Nima uchun an'anaviy doimiy magnit mexanizmlar 126 kV vakuumli o'chirgichlarning katta aloqa bo'shliqlari bilan kurashmoqda? - Blog

Sifatidavakuumli o'chirgichtexnologiya uzatish-kuchlanish darajasiga qarab rivojlanmoqda, 126kV bir uzilishli vakuumli o'chirgich rivojlanishning asosiy nuqtasi sifatida paydo bo'ldi. Biroq, ko'plab soha mutaxassislari o'rta kuchlanishli ilovalarda juda yaxshi ishlaydigan doimiy magnit (PM) mexanizmlari ko'pincha 126 kV toifadagi to'xtatuvchilarni ishlatish qobiliyatiga ega emasligini aniqladilar. Bu shunchaki lasan oqimini oshirish orqali hal qilinadigan oddiy muammo emas; ildiz sababi an'anaviy PM mexanizmlarining magnit sxemasi arxitekturasi va katta aloqa bo'shliqlari tomonidan qo'yiladigan operatsion talablar o'rtasidagi o'ziga xos ziddiyatda yotadi.

I. Aloqa bo'shliqlari va tezlik: 126 kV da ishlaydigan mexanizmlar uchun yuzaga keladigan qiyinchiliklar

Ikki ma'lumot to'plamini ko'rib chiqing. Ino'rta kuchlanishli vakuumli o'chirgichlar, kontakt bo'shlig'i odatda 30 mm dan kam, ko'pincha 8-22 mm oralig'ida tushadi. Aksincha, 126kV uchun aloqa bo'shlig'ivakuumli o'chirgichtaxminan 80 mm gacha sakraydi. Muhandislik xususiyatlari shuni ko'rsatadiki, 126 kV to'xtatuvchi odatda taxminan 50 mm bo'lgan nominal kontakt bo'shlig'iga ega; kontaktni o'chirish (ortiqcha harakatlanish) qo'shilganda, harakatlanuvchi yadroning umumiy zarbasi taxminan 60 mm ga etadi.
Kontakt bo'shlig'i ortib ketgan bo'lsa-da, tezlik talablari qattiqligicha qolmoqda. 126 kV kuchlanish uchunvakuumli o'chirgich, kontaktlar ochilish operatsiyasidan 6-7 ms ichida 18-20 mm masofaga yetishi kerak - ochilish tezligi taxminan 2,5-3,3 m / s ni talab qiladi. 12-13 ms gacha bo'shliq 36-40 mm ga yetishi kerak, tezlik hali ham 2,7-3,3 m/s darajasida saqlanadi. Bu mexanizm juda qisqa vaqt ichida "boshidanoq yuqori tezlikka" erishishi kerakligini anglatadi.
Traditional PM mechanisms were originally designed for-and are well-established within-the medium-voltage sector. Research has clearly indicated that PM mechanisms based on traditional structural designs are ill-suited to meet the high-speed requirements of vacuum circuit breakers at transmission-voltage levels (>72 kV). Muammo magnit zanjirning o'zida yotadi.

II. Asosiy muammo: umumiy magnit kontaktlarning zanglashiga olib kirishi harakatlanuvchi armaturaning boshidan “pastga tortilishi”ga olib keladi.

An'anaviy bistable doimiy magnit mexanizmining strukturaviy belgisi shundaki, doimiy magnit va ochish/yopish bo'laklari bir xil magnit zanjirni taqsimlaydi. Ushbu dizayn ixcham joyni yaratishga imkon bersa-da, uning kamchiliklari katta aloqa bo'shliqlari va yuqori ish tezligini talab qiladigan sharoitlarda namoyon bo'ladi.
Ochilish operatsiyasi boshlanganda, energiya bilan ta'minlangan lasan tomonidan ishlab chiqarilgan elektromagnit kuch birinchi navbatda yopiq holatda doimiy magnitning ushlab turish kuchini engib o'tishi kerak. Harakatlanuvchi armaturani tezlashtirish uchun faqat elektromagnit kuchning qolgan qismi mavjud. Adabiyotda ta'kidlanganidek: "Ochish operatsiyasining dastlabki bosqichida doimiy magnitdan keladigan magnit kuch bobinning elektromagnit kuchini qisman bartaraf qiladi, bu esa dastlabki ajratish tezligini oshirishni qiyinlashtiradi."
Ushbu dastlabki ajratish tezligi yuqori kuchlanish uchun muhim ishlash ko'rsatkichidirvakuumli o'chirgichlar. Boshida doimiy magnitning ushlab turish kuchi tomonidan "tutib turish" keyingi zarbada kerakli tezlik profiliga erishishni juda qiyinlashtiradi.

III. Uzoq muddatli ishning zanjirli reaktsiyasi: yuqori oqimlar, haroratning oshishi va nazorat qilish muammolari

Qon tomirini ko'paytirish yana bir amaliy qiyinchilik tug'diradi. Harakatlanuvchi armatura boshlang'ich holatida bo'lganda, havo bo'shlig'ining magnit o'tkazuvchanligi juda past; an'anaviy dizaynda etarli elektromagnit tortishish hosil qilish uchun katta lasan oqimi talab qilinadi. Tahlillar shuni ko'rsatadiki, bu bir qator muammolarga, jumladan, "haroratning ko'tarilishi va nazorat qilishdagi qiyinchiliklarga" olib keladi.
Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, tezlik talablarini chetga surib qo'yish, faqat harakatni "qo'pol majburlash" ga tayanib - armaturani uzoq vaqt davomida haydash uchun lasan oqimini oshirish - barqaror muhandislik yechimi emas. Bobinli isitish, kondansatör sig'imi va boshqaruv komponentlarining oqim bilan ishlash chegaralari kabi omillar yangi to'siqlar sifatida paydo bo'ladi.
Simulyatsiya ma'lumotlari ushbu nomutanosiblikni ta'kidlaydi: 126 kV dastur uchun an'anaviy doimiy magnit mexanizm o'rtacha ochilish tezligi taxminan 2,5 m / s ga etadi, ajratilgan magnit zanjirdan foydalangan holda yangi dizayn esa 3,0 m / s ga yetishi mumkin. Ochish operatsiyasining boshlanishida kritik 6-7 ms oynasida, bu 0,5 m / s farq kontaktlarni xavfsiz masofaga vaqt ichida ajratish mumkinmi yoki yo'qmi, hal qiluvchi omil hisoblanadi.

IV. Oldinga yo'l: Magnit zanjirni ajratish

Asosiy muammo "umumiy magnit zanjiri" dan kelib chiqqanligi sababli, mantiqiy yaxshilanish magnit yo'llarni ajratish - doimiy magnitni ushlab turish pallasini elektromagnit haydovchi pallasidan ajratish, shunda har biri o'ziga xos funktsiyani bajarishi mumkin.
Ajratilgan kontaktlarning zanglashiga olib kelishi bilan, doimiy magnit endi ochilish lasaniga quvvat berilganda jarayonga "to'sqinlik qilmaydi"; Buning o'rniga, elektromagnit kuch harakatlanuvchi armaturani tezlashtirish uchun to'g'ridan-to'g'ri qo'llanilishi mumkin. Bundan tashqari, ishlamaydigan havo bo'shlig'ini o'z ichiga olgan holda, doimiy magnitni ushlab turish kuchi armatura boshlang'ich holatidan chiqib ketishi bilan tezda pasayadi va zarba paytida shovqinni minimallashtiradi. Prototip sinovi allaqachon ushbu yondashuvni tasdiqladi: ajratilgan magnit zanjirga ega doimiy magnit mexanizm 2,8 m / s boshlang'ich ochilish tezligiga va o'rtacha 2,9 m / s tezlikka erishishi mumkin - 126 kV vakuumli o'chirgichlar uchun ishlash talablariga javob beradi.
Bundan tashqari, boshqa yaxshilanishlar, masalan, uch bobinli konfiguratsiyadan foydalanish hozirda o'rganilmoqda. Maqsad ochilish tezligini oshirish va bir vaqtning o'zida kontaktning sakrashini oldini olish uchun yopilish zarbasi oxirida tamponlashni ta'minlashdir. Texnik yondashuvdan qat'i nazar, asosiy mantiq bir xil bo'lib qoladi: doimiy magnitni ushlab turish kuchi harakatga to'sqinlik qilmasligi kerak.

V. Ishlab chiqaruvchilar uchun amaliy qo'llanma

126kV ni tanlash yoki mexanizm integratsiyasi bilan shug'ullanadigan ishlab chiqaruvchilar uchunvakuumli o'chirgichlar, bir nechta mezonlar e'tiborni talab qiladi:

Birinchidan, magnit zanjirning tuzilishini ko'rib chiqing. Agar etkazib beruvchining doimiy magnit mexanizmi hali ham an'anaviy umumiy magnit sxemasidan foydalansa, u kontaktni ajratish paytida kerakli ochilish tezligiga erishish uchun kurashadi - hatto nominal xususiyatlar ta'sirchan bo'lsa ham. Ajratilgan magnit kontur yoki shunga o'xshash ajratilgan dizayn 126kV ilovalar talablarini qondirish uchun zaruriy shartdir.
Ikkinchidan, faqat bitta eng yuqori qiymatga e'tibor qaratish o'rniga, o'lchangan tezlik profilini baholang. 126 kV uskunalar uchun talab maksimal lahzali tezlikka emas, balki ma'lum bir vaqt oralig'ida joy o'zgartirishga tegishli. Kontaktni ajratgandan keyin 6 ms va 12 ms tezlikda joy o'zgartirish ma'lumotlarini so'rash "cho'qqi tezligi" ga qarashdan ko'ra ancha mazmunli.
Uchinchidan, ochilishni ushlab turish kuchining dizayniga e'tibor bering. An'anaviy doimiy magnit mexanizmlarda ochiq va yopiq pozitsiyalar uchun ushlab turish kuchlarini mustaqil ravishda optimallashtirish ko'pincha qiyin. Ajratilgan magnit kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tuzilishining asosiy afzalligi shundaki, ochilish tomonidagi ushlab turish kuchini minimallashtirish mumkin - ochilish zarbasi oxirida tiklanish xavfini kamaytirish - yopilish tomonidagi ushlab turish kuchi kontaktli kamonlarning reaktsiya kuchiga bardosh berish uchun etarli bo'lib qoladi.

Atrof-muhit siyosati bilan boshqariladi, dan o'tishSF6 elektron to'xtatuvchilari126 kV gachavakuumli o'chirgichlartobora oydinlashib bormoqda. Qurilmaning "yuragi" sifatida ishlash mexanizmi - va uning to'xtatuvchi bilan dinamik muvofiqligi - jihozni muvaffaqiyatli ishga tushirish mumkinligini aniqlaydi. An'anaviy doimiy magnit mexanizmining "yukni ko'tarish" ga qodir emasligi doimiy magnit texnologiyasining o'ziga xos nuqsoni emas, balki ma'lum ish sharoitlarida o'ziga xos magnit kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tuzilmalarining cheklanishidir. Ushbu farqni tan olish mahsulotni tanlash va ilmiy-tadqiqot ishlari davomida keraksiz muvaffaqiyatsizliklardan qochishga yordam beradi.

Starting in 2026, The Use Of SF6 in Medium-voltage Electrical Equipment Below 24 KV Will Be Prohibited.