진공 차단기의 개발 개요 및 특성

[진공 차단기의 개발 및 특성 개요]: 진공 차단기는 접점이 진공 상태에서 닫히고 열리는 차단기를 말합니다.진공 회로 차단기는 처음에 영국과 미국에서 연구되었으며 일본, 독일, 구소련 및 기타 국가로 개발되었습니다.중국은 1959년부터 진공차단기의 이론을 연구하기 시작하여 1970년대 초반에 각종 진공차단기를 정식으로 생산하였다.

진공 회로 차단기는 접점이 진공 상태에서 닫히고 열리는 회로 차단기를 말합니다.

진공 회로 차단기는 처음에 영국과 미국에서 연구되었으며 일본, 독일, 구소련 및 기타 국가로 개발되었습니다.중국은 1959년에 진공 차단기 이론을 연구하기 시작했고 1970년대 초반에 다양한 유형의 진공 차단기를 공식적으로 생산했습니다.진공 차단기, 작동 메커니즘 및 절연 수준과 같은 제조 기술의 지속적인 혁신과 개선으로 인해 진공 회로 차단기가 빠르게 발전했으며 대용량, 소형화, 지능 및 신뢰성 연구에서 일련의 중요한 성과를 거두었습니다.

빈번한 작동, 긴 전기 수명, 높은 작동 신뢰성 및 긴 유지 보수에 적합한 우수한 아크 소화 특성의 장점으로 진공 회로 차단기는 도시 및 농촌 전력망 변환, 화학 산업, 야금, 철도에 널리 사용되었습니다. 중국 전력 산업의 전기, 광업 및 기타 산업.제품은 과거의 여러 종류의 ZN1-ZN5에서 현재 수십 가지 모델 및 품종에 이르기까지 다양합니다.정격 전류는 4000A에 도달하고 차단 전류는 5OKA, 심지어 63kA에 도달하고 전압은 35kV에 도달합니다.

진공 차단기의 개발 및 특성은 진공 차단기의 개발, 작동 메커니즘의 개발 및 절연 구조의 개발을 포함하여 여러 가지 주요 측면에서 볼 수 있습니다.

진공 차단기의 개발 및 특성

2.1진공 차단기 개발

아크를 소멸시키기 위해 진공 매질을 사용한다는 아이디어는 19세기 말에 제시되었으며 최초의 진공 단속기는 1920년대에 제조되었습니다.그러나 진공 기술, 재료 및 기타 기술 수준의 한계로 인해 당시에는 실용적이지 않았습니다.1950년대 이후 신기술의 발달로 진공 차단기 제조의 많은 문제가 해결되었고 진공 스위치는 점차 실용적인 수준에 도달했습니다.1950년대 중반 미국의 General Electric Company는 정격 차단 전류가 12KA인 진공 회로 차단기 배치를 생산했습니다.그 후 1950년대 후반에는 횡방향 자기장 접촉이 있는 진공 단속기의 개발로 인해 정격 차단 전류가 3OKA로 높아졌습니다.1970년대 이후 일본의 Toshiba Electric Company는 종방향 자기장 접점이 있는 진공 차단기를 성공적으로 개발하여 정격 차단 전류를 5OKA 이상으로 증가시켰습니다.현재 진공 회로 차단기는 1KV 및 35kV 배전 시스템에서 널리 사용되고 있으며 정격 차단 전류는 5OKA-100KAo에 도달할 수 있습니다.일부 국가에서는 72kV/84kV 진공 차단기도 생산하지만 그 수는 적습니다.DC 고전압 발생기

최근 몇 년 동안 중국의 진공 회로 차단기 생산도 빠르게 발전했습니다.현재 국산 진공 차단기의 기술은 외국 제품과 대등한 수준이다.수직 및 수평 자기장 기술과 중앙 점화 접점 기술을 사용하는 진공 차단기가 있습니다.Cu Cr 합금 재료로 만든 접점은 중국에서 5OKA 및 63kAo 진공 차단기를 성공적으로 분리하여 더 높은 수준에 도달했습니다.진공 회로 차단기는 가정용 진공 차단기를 완전히 사용할 수 있습니다.

2.2진공 차단기의 특성

진공 아크 소화 챔버는 진공 회로 차단기의 핵심 구성 요소입니다.유리 또는 세라믹으로 지지되고 밀봉됩니다.내부에는 동적 및 정적 접점과 차폐 커버가 있습니다.챔버에 음압이 있습니다.진공도는 133 × 10 Nine 133 × LOJPa로 아크 소멸 성능과 차단 시 절연 수준을 보장합니다.진공도가 감소하면 차단 성능이 크게 저하됩니다.따라서 진공 소호실은 외력의 영향을 받지 않아야 하며, 손으로 두드리거나 때려서는 안 된다.이동 및 유지 관리 중에 스트레스를 받지 않아야 합니다.낙하 시 진공 아크 소화 챔버가 손상되는 것을 방지하기 위해 진공 회로 차단기 위에 아무것도 올려놓지 마십시오.납품 전에 진공 회로 차단기는 엄격한 병렬성 검사 및 조립을 거쳐야 합니다.유지 보수 중에는 소호실의 모든 볼트를 조여 균일한 응력을 유지해야 합니다.

진공 회로 차단기는 전류를 차단하고 진공 아크 소화실에서 아크를 소멸시킵니다.그러나 진공차단기 자체에는 진공도 특성을 정성적, 정량적으로 감시하는 장치가 없기 때문에 진공도 저하 결함은 숨은 결함이다.동시에 진공도 감소는 진공 회로 차단기의 과전류 차단 능력에 심각한 영향을 미치고 회로 차단기의 서비스 수명이 급격히 감소하여 심각한 경우 스위치 폭발로 이어질 수 있습니다.

요약하면 진공 차단기의 주요 문제는 진공도가 감소한다는 것입니다.진공 감소의 주된 이유는 다음과 같습니다.

(1) 진공 회로 차단기는 섬세한 부품입니다.공장 출고 후 전자관 공장은 여러 번 운송 범프, 설치 충격, 우발적 충돌 등을 통해 유리 또는 세라믹 씰이 누출될 수 있습니다.

(2) 진공인터럽터의 재질이나 제조공정에 문제가 있고, 여러번 작업을 하면 누수점이 나타난다.

(3) 전자기 작동 메커니즘과 같은 분할 형 진공 회로 차단기의 경우 작동시 작동 링키지의 거리가 멀기 때문에 스위치의 동기화, 바운스, 초과 이동 및 기타 특성에 직접적인 영향을 주어 속도를 높입니다. 진공 정도 감소.DC 고전압 발생기

진공 차단기의 진공도를 낮추는 처리 방법:

진공 단속기를 자주 관찰하고 정기적으로 진공 스위치의 진공 테스터를 사용하여 진공 단속기의 진공도를 측정하여 진공 단속기의 진공도가 지정된 범위 내에 있는지 확인하십시오.진공도가 저하되면 진공 차단기를 교체해야 하며 스트로크, 동기화 및 바운스 등의 특성 테스트를 잘 수행해야 합니다.

3. 작동 메커니즘 개발

작동 메커니즘은 진공 회로 차단기의 성능을 평가하는 중요한 측면 중 하나입니다.진공 차단기의 신뢰성에 영향을 미치는 주된 이유는 작동 메커니즘의 기계적 특성입니다.작동 메커니즘의 발달에 따라 다음과 같은 범주로 나눌 수 있습니다.DC 고전압 발생기

3.1수동 작동 메커니즘

직접 폐쇄에 의존하는 작동 메커니즘을 수동 작동 메커니즘이라고 하며 주로 낮은 전압 수준과 낮은 정격 차단 전류로 회로 차단기를 작동하는 데 사용됩니다.수동 메커니즘은 산업 및 광업 기업을 제외한 실외 전력 부서에서 거의 사용되지 않았습니다.수동 작동 메커니즘은 구조가 간단하고 복잡한 보조 장비가 필요하지 않으며 자동 재폐쇄가 불가능하고 로컬에서만 작동할 수 있어 안전성이 떨어지는 단점이 있습니다.따라서 수동 작동 메커니즘은 수동 에너지 저장 기능이 있는 스프링 작동 메커니즘으로 거의 대체되었습니다.

3.2전자기 작동 메커니즘

전자기력에 의해 닫히는 작동 메커니즘을 전자기 작동 메커니즘이라고 합니다. d.CD17 메커니즘은 국내 ZN28-12 제품과 함께 개발되었습니다.구조상 진공인터럽터의 전후에도 배치된다.

전자기 작동 메커니즘의 장점은 간단한 메커니즘, 안정적인 작동 및 낮은 제조 비용입니다.[진공차단기 개발개요 및 특성] : 진공차단기는 접점이 개폐되는 회로차단기를 말함 진공 상태에서.진공 회로 차단기는 처음에 영국과 미국에서 연구되었으며 일본, 독일, 구소련 및 기타 국가로 개발되었습니다.중국은 1959년부터 진공차단기의 이론을 연구하기 시작하여 1970년대 초반에 각종 진공차단기를 정식으로 생산하였다.

고가의 배터리, 큰 폐쇄 전류, 부피가 큰 구조, 긴 작동 시간 및 점차 시장 점유율 감소.

3.3스프링 작동 메커니즘 DC 고압 발전기

스프링 작동 메커니즘은 저장된 에너지 스프링을 전원으로 사용하여 스위치가 닫힘 동작을 실현하도록 합니다.그것은 인력 또는 작은 전원 AC 및 DC 모터에 의해 구동될 수 있으므로 폐쇄력은 기본적으로 외부 요인(예: 전원 전압, 공기 소스의 기압, 수압 소스의 수압)에 의해 영향을 받지 않습니다. 높은 폐쇄 속도를 달성할 뿐만 아니라 빠른 자동 반복 폐쇄 작동을 실현합니다.또한 전자식 작동 메커니즘에 비해 스프링 작동 메커니즘은 비용이 저렴하고 가격이 저렴합니다.진공 회로 차단기에서 가장 일반적으로 사용되는 작동 메커니즘이며 제조업체도 지속적으로 개선되고 있습니다.CT17 및 CT19 메커니즘이 일반적이며 ZN28-17, VS1 및 VG1이 함께 사용됩니다.

일반적으로 스프링 작동 메커니즘에는 수백 개의 부품이 있으며 전송 메커니즘은 상대적으로 복잡하며 고장률이 높고 움직이는 부품이 많으며 제조 공정 요구 사항이 높습니다.또한 스프링 작동 메커니즘의 구조가 복잡하고 미끄럼 마찰면이 많고 대부분이 핵심 부품에 있습니다.장기간 작동하는 동안 이러한 부품의 마모 및 부식은 물론 윤활유의 손실 및 경화로 인해 작동 오류가 발생합니다.주로 다음과 같은 단점이 있습니다.

(1) 차단기가 동작을 거부하는 것, 즉 개폐하지 않고 차단기에 동작 신호를 보내는 것.

(2) 스위치를 닫을 수 없거나 닫은 후 분리합니다.

(3) 사고 발생 시 계전기 보호 동작과 차단기를 분리할 수 없습니다.

(4) 닫는 코일을 태워 버리십시오.

작동 메커니즘의 고장 원인 분석:

차단기가 동작하지 않는 것은 동작전압의 상실 또는 저전압, 동작회로의 단선, 투입코일 또는 개로코일의 단선, 보조개폐기 접점의 접촉불량 등에 의하여 발생할 수 있다. 메커니즘에.

스위치가 닫히지 않거나 닫힌 후 열리면 작동 전원 공급 장치의 저전압, 회로 차단기 가동 접점의 과도한 접점 이동, 보조 스위치의 연동 접점 분리 및 너무 적은 양의 스위치가 원인일 수 있습니다. 작동 메커니즘의 하프 샤프트와 폴 사이의 연결;

사고 중에는 계전기 보호 동작과 차단기를 분리할 수 없었습니다.개구 철심에 이물질이 있어 철심이 유연하게 작용하지 못하고 개구 트리핑 하프 샤프트가 유연하게 회전하지 못하고 개구 작동 회로가 분리되었을 수 있습니다.

폐쇄 코일이 타는 이유는 다음과 같습니다. 폐쇄 후 DC 접촉기를 분리할 수 없고, 보조 스위치가 폐쇄 후 개방 위치로 전환되지 않으며, 보조 스위치가 느슨합니다.

3.4영구 자석 메커니즘

영구 자석 메커니즘은 전자기 메커니즘과 영구 자석을 유기적으로 결합하는 새로운 작동 원리를 사용하여 닫힘 및 열림 위치와 잠금 시스템에서 기계적 트리핑으로 인한 불리한 요인을 피합니다.영구 자석에 의해 생성된 유지력은 기계적 에너지가 필요할 때 진공 회로 차단기를 폐쇄 및 개방 위치에 유지할 수 있습니다.진공 회로 차단기에 필요한 모든 기능을 구현하는 제어 시스템이 장착되어 있습니다.주로 단 안정 영구 자석 액추에이터와 쌍 안정 영구 자석 액추에이터의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.쌍안정 영구 자석 액추에이터의 작동 원리는 액추에이터의 개폐가 영구 자기력에 의존한다는 것입니다.단안정 영구 자석 작동 메커니즘의 작동 원리는 에너지 저장 스프링의 도움으로 빠르게 열리고 개방 위치를 유지하는 것입니다.닫는 것만이 영구자석을 유지할 수 있습니다.Trede Electric의 주요 제품은 단안정 영구 자석 액추에이터이며 국내 기업은 주로 쌍안정 영구 자석 액추에이터를 개발합니다.

쌍안정 영구자석 액추에이터의 구조는 다양하지만 원리는 이중코일형(대칭형)과 단일코일형(비대칭형) 2가지 뿐이다.이 두 구조는 아래에 간략하게 소개됩니다.

(1) 이중 코일 영구 자석 메커니즘

이중 코일 영구 자석 메커니즘은 영구 자석을 사용하여 진공 회로 차단기를 각각 개방 및 폐쇄 한계 위치에 유지하고 여기 코일을 사용하여 메커니즘의 철심을 개방 위치에서 폐쇄 위치로 밀고 닫힘 위치에서 열림 위치로 메커니즘의 철심을 밀어주는 또 다른 여기 코일.예를 들어, ABB의 VMl 스위치 메커니즘은 이 구조를 채택합니다.

(2) 단일 코일 영구 자석 메커니즘

단일 코일 영구 자석 메커니즘도 영구 자석을 사용하여 진공 회로 차단기를 개폐 제한 위치에 유지하지만 개폐에는 하나의 여자 코일이 사용됩니다.개폐용 여자 코일도 2개 있는데, 2개 코일은 같은 쪽에 있고 병렬 코일의 흐름 방향은 반대입니다.그 원리는 단일 코일 영구 자석 메커니즘과 동일합니다.폐쇄 에너지는 주로 여자 코일에서 나오고 개방 에너지는 주로 개방 스프링에서 나옵니다.예를 들어 영국의 Whipp&Bourne Company에서 출시한 GVR 기둥 장착 진공 회로 차단기는 이 메커니즘을 채택합니다.

상기한 영구자석 기구의 특성에 따라 장단점을 정리할 수 있다.장점은 구조가 상대적으로 간단하고 스프링 메커니즘에 비해 구성 요소가 약 60% 감소한다는 것입니다.부품 수가 적으면 고장률도 줄어들어 신뢰성이 높습니다.메커니즘의 긴 서비스 수명;작은 크기와 가벼운 무게.단점은 개방 특성 측면에서 이동 철심이 개방 운동에 참여하기 때문에 개방시 이동 시스템의 운동 관성이 크게 증가하여 강성 개방 속도를 향상시키는 데 매우 불리하다는 것입니다.높은 작동 전력으로 인해 커패시터 용량에 의해 제한됩니다.

4. 단열구조의 개발

관련 이력자료를 바탕으로 한 국가 전력계통의 고압차단기 가동사고 유형 통계 및 분석에 따르면, 개폐 실패가 22.67%를 차지한다.협조 거부가 6.48%를 차지했습니다.파손 및 제작 사고는 9.07%를 차지했습니다.단열 사고는 35.47%를 차지했습니다.오조작 사고는 7.02%를 차지했다.강 폐쇄 사고는 7.95%를 차지합니다.외력 및 기타사고는 총 11,439건으로 이중 절연사고 및 분리불량사고가 가장 두드러져 전체 사고의 약 60%를 차지하였다.따라서 절연구조도 진공차단기의 핵심입니다.상열 절연의 변화와 발전에 따라 기본적으로 공기 절연, 복합 절연 및 고체 봉인 극 절연의 3세대로 나눌 수 있습니다.