a chjusa, è l'interruttore ausiliariu hè soltu.

3.4Meccanisimu di magnetu permanente

U mecanismu di magnetu permanente usa un novu principiu di funziunamentu per unisce organicamente u mecanismu elettromagneticu cù u magnetu permanente, evitendu i fatturi avversi causati da l'imputazione meccanica in a pusizione di chiusura è apertura è u sistema di serratura.A forza di mantene generata da u magnetu permanente pò mantene l'interruttore di vacuum circuit breaker in a pusizioni di chjusu è apertura quandu ogni energia meccanica hè necessaria.Hè dotatu di un sistema di cuntrollu per realizà tutte e funzioni richieste da l'interruttore di vacuum circuit breaker.Pò esse principalmente divisu in dui tipi: attuatore magneticu permanente monostabile è attuatore magneticu permanente bistabili.U principiu di travagliu di l'attuatore magneticu permanente bistabile hè chì l'apertura è a chjusa di l'attuatore dipendenu da a forza magnetica permanente;U principiu di funziunamentu di u mecanismu di funziunamentu di magnetu permanente monostabile hè di apre rapidamente cù l'aiutu di a molla di almacenamiento di energia è mantene a pusizione di apertura.Solu chjusu pò mantene a forza magnetica permanente.U pruduttu principale di Trede Electric hè l'attuatore di magnete permanente monostabile, è l'imprese domestiche sviluppanu principalmente l'attuatore di magnete permanente bistabile.

A struttura di l'attuatore di magnete permanente bistabile varieghja, ma ci sò solu dui tipi di principii: tipu di doppia bobina (tipu simmetricu) è tipu di bobina unica (tipu asimmetricu).Queste duie strutture sò brevemente presentate quì sottu.

(1) Meccanismo di magnete permanente doppia bobina

U mecanismu di magnete permanente di doppia bobina hè carattarizatu da: utilizendu un magnete permanente per mantene l'interruttore di circuitu di vacuum in a pusizione di limitu di apertura è di chjusu rispettivamente, usendu una bobina di eccitazione per spinghje u core di ferru di u mecanismu da a pusizione di apertura à a pusizione di chjude, è utilizendu una altra bobina d'excitazione per spinghje u core di ferru di u mecanismu da a pusizione di chjusu à a pusizione di apertura.Per esempiu, u mecanismu di commutazione VMl di ABB adopta sta struttura.

(2) Meccanisimu di magnete permanente di bobina unica

U mecanismu di magnete permanente di bobina unica usa ancu magneti permanenti per mantene l'interruttore di vacuum circuit breaker à e pusizioni limite di apertura è chjude, ma una bobina eccitante hè aduprata per l'apertura è a chjusa.Ci hè ancu duie bobine d'excitazione per l'apertura è a chjusura, ma e duie bobine sò in u stessu latu, è a direzzione di u flussu di a bobina parallela hè opposta.U so principiu hè u listessu cum'è quellu di u mecanismu di magnete permanente à bobina unica.L'energia di chiusura vene principalmente da a bobina di eccitazione, è l'energia di apertura vene principalmente da a primavera di apertura.Per esempiu, l'interruttore di circuitu di vacuum montatu in colonna GVR lanciatu da Whipp & Bourne Company in u Regnu Unitu adopta stu mecanismu.

Sicondu e caratteristiche sopra di u mecanismu di magnetu permanente, i so vantaghji è i disadvantages ponu esse riassunti.I vantaghji sò chì a struttura hè relativamente simplice, cumparatu cù u mecanismu di primavera, i so cumpunenti sò ridotti da circa 60%;Cù menu cumpunenti, a rata di fallimentu serà ancu ridutta, cusì a fiducia hè alta;longa vita di serviziu di u mecanismu;Piccula dimensione è pesu ligeru.U svantaghju hè chì in quantu à e caratteristiche di l'apertura, perchè u core di ferru in muvimentu participa à u muvimentu di apertura, l'inerzia di u muvimentu di u sistema di movimentu aumenta significativamente à l'apertura, chì hè assai sfavorevule per migliurà a vitezza di l'apertura rigida;A causa di l'alta putenza operativa, hè limitata da a capacità di u condensatore.

4. Sviluppu di struttura insulation

Sicondu a statistiche è l'analisi di i tipi di accidenti in u funziunamentu di circuit breakers high-voltage in u sistema di putenza naziunale basatu annantu à i dati storichi pertinenti, u fallimentu di apertura conta per 22,67%;U rifiutu di cuoperà hà cuntatu 6,48%;L'accidenti di rottura è di fà cuntavanu 9,07%;L'accidenti d'insulation anu cuntatu 35,47%;L'accident di misoperation hà cuntatu 7,02%;L'accidenti di chjusi di u fiumu contanu 7,95%;A forza esterna è altri accidenti cuntavanu 11.439 grossi, di quale l'accidenti d'insulazione è l'accidenti di rifiutu di separazione eranu i più prominenti, cuntendu circa 60% di tutti l'accidenti.Per quessa, struttura insulation hè dinù un puntu chjave di circuit breaker vacuum.Sicondu i cambiamenti è u sviluppu di l'insulazione di a colonna di fasi, pò esse divisa in fondu in trè generazioni: insulazione di l'aria, insulazione composta è insulazione solida di pali sigillati.