Struktur dan Prinsip Mekanisme Pengoperasian Pemutus Sirkuit ABB VD4

Itu VD4, pemutus sirkuit tegangan menengah ABB yang ternama, telah terjual hampir satu juta unit di seluruh dunia. Meskipun andal, kerusakan tetap terjadi, terutama pada mekanisme pengoperasiannya. Petugas pemeliharaan mengandalkan manual ABB, tetapi panduan terperinci masih terbatas. Dengan menganalisis VD4 bekas, penulis memberikan wawasan untuk membantu dalam pekerjaan praktis.

Mekanisme VD4 memiliki pegas gulir planar dan poros utama, dengan tripping multi-tahap untuk pemeliharaan dan konversi posisi, yang dikeluarkan melalui tuas cam.

1. Penyimpanan Energi:

VD4 menggunakan pegas gulir planar yang stabil, meningkatkan efisiensi mekanisme dibandingkan pegas tradisional.

Teks yang Diedit:

Gambar 1: Pegas Gulir Bidang

Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1, salah satu ujung pegas gulung bidang terpasang pada poros utama, sementara ujung lainnya terpasang pada casing pegas. Selama penyimpanan energi, ujung poros utama pegas volute tetap diam, dan motor penyimpan energi atau rocker penyimpan energi memutar casing pegas searah jarum jam (dilihat dari sisi kiri mekanisme; orientasi yang sama berlaku di seluruh bagian) melalui ratchet pawl, rantai, dan roda gigi besar, sehingga memberikan tegangan pada pegas gulung.

Saat melakukan operasi pembukaan dan penutupan, ujung cangkang pegas gulir bersifat tetap, dan setelah mekanisme pemicu dilepaskan, poros utama berputar searah jarum jam di bawah penggerak pegas gulir, mengeluarkan energi yang tersimpan.

Mengingat VD4 menggunakan pegas gulung planar, transisi antara kondisi "tidak bermuatan" dan "tersimpan" pegas berbeda dari kebanyakan mekanisme yang dioperasikan pegas. Hal ini melibatkan pengaturan celah tetap pada cangkang pegas gulung, yang difasilitasi oleh koordinasi cakram, kem bantu yang terpasang pada poros utama, dan rol yang terpasang pada batang penghubung penyimpanan energi. Sederhananya, setelah penyimpanan energi selesai, rol, yang digerakkan oleh batang penghubung penyimpanan energi, masuk ke dalam takik pada cakram. Akibatnya, batang penghubung penyimpanan energi berputar pada sudut tertentu, yang mendorong kontak bantu penyimpanan energi terkait dan indikator mekanis penyimpanan energi untuk beralih ke kondisi "Energi Tersimpan". Sebaliknya, selama proses penutupan pemutus sirkuit, radius maksimum kem bantu melintasi celah cakram, mendorong rol kembali ke tepi luar cakram. Tindakan ini menggerakkan batang penghubung penyimpanan energi kembali ke sudut aslinya, menyebabkan kontak bantu penyimpanan energi dan indikator mekanis penyimpanan energi kembali ke status "Tidak Tersimpan Energi".

Gambar 2: Diagram Skema Transisi Keadaan Penyimpanan Energi

Perlu dicatat bahwa, pada sakelar VD4 tradisional yang berada dalam posisi terbuka tanpa penyimpanan energi, sejumlah besar energi tetap tersimpan di dalam pegas gulir planar. Oleh karena itu, tindakan pencegahan keamanan tetap harus dilakukan.

2. Modul Perjalanan

Modul trip mekanisme operasi sakelar VD4 memiliki desain yang ramping dan khas. Meskipun tampak rumit, setelah dibongkar dan dianalisis, keseluruhan modul trip dapat dipecah menjadi tiga struktur trip fundamental:

Struktur tripping tahap pertama terdiri dari rol depan dan cakram rem pada pelat besar berbentuk kipas, yang berfungsi sebagai struktur tripping "detent + rol" khusus. Tahap kedua terdiri dari pelat besar berbentuk kipas dan setengah poros besar, membentuk struktur tripping "setengah poros + pelat kipas" yang umum. Tahap ketiga meliputi setengah poros pembuka, pelat besar berbentuk kipas pembuka, setengah poros penutup, dan pelat besar berbentuk kipas penutup, yang bersama-sama membentuk dua set kombinasi klem tripping "setengah poros + pelat kipas".

Gambar 3: Diagram Struktur Modul Perjalanan

Modul trip pada mekanisme pengoperasian sakelar VD4 berfungsi sebagai penahan dan trip. Mari kita bahas fungsi-fungsi ini secara detail.

Fungsi Penahanan:

Mengambil posisi penutupan sebagai contoh, setelah aksi penutupan selesai, rol depan pelat berbentuk kipas besar jatuh ke slot yang sesuai pada cakram rem. Pada titik ini, setengah poros besar tertahan dengan aman di tempatnya oleh struktur penjepit yang dibentuk oleh pelat sektor pembuka dan penutup. Hal ini mencegah rol depan pelat sektor besar terangkat, sehingga cakram rem terkunci dan poros utama tetap berada pada posisi penutupan.

Fungsi Tripping:

Sekarang, mari kita pertimbangkan fungsi tripping menggunakan aksi pembukaan sebagai contoh. Ketika mekanisme menerima perintah pembukaan, setengah sumbu pembuka berputar searah jarum jam melalui sudut tertentu. Gerakan ini menyebabkan pelat kipas pembuka kehilangan titik tumpu sementara dan berputar searah jarum jam, menghancurkan struktur penopang berbentuk penjepit yang dibentuk oleh pelat berbentuk kipas pembuka dan penutup. Akibatnya, setengah sumbu besar berputar berlawanan arah jarum jam di bawah aksi pegas pengembali, melepaskan pelat berbentuk kipas besar. Pelat berbentuk kipas besar kemudian mengangkat rol depan di bawah aksi pegas pengembali, melepaskan cakram rem. Cakram rem berputar searah jarum jam di bawah aksi pegas gulir, memulai aksi pembukaan.

Selama proses pembukaan, batang penghubung pada poros bantu pada posisi buka-tutup (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4) mendorong pelat sektor buka-tutup untuk mengatur ulang dan mengaitkannya kembali dengan setengah poros buka-tutup. Hal ini mengembalikan struktur penopang berbentuk klem yang dibentuk oleh pelat sektor buka-tutup dan mendorong setengah poros besar kembali ke sudut semula. Bersamaan dengan itu, cakram bantu di kedua sisi cakram rem bekerja pada rol belakang pelat besar berbentuk kipas saat berputar bersama poros utama. Hal ini mengangkat bagian belakang pelat besar berbentuk kipas dan menurunkan bagian depan, mempersiapkannya untuk penguncian rol depan berikutnya ke cakram rem.

Gambar 4: Posisi Pembukaan dan Penutupan Poros Bantu Batang Penghubung

Batang penghubung poros bantu memainkan peran penting dalam pengoperasian mekanisme sakelar VD4. Batang penghubung ini memastikan transisi yang mulus antara posisi buka dan tutup dengan menghubungkan pelat sektor buka dan tutup serta memfasilitasi pergerakannya.

3. Modul Keluaran

Modul keluaran mekanisme operasi VD4 merupakan komponen vital yang mengubah gerak putar poros utama menjadi gerak linier yang diperlukan untuk membuka dan menutup pemutus sirkuit. Modul ini terdiri dari tiga cakram cam yang terpasang pada poros utama dan tiga penghubung gerak lengan ganda yang terletak di bagian bawah mekanisme.

Penghubung gerak lengan ganda berfungsi sebagai tuas, dengan titik tumpunya terletak di tengah. Ujung depan tuas digerakkan oleh cakram cam pada poros utama, sementara ujung belakangnya terhubung ke batang tarik isolasi gelembung vakum dan pegas pembuka.

Selama operasi penutupan, cakram cam berputar bersama poros utama, menekan rol di ujung depan sambungan bergerak lengan ganda. Tindakan ini mengangkat ujung belakang sambungan, mendorong batang tarik isolasi ke atas, dan menutup kontak dinamis dan statis di dalam gelembung vakum. Bersamaan dengan itu, pegas pembuka dikompresi, menyimpan energi untuk operasi pembukaan selanjutnya.

Sebaliknya, selama operasi pembukaan, cakram cam berputar ke arah yang berlawanan, melepaskan rol di ujung depan sambungan penggerak lengan ganda. Hal ini memungkinkan pegas pembuka mengembang, memisahkan kontak dinamis dan statis, serta membuka sirkuit.

4. Fungsi Penguncian

Mekanisme pengoperasian VD4 mencakup fungsi penguncian komprehensif yang meningkatkan keamanan dan keandalan. Berikut penjelasan lebih lanjut tentang masing-masing fitur penguncian:

1. Larangan Penutupan Saat Gerobak Sorong di Posisi Tengah:
   • Elektromagnet pengunci penutup (Y1) dipasang.
   • Sakelar batas (S8 dan S9) dihubungkan secara paralel dengan elektromagnet pengunci penutup untuk membentuk rangkaian pengunci penutup.
   • Saat kereta tangan berada pada posisi pengujian atau posisi kerja, S8 atau S9 terhubung ke sirkuit pengunci penutup, mengisi daya elektromagnet pengunci penutup dan melepaskan penguncian mekanis pada sumbu semi penutup.
   • Sakelar bantu (S2) dalam sirkuit penutup pemutus sirkuit dihubungkan secara seri dengan inti besi bergerak dari elektromagnet pengunci penutup, mempersiapkan sirkuit untuk menjalankan perintah penutupan. Seperti disebutkan di atas, tindakan tersebut menggabungkan penguncian mekanis dan penguncian elektrik, yang merupakan skema penguncian yang komprehensif.

Deskripsi yang diberikan merinci pentingnya dan fungsi sakelar bantu S2 dalam rangkaian penutup diagram pengkabelan kontrol listrik VD4 untuk pemutus sirkuit tipe gerobak dorong. Berikut ringkasan dan penjelasan singkat poin-poin penting:

Sakelar Bantu S2 di Sirkuit Penutup

1. Keandalan Penguncian yang Ditingkatkan:
   • Sakelar bantu S2 digunakan bersama dengan penguncian mekanis yang disediakan oleh elektromagnet pengunci penutup Y1.
   • Mekanisme penguncian ganda ini meningkatkan keandalan fungsi penguncian pemutus sirkuit.
2. Pencegahan Panas Berlebih dan Kerusakan:
   • Jika S2 tidak disertakan dalam rangkaian penutup, dan handcart pemutus rangkaian menerima perintah penutupan saat berada di posisi tengah, rangkaian penutup akan diberi energi.
   • Karena aksi pemblokiran elektromagnet pengunci penutup Y1, setengah sumbu penutup tidak dapat berputar, sehingga mencegah pemutus sirkuit menutup.
   • Hal ini akan menyebabkan pengaktifan elektromagnet penutup dalam jangka waktu lama, menyebabkannya menjadi terlalu panas dan berpotensi terbakar.
3. Peran Sakelar Bantu:
   • Dengan menyertakan S2 dalam rangkaian, dipastikan bahwa elektromagnet penutup hanya diberi energi ketika pemutus sirkuit berada pada posisi yang benar untuk menutup.
   • Ini mencegah pengaktifan energi yang tidak perlu dan potensi kerusakan pada elektromagnet.

Mekanisme Interlock Penutup

1. Penguncian Mekanis:
   • Mekanisme pengunci penutup adalah sistem mekanis murni yang menggunakan struktur empat tautan yang terdiri dari pelat pengunci pemutus sirkuit, tuas pengunci, dan tuas pengunci.
   • Mekanisme ini dipasang antara sekrup utama rangka mobil dan setengah poros penutup pemutus arus.
2. Fungsionalitas:
   • Saat kereta tangan pemutus sirkuit berada pada posisi pengujian atau berfungsi, pelat pengunci pemutus sirkuit pada rangka berada dalam posisi horizontal, yang memungkinkan setengah poros penutup berputar bebas.
   • Ketika kereta tangan berada di posisi tengah, pelat pengunci diangkat oleh sekrup utama, menyebabkan tuas pengunci bersentuhan dengan cam plastik dari setengah poros penutup, mengunci putarannya.

Kesimpulannya, sakelar bantu S2 pada sirkuit penutup dan mekanisme interlock penutup merupakan komponen penting yang memastikan pengoperasian handcart pemutus sirkuit yang aman dan andal. Keduanya bekerja sama untuk mencegah operasi penutupan yang tidak sah atau tidak aman dan melindungi peralatan dari potensi kerusakan.

Gambar 6 Mekanisme Interlock Penutup

Deskripsi yang diberikan memberikan gambaran mendetail tentang komponen sasis kereta dorong VD4 dan fungsinya, terutama berfokus pada mekanisme keselamatan dan kendala operasional. Berikut ringkasan dan penjelasan poin-poin utama:

1. Deformasi dan Perawatan Sasis:
   • Penelitian ini mengungkap bahwa deformasi atau kemacetan sasis dapat mencegah kunci mekanis terlepas dengan benar, sehingga mengakibatkan terbakarnya kumparan penutup.
   • Untuk mencegah hal ini, pemeriksaan dan pemeliharaan rutin terhadap komponen terkait harus dilakukan untuk memastikan sasis dalam kondisi kerja yang baik.
2. Menghalangi Pergerakan Gerobak Tangan Saat Pemutus Sirkuit Ditutup:
   • Sakelar VD4 menggunakan mekanisme penguncian mekanis untuk mencegah gerobak dorong dipindahkan masuk atau keluar saat pemutus arus ditutup.
   • Hal ini dicapai melalui kerja sama antara rangka pengunci pada pelat yang saling terkait dan rol depan dari penghubung penggerak lengan ganda fase-B.
   • Ketika pemutus sirkuit ditutup, rol depan ditekan ke bawah, menciptakan celah kecil dengan rangka pengunci. Mencoba menggerakkan kereta tangan akan menyebabkan sekrup utama menekan pelat pengunci, yang kemudian bereaksi terhadap sekrup utama, sehingga menghambat pergerakan.
3. Sakelar Penutup Pemblokiran Tanpa Penyimpanan Energi:
   • Sangat penting bahwa pemutus sirkuit memiliki cukup energi yang tersimpan sebelum dapat ditutup.
   • Tanpa penyimpanan energi atau penyimpanan energi yang tidak lengkap, kecepatan dan kekuatan penutupan akan berkurang, yang berpotensi menyebabkan kegagalan penutupan.
   • Sakelar VD4 menggunakan kerja sama antara pelat pengunci penyimpanan energi dan pelat ekstensi pelat berbentuk kipas penutup untuk memblokir penutupan saat tidak ada penyimpanan energi.
   • Ketika penyimpanan energi selesai, rol pada batang penghubung penyimpanan energi akan terhubung dengan cakram, sehingga pemutus sirkuit dapat menutup secara normal.

Singkatnya, komponen sasis gerobak dorong VD4 mencakup mekanisme pengaman untuk mencegah pengoperasian yang tidak semestinya, seperti menghalangi pergerakan saat pemutus arus tertutup dan mencegah penutupan tanpa penyimpanan energi yang memadai. Perawatan dan inspeksi rutin terhadap komponen-komponen ini sangat penting untuk memastikan pengoperasian peralatan yang aman dan andal.

Gambar 8 a Posisi pelat kunci penyimpanan energi saat energi disimpan

Teks yang Direvisi:

Gambar 8(b) mengilustrasikan posisi pelat pengunci penyimpanan energi saat tidak ada energi yang disimpan.

Untuk melengkapi mekanisme penguncian mekanis yang telah disebutkan sebelumnya, sakelar VD4 juga dihubungkan secara seri dengan sakelar bantu penyimpanan energi S1 (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5) di dalam sirkuit penutup. Pengaturan ini meningkatkan fungsi penguncian elektrik dan mencegah potensi terbakarnya elektromagnet penutup.