【真空遮断器の開発概要と特徴】：真空遮断器とは、真空中で接点を開閉する遮断器のことです。真空遮断器は、当初イギリスとアメリカで研究され、その後、日本、ドイツ、旧ソ連などに発展しました。中国は 1959 年から真空遮断器の理論を研究し始め、1970 年代初頭にさまざまな真空遮断器を正式に製造しました。
真空遮断器とは、真空中で接点を開閉する遮断器のことです。
真空遮断器は、当初イギリスとアメリカで研究され、その後、日本、ドイツ、旧ソ連などに発展しました。中国は 1959 年に真空遮断器の理論を研究し始め、1970 年代初頭にさまざまなタイプの真空遮断器を正式に製造しました。真空遮断器、動作機構、絶縁レベルなどの製造技術の継続的な革新と改善により、真空遮断器は急速に発展し、大容量、小型化、インテリジェンス、信頼性の研究において一連の重要な成果が得られました。
真空遮断器は、頻繁な操作、長い電気寿命、高い操作信頼性、および長いメンテナンスフリー期間に適した優れた消弧特性の利点により、都市および地方の電力網の変換、化学産業、冶金、鉄道で広く使用されています。中国の電力産業における電化、鉱業およびその他の産業。過去のZN1～ZN5の数種類から、現在では数十種類の機種・品種まで取り揃えております。定格電流は 4000A に達し、遮断電流は 5OKA、さらには 63kA に達し、電圧は 35kV に達します。
真空遮断器の開発と特徴を、真空遮断器の開発、操作機構の開発、絶縁構造の開発など、いくつかの主要な側面から見ていきます。
真空遮断器の開発と特徴
2.1真空遮断器の開発
真空媒体を使用してアークを消すというアイデアは 19 世紀の終わりに提唱され、最初の真空遮断器は 1920 年代に製造されました。しかし、真空技術、材料、その他の技術レベルの制限により、当時は実用的ではありませんでした。1950年代以降、新技術の開発により、真空遮断器の製造における多くの問題が解決され、真空スイッチは徐々に実用レベルに達しました。1950 年代半ば、米国の General Electric Company は、定格遮断電流が 12KA の真空遮断器のバッチを製造しました。その後、1950 年代後半には、横磁界接点を備えた真空遮断器の開発により、定格遮断電流が 3OKA に引き上げられました。1970 年代以降、日本の東芝電気株式会社は、縦磁場接点を備えた真空遮断器の開発に成功し、定格遮断電流を 5OKA 以上にさらに増加させました。現在、真空遮断器は 1KV および 35kV 配電システムで広く使用されており、定格遮断電流は 5OKA-100KAo に達することがあります。一部の国では 72kV/84kV 真空遮断器も製造していますが、数は少ないです。直流高圧発電機
近年、中国での真空遮断器の生産も急速に発展しています。現在、国内の真空遮断器の技術は外国製品と同等です。垂直および水平磁場技術と中央点火接点技術を使用した真空遮断器があります。Cu Cr 合金材料で作られた接点は、中国の 5OKA および 63kAo 真空遮断器の切断に成功し、より高いレベルに達しました。真空遮断器は、家庭用真空遮断器を完全に使用できます。
2.2真空バルブの特徴
真空消弧室は、真空遮断器の重要なコンポーネントです。ガラスやセラミックで支えられ、密閉されています。内部には動的および静的接点とシールド カバーがあります。チャンバー内は負圧です。真空度は 133 × 10 Nine 133 × LOJPa で、遮断時の消弧性能と絶縁レベルを確保します。真空度が低下すると遮断性能が著しく低下します。したがって、真空消弧室は外力の影響を受けたり、手で叩いたり叩いたりしないでください。移動時やメンテナンス時にストレスがかからないようにしてください。落下時に真空消弧室が破損するのを防ぐため、真空遮断器の上に物を置くことは禁止されています。真空遮断器は、出荷前に厳密な平行度検査と組み立てが必要です。メンテナンス中は、アーク消弧室のすべてのボルトを締めて、均一な応力を確保する必要があります。
真空遮断器は電流を遮断し、真空消弧室のアークを消します。ただし、真空遮断器自体には、真空度特性を定性的・定量的に監視する装置がないため、真空度低下故障は隠れ故障です。同時に、真空度の低下は、真空遮断器の過電流を遮断する能力に深刻な影響を与え、遮断器の耐用年数の急激な低下につながり、重大な場合はスイッチの爆発につながります。
要約すると、真空遮断器の主な問題は、真空度が低下することです。真空引きの主な理由は次のとおりです。
(1) 真空遮断器はデリケートな部品です。工場を出た後、電子管工場は、何度も輸送の衝撃、取り付けの衝撃、偶発的な衝突などを経て、ガラスまたはセラミックのシールが漏れる可能性があります。
(2) 真空バルブの材質や製造工程に問題があり、複数回の操作で漏れ箇所が発生する。
（3）電磁操作機構などの分割型真空遮断器の場合、操作リンケージの距離が大きいため、操作時にスイッチの同期、バウンス、オーバートラベルなどの特性に直接影響を与えて速度を上げます。真空度低下。直流高圧発電機
真空バルブの真空度を下げる処理方法：
真空遮断器を頻繁に観察し、真空スイッチの真空テスターを定期的に使用して真空遮断器の真空度を測定し、真空遮断器の真空度が指定された範囲内であることを確認します。真空度が下がったら真空遮断器を交換し、ストローク、同期、バウンスなどの特性試験を十分に行う必要があります。
3. 作動機構の開発
動作メカニズムは、真空遮断器の性能を評価する重要な側面の 1 つです。真空遮断器の信頼性に影響を与える主な理由は、操作機構の機械的特性です。動作メカニズムの開発に応じて、次のカテゴリに分類できます。直流高圧発電機
3.1手動操作機構
直接閉鎖に依存する操作機構は手動操作機構と呼ばれ、主に低電圧レベルと低定格遮断電流で回路遮断器を操作するために使用されます。手動機構は、産業および鉱業企業を除いて、屋外の電力部門ではめったに使用されていません。手動操作機構は構造が単純で、複雑な補助装置を必要とせず、自動的に再閉鎖できず、ローカルでしか操作できないという欠点があり、安全性が十分ではありません。したがって、手動操作機構は、手動エネルギー貯蔵を備えたばね操作機構にほとんど置き換えられています。
3.2電磁操作機構
電磁力で閉じる操作機構を電磁操作機構ｄといいます。CD17メカニズムは国産ZN28-12製品と連携して開発。構造上、真空バルブの前後にも配置されています。
電磁操作機構の利点は、機構が簡単で、操作が確実で、製造コストが安いことです。短所は、投入コイルの消費電力が大きく、覚悟が必要【真空遮断器の開発概要と特徴】：真空遮断器とは、接点を開閉する遮断器のことを指します。真空中。真空遮断器は、当初イギリスとアメリカで研究され、その後、日本、ドイツ、旧ソ連などに発展しました。中国は 1959 年から真空遮断器の理論を研究し始め、1970 年代初頭にさまざまな真空遮断器を正式に製造しました。
高価なバッテリー、大きな閉極電流、かさばる構造、長い動作時間、そして市場シェアが徐々に減少しています。
3.3ばね操作機構 直流高電圧発生器
ばね操作機構は、蓄えたばねを動力としてスイッチを閉動作させます。人力または小電力のACおよびDCモーターで駆動できるため、閉鎖力は基本的に外的要因（電源電圧、空気源の空気圧、油圧源の油圧など）の影響を受けません。高い閉鎖速度を達成するだけでなく、高速の自動繰り返し閉鎖操作も実現します。また、電磁操作機構に比べてバネ操作機構は低コストで低価格です。これは、真空遮断器で最も一般的に使用されている操作メカニズムであり、その製造元もさらに多く、常に改善されています。CT17およびCT19メカニズムが典型的であり、ZN28-17、VS1およびVGlがそれらとともに使用されます。
一般に、ばね操作機構には数百の部品があり、伝達機構は比較的複雑で、故障率が高く、可動部品が多く、製造工程の要件が高くなります。また、バネ作動機構の構造が複雑で、摺動摩擦面が多く、そのほとんどが要所です。長期間の使用により、これらの部品の摩耗と腐食、および潤滑剤の損失と硬化により、操作エラーが発生します。主に以下の欠点があります。
(1) 遮断器は作動を拒否します。つまり、開閉せずに作動信号を遮断器に送信します。
(2) スイッチを閉じられない、または閉じた後に切断される。
(3) 万一事故が発生した場合、リレー保護動作とサーキット ブレーカが切断できなくなります。
(4) 投入コイルを焼損します。
動作メカニズムの故障原因分析:
遮断器が動作を拒否します。これは、電圧の損失または動作電圧の低電圧、動作回路の切断、閉鎖コイルまたは開放コイルの切断、および補助スイッチ接点の接触不良によって引き起こされる可能性がありますメカニズムについて。
操作電源の不足電圧、遮断器の可動接点の過度の接点移動、補助スイッチのインターロック接点の切断、および過少量のスイッチが原因で、スイッチを閉じることができない、または閉じた後に開くことができます。操作機構のハーフシャフトと爪の間の接続。
事故時、リレー保護動作とサーキットブレーカを切り離すことができませんでした。開極鉄心に異物が入って鉄心が柔軟に動かなくなって、開極引外し半軸が柔軟に回転できなくなり、開極操作回路が断線した可能性があります。
投入コイルが焼損する原因として考えられるのは、投入後に DC コンタクタを切断できない、投入後に補助スイッチが投入位置に回らない、補助スイッチが緩んでいる、などです。
3.4永久磁石機構
永久磁石メカニズムは、新しい動作原理を使用して、電磁メカニズムと永久磁石を有機的に組み合わせ、開閉位置での機械的なトリップとロックシステムによって引き起こされる悪影響を回避します。機械的エネルギーが必要な場合、永久磁石によって生成される保持力により、真空遮断器を閉位置と開位置に保つことができます。真空遮断器に必要なすべての機能を実現する制御システムを搭載しています。主に、単安定永久磁石アクチュエータと双安定永久磁石アクチュエータの 2 種類に分けることができます。双安定永久磁気アクチュエータの動作原理は、アクチュエータの開閉が永久磁力に依存することです。単安定永久磁石操作メカニズムの動作原理は、エネルギー貯蔵スプリングの助けを借りて素早く開き、開いた位置を維持することです。閉じるだけで永久磁力を保つことができます。Trede Electric の主力製品は単安定永久磁石アクチュエータで、国内企業は主に双安定永久磁石アクチュエータを開発しています。
双安定永久磁石アクチュエータの構造はさまざまですが、原理は二重コイル型（対称型）と単一コイル型（非対称型）の2種類しかありません。これら 2 つの構造を以下に簡単に紹介します。
(1) ダブルコイル永久磁石機構
二重コイル永久磁石機構は、永久磁石を使用して真空遮断器をそれぞれ開極限位置と閉極限位置に保持し、励磁コイルを使用して機構の鉄心を開極位置から閉極位置に押し込み、別の励磁コイルは、機構の鉄心を閉位置から開位置に押します。たとえば、ABB の VMl スイッチ メカニズムはこの構造を採用しています。
(2) シングルコイル永久磁石機構
シングルコイル永久磁石機構も永久磁石を使用して真空遮断器を開閉の限界位置に保持しますが、開閉には1つの励磁コイルを使用します。開閉用の2つの励磁コイルもありますが、2つのコイルは同じ側にあり、並列コイルの流れ方向は逆です。その原理は、単コイル永久磁石機構と同じです。閉じるエネルギーは主に励磁コイルから発生し、開くエネルギーは主に開くスプリングから発生します。例えば、イギリスのWhipp&Bourne社が発売したGVRコラムマウント真空遮断器は、このメカニズムを採用しています。
永久磁石機構の上記の特徴によれば、その長所と短所を要約することができます。利点は、構造が比較的単純であり、スプリング機構と比較して、そのコンポーネントが約60％削減されることです。コンポーネントが少ないため、故障率も低下するため、信頼性が高くなります。メカニズムの長寿命;小型軽量。不利な点は、開放特性に関して、可動鉄心が開放運動に関与するため、開放時に可動システムの運動慣性が大幅に増加し、剛性開放の速度を向上させるのに非常に不利です。動作電力が高いため、コンデンサ容量によって制限されます。
4. 断熱構造の開発
関連する過去のデータに基づく国家電力系統の高圧遮断器の操作における事故の種類の統計と分析によると、開放の失敗は 22.67% を占めています。協力の拒否は 6.48% を占めました。破損事故は 9.07% を占めました。絶縁事故は 35.47% を占めました。誤操作事故は7.02％を占めました。河川閉鎖事故は 7.95% を占めています。外力その他の事故は総計11,439件で、絶縁事故、分離拒否事故が最も多く、事故全体の約6割を占めています。したがって、絶縁構造も真空遮断器のポイントです。相柱断熱材の変化と発展に応じて、基本的には、空気断熱材、複合断熱材、および固体密封柱断熱材の 3 つの世代に分けることができます。
投稿時間: 2022 年 10 月 22 日