Istruktura ug Prinsipyo sa ABB VD4 Circuit Breaker Operating Mechanism

Ang VD4, ang inila nga medium-voltage circuit breaker sa ABB, nakabaligya ug dul-an sa usa ka milyon nga mga yunit sa tibuok kalibotan. Bisan pa sa kasaligan niini, adunay mga sayup, labi na sa mekanismo sa pag-operate. Ang mga kawani sa pagmentinar nagsalig sa manwal sa ABB, apan nihit ang mga detalyadong giya. Pinaagi sa pag-dissect sa usa ka gi-scrap nga VD4, naghatag ang tagsulat og mga panabut aron makatabang sa praktikal nga trabaho.

Ang mekanismo sa VD4 adunay usa ka planar scroll spring ug main shaft, nga adunay multi-stage tripping alang sa pagpadayon sa posisyon ug pagkakabig, nga nagpagawas pinaagi sa usa ka cam lever.

1. Pagtipig sa Enerhiya:

Ang VD4 naggamit sa stable nga planar scroll spring, nga nagpauswag sa mekanismo sa kahusayan kumpara sa tradisyonal nga mga tubod.

Gi-edit nga Teksto:

Hulagway 1: Plane Scroll Spring

Ingon sa gihulagway sa Figure 1, ang usa ka tumoy sa plane scroll spring gisiguro sa main shaft, samtang ang pikas tumoy gitaod sa spring casing. Atol sa pagtipig sa enerhiya, ang nag-unang shaft nga tumoy sa volute spring nagpabilin nga wala’y hunong, ug ang motor nga pagtipig sa enerhiya o ang rocker sa pagtipig sa enerhiya nagtuyok sa spring casing sa sunud-sunod nga orasan (ingon nga gitan-aw gikan sa wala nga bahin sa mekanismo; parehas nga oryentasyon ang magamit sa tibuuk) pinaagi sa ratchet pawl, kadena, ug dagkong mga gamit, sa ingon nagpahugot sa scroll spring.

Kon bahin sa pag-abli ug pagsira nga mga operasyon, ang kabhang sa tumoy sa scroll spring naayo, ug sa pagpagawas sa tripping mechanism, ang main shaft motuyok sa tuo sa tuo ubos sa drive sa scroll spring, nga magpagawas sa gitipigan nga enerhiya niini.

Gihatag nga ang VD4 naggamit sa usa ka planar scroll spring, ang transisyon tali sa "uncharged" ug "stored" nga mga estado sa tingpamulak lahi sa kadaghanan sa mga mekanismo nga gipadagan sa tingpamulak. Naglangkob kini sa gitakdang gintang nga kahikayan sa scroll spring shell, nga gipadali sa koordinasyon sa usa ka disk, usa ka auxiliary cam nga gitaod sa main shaft, ug usa ka roller nga gitaod sa energy storage connecting rod. Sa mas simple nga mga termino, sa dihang makompleto ang pagtipig sa enerhiya, ang roller, nga gimaneho sa energy storage connecting rod, moapil sa usa ka notch sa disk. Tungod niini, ang energy storage connecting rod nagtuyok sa usa ka espesipikong anggulo, nga nag-aghat sa kaubang energy storage auxiliary contact ug ang energy storage mechanical indicator nga mobalhin sa "Energy Stored" nga estado. Sa laing bahin, atol sa proseso sa pagsira sa circuit breaker, ang kinatas-ang radius sa auxiliary cam molatas sa gintang sa disk, nga magduso sa roller balik ngadto sa gawas nga ngilit sa disk. Kini nga aksyon nagduso sa energy storage connecting rod balik sa orihinal nga anggulo niini, hinungdan nga ang energy storage auxiliary contact ug ang energy storage mechanical indicator mobalik sa "Non-Energy Stored" nga estado.

Figure 2: Schematic Diagram sa Energy Storage State Transition

Mahinungdanon nga timan-an nga, sa kaso sa usa ka tradisyonal nga switch sa VD4 nga naa sa bukas nga posisyon nga wala’y pagtipig sa enerhiya, usa ka hinungdanon nga kantidad sa enerhiya ang nagpabilin nga gitipig sa sulod sa planar scroll spring. Busa, ang mga pag-amping sa kaluwasan kinahanglan gihapon nga buhaton.

2. Trip Module

Ang trip module sa VD4 switch operating mechanism nanghambog sa usa ka makuti ug lahi nga disenyo. Bisan pa sa dayag nga pagkakomplikado niini, sa pagbungkag ug pag-analisar niini, ang tibuok tripping module mahimong mabungkag ngadto sa tulo ka sukaranang tripping structures:

Ang first-stage tripping structure naglangkob sa front roller ug ang brake disc sa dako nga fan-shaped plate, nga naglihok isip usa ka espesyal nga "detent + roller" tripping structure. Ang ikaduhang yugto naglangkob sa dako nga fan-shaped plate ug ang dako nga half-shaft, nga nagporma sa usa ka tipikal nga "half-shaft + fan-shaped plate" tripping structure. Ang ikatulo nga yugto naglakip sa opening half-shaft, ang opening fan-shaped plate, ang closing half-shaft, ug ang closing fan-shaped plate, nga magkauban naglangkob sa duha ka set sa "half-shaft + fan-shaped plate" tripping clamp combinations.

Hulagway 3: Structural Diagram sa Trip Module

Ang trip module sa VD4 switch operating mechanism nagsilbi nga holding ug tripping function. Atong susihon kini nga mga function sa detalye.

Pagkupot Function:

Pagkuha sa panapos nga posisyon ingon nga usa ka pananglitan, sa higayon nga ang pagsira nga aksyon makompleto, ang atubangan nga roller sa dako nga fan-shaped plate mahulog ngadto sa katugbang nga slot sa brake disc. Niini nga punto, ang dako nga half-shaft luwas nga gihuptan sa pincer nga istruktura nga naporma sa pag-abli ug pagsira sa mga plato sa sektor. Gipugngan niini ang pag-alsa sa mga front roller sa dagkong mga plato sa sektor, epektibo nga pag-lock sa brake disc ug pagmentinar sa main shaft sa closing position.

Tripping Function:

Karon, atong tagdon ang tripping function gamit ang opening action isip pananglitan. Kung ang mekanismo makadawat usa ka pagbukas nga mando, ang pagbukas nga half-axis motuyok sa tuo pinaagi sa usa ka piho nga anggulo. Kini nga kalihukan hinungdan sa pag-abli sa fan plate nga mawad-an sa iyang temporaryo nga fulcrum ug pagtuyok sa tuo nga tuo, nga mabungkag ang pincer-shaped support structure nga naporma pinaagi sa pag-abli ug pagsira nga fan-shaped nga mga plato. Ingon usa ka sangputanan, ang dako nga tunga nga axis nagtuyok sa counterclockwise sa ilawom sa aksyon sa pagbalik sa tingpamulak, nga nagpagawas sa dako nga porma sa fan nga plato. Ang dako nga porma sa fan nga plato dayon nagpataas sa atubangan nga roller ubos sa aksyon sa pagbalik sa tingpamulak, nga nagpagawas sa brake disc. Ang brake disc nagtuyok sa sunud-sunod nga orasan ubos sa aksyon sa scroll spring, nga nagsugod sa pagbukas nga aksyon.

Atol sa proseso sa pag-abli, ang connecting rod sa auxiliary shaft sa opening ug closing position (sama sa gipakita sa Figure 4) nagduso sa opening sector plate aron i-reset ug i-re-engage kini sa opening half-shaft. Kini nagtukod pag-usab sa clamp-shaped nga suporta nga istruktura nga naporma sa pag-abli ug pagsira sa mga plato sa sektor ug giduso ang dako nga tunga nga shaft balik sa orihinal nga anggulo niini. Dungan, ang auxiliary disc sa duha ka kilid sa brake disc molihok sa likod nga mga roller sa dako nga fan-shaped plate samtang sila nagtuyok uban sa main shaft. Gipataas niini ang likod nga bahin sa dako nga pormag fan nga plato ug gipaubos ang atubangan nga bahin, nag-andam niini alang sa sunod nga pag-lock sa front roller ngadto sa brake disc.

Figure 4: Pag-abli ug Pagsira nga Posisyon Auxiliary Shaft Connecting Rod

Ang auxiliary shaft connecting rod adunay importante nga papel sa operasyon sa VD4 switch mechanism. Gisiguro niini ang hapsay nga pagbalhin tali sa pag-abli ug pagsira nga mga posisyon pinaagi sa pagkonektar sa pag-abli ug pagsira sa mga plato sa sektor ug pagpadali sa ilang paglihok.

3. Output Module

Ang output module sa VD4 operating mechanism usa ka importante nga component nga nag-convert sa rotational motion sa main shaft ngadto sa linear motion nga gikinahanglan sa pag-abli ug pagsira sa circuit breaker. Kini naglangkob sa tulo ka cam discs nga gitaod sa main shaft ug tulo ka double-arm moving links nga nahimutang sa ubos sa mekanismo.

Ang double-arm moving link naglihok isip usa ka lever, nga ang fulcrum niini nahimutang sa tunga. Ang atubangan nga tumoy sa lever naimpluwensyahan sa cam disc sa main shaft, samtang ang likod nga tumoy konektado sa insulating pull rod sa vacuum bubble ug sa opening spring.

Atol sa panapos nga operasyon, ang cam disc nagtuyok uban sa nag-unang shaft, nagduso sa mga roller sa atubangan nga tumoy sa double-arm moving link. Kini nga aksyon nagpataas sa likod nga tumoy sa link, nagduso sa insulating pull rod pataas ug nagsira sa dinamiko ug static nga mga kontak sulod sa vacuum bubble. Dungan, ang pag-abli sa tingpamulak gi-compress, nagtipig sa kusog alang sa sunod nga pag-abli nga operasyon.

Sa kasukwahi, sa panahon sa pag-abli nga operasyon, ang cam disc nagtuyok sa atbang nga direksyon, nga nagpagawas sa mga roller sa atubangan nga tumoy sa double-arm moving link. Kini nagtugot sa pag-abli sa tingpamulak sa pagpalapad, pagbulag sa dinamiko ug static nga mga kontak ug pag-abli sa sirkito.

4. Locking Function

Ang mekanismo sa operasyon sa VD4 naglakip sa usa ka komprehensibo nga pag-lock sa function nga nagpauswag sa kaluwasan ug kasaligan. Ania ang usa ka mas duol nga pagtan-aw sa matag usa sa mga bahin sa pag-lock:

1. Pagdili sa Pagsira Kung ang Handcart naa sa Tunga nga Posisyon:
   • Gibutang ang closing locking electromagnet (Y1).
   • Ang mga switch sa limitasyon (S8 ug S9) konektado sa parallel sa closing locking electromagnet aron maporma ang closing locking circuit.
   • Kung ang handcart naa sa posisyon sa pagsulay o posisyon sa pagtrabaho, ang S8 o S9 magkonektar sa closing locking circuit, mag-charge sa closing locking electromagnet ug buhian ang mekanikal nga pag-lock sa closing semi-axis.
   • Ang usa ka auxiliary switch (S2) sa closing circuit sa circuit breaker konektado sa sunod-sunod nga uban sa nagalihok nga puthaw nga kinauyokan sa closing locking electromagnet, pag-andam sa sirkito alang sa pagpatuman sa closing command.nga gihisgutan sa ibabaw, ang sukod naghiusa sa mekanikal nga locking ug electrical locking, nga usa ka komprehensibo nga locking scheme.

Ang deskripsyon naghatag og mga detalye sa importansya ug functionality sa auxiliary switch S2 sa closing circuit sa usa ka VD4 electrical control wiring diagram para sa handcart-type nga circuit breaker. Ania ang usa ka mubo nga summary ug pagpatin-aw sa mahinungdanong mga punto:

Auxiliary Switch S2 sa Panapos nga Circuit

1. Gipauswag ang Pagkakasaligan sa Pag-lock:
   • Ang auxiliary switch S2 gigamit dungan sa mekanikal nga locking nga gihatag sa closing locking electromagnet Y1.
   • Kini nga dual locking nga mekanismo nagdugang sa pagkakasaligan sa circuit breaker's locking function.
2. Paglikay sa sobrang kainit ug kadaot:
   • Kon ang S2 wala maapil sa closing circuit, ug ang circuit breaker handcart makadawat og closing command samtang anaa sa tunga nga posisyon, ang closing circuit ma-energize.
   • Tungod sa blocking nga aksyon sa closing locking electromagnet Y1, ang closing half-axis dili maka-rotate, nga makapugong sa circuit breaker gikan sa pagsira.
   • Kini mosangpot sa dugay nga pagpakusog sa nagsira nga electromagnet, hinungdan nga kini mag-overheat ug posibleng masunog.
3. Papel sa Auxiliary Switch:
   • Pinaagi sa paglakip sa S2 sa sirkito, kini nagsiguro nga ang pagsira sa electromagnet kusog lamang kung ang circuit breaker naa sa husto nga posisyon alang sa pagsira.
   • Gipugngan niini ang dili kinahanglan nga kusog ug potensyal nga kadaot sa electromagnet.

Pagsira sa Interlock Mechanism

1. Mekanikal nga Pag-lock:
   • Ang mekanismo sa panapos nga interlock usa ka mekanikal nga sistema nga naggamit sa upat ka link nga istruktura nga gilangkuban sa circuit breaker interlock plate, interlock lever, ug locking lever.
   • Kini nga mekanismo gitukod tali sa lead screw sa chassis car ug sa closing half-shaft sa circuit breaker.
2. Functionality:
   • Sa diha nga ang circuit breaker handcart anaa sa pagsulay o nagtrabaho nga posisyon, ang circuit breaker interlock plate sa chassis mao ang pinahigda, nga nagtugot sa closing half-shaft sa gawasnon nga pagtuyok.
   • Sa diha nga ang handcart anaa sa tunga-tunga nga posisyon, ang interlock plate giisa pinaagi sa lead screw, hinungdan nga ang locking lever moapil sa plastic cam sa closing half-shaft, pag-lock sa rotation niini.

Sa konklusyon, ang auxiliary switch S2 sa closing circuit ug ang closing interlock nga mekanismo pareho nga hinungdanon nga sangkap nga nagsiguro sa luwas ug kasaligan nga operasyon sa circuit breaker handcart. Nagtinabangay sila aron mapugngan ang dili awtorisado o dili luwas nga pagsira nga mga operasyon ug mapanalipdan ang kagamitan gikan sa potensyal nga kadaot.

Figure 6 Pagsira sa Interlock Mechanism

Ang gihatag nga deskripsyon naghatag og detalyadong kinatibuk-ang paglantaw sa VD4 nga handcart chassis component ug ang ilang mga gimbuhaton, ilabi na ang pagtutok sa mga mekanismo sa kaluwasan ug mga pagpugong sa operasyon. Ania ang usa ka summary ug katin-awan sa mga importanteng punto:

1. Pagbag-o ug Pagmentinar sa Chassis:
   • Ang pagtuon nagpadayag nga ang chassis deformation o jamming makapugong sa mekanikal nga lock gikan sa pagpagawas sa husto, nga mosangpot sa pagsunog sa closing coil.
   • Aron mapugngan kini, ang regular nga pag-inspeksyon ug pagmentinar sa mga may kalabutan nga sangkap kinahanglan nga himuon aron masiguro nga ang chassis naa sa maayong kahimtang sa pagtrabaho.
2. Pag-ali sa Paglihok sa Handcart Kung Sirado ang Circuit Breaker:
   • Ang switch sa VD4 naggamit ug mekanikal nga mekanismo sa pag-lock aron mapugngan ang handcart gikan sa pagsulod o paggawas kung ang circuit breaker sirado.
   • Kini makab-ot pinaagi sa kooperasyon tali sa locking frame sa interlocking plate ug sa atubangan nga mga roller sa B-phase dual-arm moving link.
   • Kung sirado ang circuit breaker, ang mga roller sa atubangan gipugos, nga nagmugna og gamay nga gintang nga adunay locking frame. Ang pagsulay sa paglihok sa kariton maoy hinungdan nga ang tingga nga tornilyo moduso batok sa interlock plate, nga sa baylo mo-react sa lead screw, nga makababag sa paglihok.
3. Pag-ali sa Pagsira sa Switch nga Wala’y Pagtipig sa Enerhiya:
   • Importante nga ang circuit breaker adunay igong enerhiya nga gitipigan sa dili pa kini masirad-an.
   • Kung wala’y pagtipig sa enerhiya o dili kompleto nga pagtipig sa enerhiya, ang katulin sa pagsira ug kusog mokunhod, nga mahimong mosangput sa pagkapakyas sa pagsira.
   • Ang VD4 switch naggamit ug kooperasyon tali sa energy storage locking plate ug sa extension plate sa closing fan-shaped plate aron babagan ang pagsira kung walay energy storage.
   • Kung kompleto na ang pagtipig sa enerhiya, ang roller sa energy storage connecting rod moapil sa disc, nga nagtugot sa circuit breaker nga magsira sa normal.

Sa katingbanan, ang mga sangkap sa chassis sa VD4 nga handcart naglakip sa mga mekanismo sa kaluwasan aron mapugngan ang dili husto nga operasyon, sama sa pagbabag sa paglihok kon ang circuit breaker sirado ug pagpugong sa pagsira nga walay igong pagtipig sa enerhiya. Ang kanunay nga pagmentinar ug pag-inspeksyon sa kini nga mga sangkap hinungdanon aron masiguro ang luwas ug kasaligan nga operasyon sa mga kagamitan.

Figure 8 a Energy storage lock plate nga posisyon kung ang enerhiya gitipigan

Gibag-o nga Teksto:

Ang Figure 8(b) naghulagway sa posisyon sa energy storage lockout plate kung walay enerhiya nga gitipigan.

Aron madugangan ang nahisgutan nga mekanikal nga mekanismo sa pag-lock, ang switch sa VD4 konektado usab sa serye sa pagtipig sa enerhiya nga auxiliary switch S1 (sama sa gihulagway sa Figure 5) sa sulod sa closing circuit. Kini nga kahikayan nagpalambo sa electrical locking function ug mga panalipod batok sa potensyal nga pagkasunog sa closing electromagnet.