Analisis Singkat Pemutus Sirkuit Vakum

Pemutus sirkuit vakum telah beroperasi di Tiongkok selama hampir 30 tahun. Pengembangan Sakelar Pemutus Tegangan Tinggi memiliki dua lompatan teknologi utama. Yang pertama terjadi pada tahun 1970-an, ketika pemutus sirkuit vakum generasi pertama Tiongkok muncul. Ia menggunakan struktur kontak alur spiral Archimedean, dan bahan kontaknya adalah tembaga-bismut-perak dan tembaga-bismut-aluminium. Karena keterbatasan sifat materialnya, kapasitas pemutusan hanya dapat mencapai 20 kA. Waktu lainnya adalah pada awal tahun 1980-an, ketika alur dipotong pada kontak berbentuk cangkir untuk menghasilkan medan magnet melintang saat pemutusan, yang memungkinkan busur berputar pada kontak, mengurangi kontak yang terbakar dan meningkatkan masa pakai kontak. Pada saat yang sama, bahan tembaga-bismut-antimon, tembaga-bismut-aluminium dan tembaga-kromium dikembangkan untuk bahan kontak, membuat lompatan besar dalam masa pakai listrik dan masa pakai mekanis pemutus sirkuit. Pada pertengahan hingga akhir 1980-an, Pabrik Sakelar Beijing memperkenalkan Siemens 3AF Jerman, Pabrik Listrik Guangzhou Nanyang memperkenalkan Toshiba VK10J Jepang, EIB VB5 Belgia dan ABB VD4, dll., yang diwakili oleh alur yang dipotong pada kontak cakram berbentuk cangkir untuk menghasilkan medan magnet longitudinal saat putus, membuat busur menyebar dan meminimalkan kejenuhan. Semua bahan kontak terbuat dari bahan tembaga-kromium (CuCr) baru, yang memiliki nilai batas yang sangat rendah, umumnya hanya 3~5 A. Oleh karena itu, tegangan lebih operasi dapat dibatasi dalam rangkaian induktif, dan kerusakan berat pada beban kapasitif hampir tidak ada, dan tegangan tahan frekuensi daya setelah busur pada dasarnya tidak berkurang, yang mengatasi tiga cacat utama sakelar vakum pada tahun 1970-an dan awal 1980-an: ① Tegangan tahan frekuensi daya sangat rendah setelah busur kesalahan putus; ② Kerusakan berat sering terjadi saat memutus beban kapasitif; ③ Tegangan lebih operasi sangat tinggi di sirkuit induktif. Hal ini telah memicu demam sakelar vakum di Tiongkok. Saat ini, ada lebih dari 350 produsen yang memproduksi pemutus sirkuit vakum, dan ada lebih dari 50 jenis pemutus sirkuit vakum, yang dapat dikatakan sebagai yang pertama di dunia.

1 Jenis dan perbedaan pemutus sirkuit vakum domestik pada tahap ini

1.1 Jenis

Pemutus sirkuit vakum yang saat ini diproduksi di Tiongkok secara kasar dapat dibagi menjadi tiga kategori:

Jenis pertama adalah struktur split, yang dirancang berdasarkan pemutus sirkuit rendah oli asli tipe SN10. Ini terutama untuk transformasi sakelar pemutus sirkuit rendah oli lama, dan juga dipasang pada sakelar baru, seperti ZN7-10X, ZN13-10X, ZN19-10X, ZN28-10A, dll.; Tipe kedua merupakan struktur tambal sulam dengan mekanisme model independen, yang tersusun dari CD10, CD17, CT8, CT17, CT19 dan mekanisme lainnya serta pemutus vakum dan poros, pegas, dsb. untuk membentuk pemutus arus, seperti ZN7-10, ZN13-10X, ZN19-10X, ZN28-10A, dsb. -10, ZN19-10, ZN28-10, dsb.; Tipe ketiga merupakan struktur integral, yang dicirikan dengan tidak adanya mekanisme independen dan rugi transmisi pemutus arus vakum yang rendah. Jenis pemutus sirkuit ini terutama didasarkan pada teknologi impor, seperti pemutus sirkuit vakum ZN12-10, yang merupakan pemutus sirkuit vakum Siemens 3AF yang diperkenalkan oleh Beijing Switch Factory, pemutus sirkuit vakum ZN18-10, yang merupakan pemutus sirkuit vakum Toshiba VK10J yang diperkenalkan oleh Guangzhou Nanyang Electric Factory, pemutus sirkuit vakum VD4 dari Xiamen ABB Switch Co., Ltd., pemutus sirkuit vakum magnet permanen VM1, dan pemutus sirkuit vakum VS1 yang dirancang oleh Senyuan Company.

1.2 Perbedaan antara jenis ketiga dan jenis pertama dan kedua dari pemutus sirkuit vakum

1) Pemutus sirkuit dari struktur integral umumnya merupakan satu set sistem transmisi empat tautan; sedangkan struktur split dan struktur tambal sulam keduanya merupakan dua set sistem transmisi empat tautan atau satu set lima tautan dan satu set sistem transmisi empat tautan.

2) Langkah kompresi kontak pemutus sirkuit dari struktur integral umumnya 3~4 mm; sedangkan langkah kompresi kontak pemutus sirkuit struktur split dan struktur tambal sulam umumnya 6~10 mm.

3) Pemutus sirkuit struktur integral dirancang sesuai dengan persyaratan keseluruhan pemutus sirkuit di sirkuit kontrol; sedangkan pemutus sirkuit struktur split dan struktur tambal sulam dirancang dengan imitasi (split meniru SN10-10) dan darurat (split dan mekanisme pengoperasian digabungkan).

2 Desain optimal pemutus sirkuit vakum

2.1 Menangani keandalan pemutus sirkuit

Keandalan pemutus sirkuit vakum sangat penting bagi pengguna. Sejak pemutus sirkuit vakum muncul, masa pakai mekanisnya telah meningkat dari 2 hingga 10 kali lipat dari pemutus sirkuit tradisional. Dalam beberapa tahun terakhir,

ars, ada produk dengan kapasitas 20.000 dan 30.000 kali. Siemens memiliki produk dengan kapasitas 60.000 dan 120.000 kali. 000 kali pemutus sirkuit vakum umur panjang, yang terutama disebabkan oleh karakteristik busur tegangan rendah yang tak tertandingi dalam keadaan vakum dan peningkatan masa pakai. Oleh karena itu, masa pakai mekanis dan keandalan mekanisme operasi yang bekerja sama dengannya menjadi masalah yang sangat penting. Keandalan suatu produk terutama dijamin oleh kualitas manufaktur dan kualitas desain. Yang pertama mengharuskan pabrikan untuk memiliki sistem jaminan kualitas yang ketat, yang melibatkan manajemen, kualitas dan pelatihan personel, adopsi peralatan baru dan faktor-faktor lainnya. Oleh karena itu, di Cina, di mana kualitas personel tidak terlalu tinggi, rasa tanggung jawab tidak terlalu kuat, manajemen relatif terbelakang, dan peralatannya sudah ketinggalan zaman, tidak realistis untuk terlalu bergantung pada keandalan produk. Keandalan produk berada di pundak desainer. Desain produk dengan keandalan tinggi harus berupa struktur desain yang sederhana, yaitu, menggunakan lebih sedikit komponen untuk mencapai fungsi produk yang diperlukan. Selain itu, desain produk yang dioptimalkan harus diproduksi secara massal, yang kondusif untuk meningkatkan kualitas dan mengurangi biaya produksi. Semua pemutus sirkuit vakum asing menerapkan prinsip ini, dan keandalan dapat ditingkatkan dari dua aspek.

2.1.1 Desain sistem batang penghubung yang disederhanakan

Seperti dijelaskan di atas, pemutus sirkuit vakum domestik umumnya menggunakan mekanisme operasi sakelar oli rendah asli CD10, CT8 dan CD17, CT17, CT19, dll. yang telah disempurnakan. Semuanya adalah sistem struktur lima tautan, dan tujuan desainnya adalah untuk memenuhi fungsi tripping bebas, dan strukturnya rumit. Beberapa batang penghubung batas rapuh. Misalnya, batang penghubung zona mati CD10, struktur setengah sumbu CD17, dan berbagai setengah sumbu dan pelat gesper CT17 dan CT19. "Tripping bebas" diusulkan dengan latar belakang sejarah teknis tertentu. Tidak hanya tidak dapat melakukan operasi pembukaan normal, tetapi juga akan menyebabkan kecelakaan keselamatan pribadi bagi operator. Untuk mekanisme elektromagnetik, catu daya DC dikontrol oleh kontaktor DC CZO-40C lama, dan "waktu pembukaannya" (waktu dari pemutusan catu daya kumparan kontrol hingga pemisahan kontak utama) sekitar 150~200 ms. Jika tidak ada fungsi tripping bebas, pemutus sirkuit yang dilengkapi dengan mekanisme elektromagnetik tidak dapat melakukan operasi pembukaan normal, bahkan jika kontaktor DC CZO-40D dirancang khusus untuk pemutus sirkuit (waktu tindakan sekitar 70 ms), saat sakelar tanpa oli ditutup atau dibuka, inti besi penutup berkualitas tinggi tidak akan disetel ulang tepat waktu, yang akan menghalangi rute pergerakan batang konduktif yang bergerak, mengurangi kecepatan sakelar pembuka, dan memengaruhi kinerja pemutusan. Pemutus sirkuit vakum tidak memiliki masalah seperti itu. Perkembangan teknologi telah membuat batasan tertentu tidak dapat dihindari. Standar GB1984 dan ketentuan teknis pemesanan Kementerian Tenaga Listrik telah membatalkan pembatasan mekanisme elektromagnetik dengan sakelar vakum dengan pemutusan bebas. Oleh karena itu, CD17 yang baru dirancang mempertahankan fungsi pemutusan bebas, yang menunjukkan bahwa pemikiran perancang tidak cukup terbuka. Pemutusan bebas mekanisme pegas CT17 dan CT19 tidak lain hanyalah berlebihan, yang menyebabkan kompleksitas yang tidak perlu dalam struktur dan mengurangi keandalan. Ada juga laporan di luar negeri (seperti Jepang dan Jerman) bahwa perangkat pemutusan bebas dibatalkan untuk meningkatkan keandalan.

2.1.2 Desain terpadu

Ide menggunakan unit pemutus vakum dengan unit mekanisme operasi independen (elektromagnetik atau pegas) untuk membentuk pemutus sirkuit adalah konsep yang diwarisi dari sakelar tanpa oli. Karena metode ini berbahaya bagi kinerja mekanis dan listrik di bidang pemutus sirkuit vakum. Terlepas dari CD10, CD17, CT8, CT17 dan CT19, semuanya terdiri dari sistem lima tautan. Poros keluarannya bukanlah poros utama pemutus sirkuit, dan poros keluarannya serta poros utama pemutus sirkuit harus membentuk satu set empat tautan lain untuk mengirimkan gaya penutupan, yang membuat strukturnya rumit dan kehilangan transmisi menjadi besar. Sebaliknya, pemutus sirkuit terpadu (seperti ZN12, ZN18, VD4, VM1, VS1, di antaranya ZN12, ZN18, VD4, VS1 dioperasikan dengan gaya pegas; VM1 dioperasikan dengan gaya magnet permanen) terdiri dari satu set empat tautan, salah satunya adalah poros utama pemutus sirkuit. Ia memiliki struktur sederhana, kehilangan transmisi rendah, dan keandalan yang sangat ditingkatkan. Oleh karena itu, jenis pemutus sirkuit vakum ini harus dikembangkan dengan giat.

2.2 Menangani proses pembukaan pemutus sirkuit dengan baik

Proses pembukaan pemutus sirkuit vakum tidak sesederhana yang dibayangkan orang. Cara menangani proses ini adalah