Struktur a Prinzip vum ABB VD4 Circuit Breaker Betriebsmechanismus

Den VD4, den renomméierten Mëttelspannungs-Sichtstroumschalter vun ABB, huet weltwäit bal eng Millioun Stéck verkaaft. Trotz senger Zouverlässegkeet triede Feeler op, besonnesch am Betribsmechanismus. D'Maintenancepersonal vertraut op d'Handbuch vun ABB, awer detailléiert Guiden si rar. Indem den Auteur en ofgedankten VD4 analyséiert, gëtt hien Ablécker, déi bei der praktescher Aarbecht hëllefen.

De VD4-Mechanismus huet eng planar Scrollfieder an eng Haaptwell, mat enger méistufeger Ausléisung fir d'Positiounsënnerhaltung an d'Ëmwandlung, déi iwwer e Nockenhebel ausgeet.

1. Energiespäicherung:

Den VD4 benotzt stabil planar Scrollfedern, wat d'Effizienz vum Mechanismus am Verglach mat traditionelle Federn verbessert.

Editéierten Text:

Figur 1: Plane Scrollfieder

Wéi an der Figur 1 illustréiert, ass een Enn vun der flaacher Spiralfieder un der Haaptwelle befestegt, während dat anert Enn um Fiedergehäuse befestegt ass. Wärend der Energiespäicherung bleift den Haaptwelleende vun der Spiralfieder stationär, an den Energiespäichermotor oder d'Energiespäicherwipp dréit de Fiedergehäuse am Auerzäresënn (vu lénks vum Mechanismus gekuckt; déiselwecht Orientéierung gëllt iwwerall) iwwer d'Ratschepal, d'Kette an dat grousst Zännrad, wouduerch d'Spiralfieder gespannt gëtt.

Wann et ëm d'Öffnung an d'Schliessung geet, ass d'Schuelend vun der Scrollfieder fixéiert, a beim Lausloossen vum Ausléisungsmechanismus dréit sech d'Haaptwell am Auerzäresënn ënner dem Undriff vun der Scrollfieder a gëtt hir gespäichert Energie of.

Well den VD4 eng planar Scrollfieder benotzt, ënnerscheet sech den Iwwergank tëscht dem "ongeluedenen" an dem "gespäicherten" Zoustand vun der Fieder vun de meeschte fiederbedriwwene Mechanismen. Et handelt sech ëm eng spaltfest Anordnung op der Scrollfiederhülle, déi duerch d'Koordinatioun vun enger Scheif, enger Hëllefsnocken, déi un der Haaptwell befestegt ass, an enger Roll, déi um Energiespäicherpléckstang montéiert ass, erliichtert gëtt. Einfach ausgedréckt, soubal d'Energiespäicherung ofgeschloss ass, gräift d'Roller, déi vun der Energiespäicherpléckstang ugedriwwe gëtt, an eng Kerb op der Scheif. Dofir dréit sech d'Energiespäicherpléckstang ëm e spezifesche Wénkel, wouduerch den zougehéieregen Hëllefskontakt fir d'Energiespäicherung an den mechaneschen Indikator fir d'Energiespäicherung an den Zoustand "Energiegespäichert" wiesselen. Am Géigendeel, wärend dem Zoumaache vum Stroumschalter, dréckt de maximale Radius vun der Hëllefsnocken d'Spalt vun der Scheif a dréckt d'Roller zréck op de baussenzege Rand vun der Scheif. Dës Aktioun dréckt d'Energiespäicherpléckstang zréck an hiren urspréngleche Wénkel, wouduerch den Hëllefskontakt fir d'Energiespäicherung an den mechaneschen Indikator fir d'Energiespäicherung an den Zoustand "Net-Energiegespäichert" zréckgoen.

Figur 2: Schematescht Diagramm vum Zoustandsiwwergang vun der Energiespäicherung

Et ass wichteg ze bemierken, datt am Fall vun engem traditionellen VD4-Schalter, deen an der oppener Positioun ouni Energiespeicher ass, eng bedeitend Quantitéit un Energie an der planarer Scrollfieder gespäichert bleift. Dofir mussen ëmmer nach Sécherheetsmoossname getraff ginn.

2. Tripmodul

Den Ausléisermodul vum VD4-Schalterbetriebsmechanismus huet en elegant an eenzegaartegt Design. Trotz senger scheinbarer Komplexitéit kann de ganze Ausléisermodul no senger Demontage an Analyse an dräi fundamental Ausléiserstrukturen opgedeelt ginn:

Déi éischt Stuf vun der Ausléisungsstruktur besteet aus der viischter Roll an der Bremsscheif vun der grousser fächerfërmeger Plack, déi als spezialiséiert Ausléisungsstruktur "Sperr + Roll" funktionéiert. Déi zweet Stuf besteet aus der grousser fächerfërmeger Plack an der grousser Hallefwell, déi eng typesch Ausléisungsstruktur "Hallefwell + fächerfërmeg Plack" bilden. Déi drëtt Stuf enthält déi opmaachend Hallefwell, déi opmaachend fächerfërmeg Plack, déi zoumaachend Hallefwell an déi zoumaachend fächerfërmeg Plack, déi zesummen zwou Sätz vun Ausléisungsklemmen-Kombinatiounen "Hallefwell + fächerfërmeg Plack" bilden.

Figur 3: Strukturdiagramm vum Trip-Modul

Den Ausléisungsmodul vum VD4-Schalterbetriebsmechanismus déngt souwuel als Halt- wéi och als Ausléisungsfunktioun. Loosst eis dës Funktiounen am Detail ënnersichen.

Holdingfunktioun:

Wann ee sech d'Zoumaachpositioun als Beispill ukuckt, fällt déi viischt Roll vun der grousser fächerfërmeger Plack, nodeems d'Zoumaachaktioun ofgeschloss ass, an de jeeweilege Schlitz op der Bremsscheif. Op dësem Punkt gëtt déi grouss Hallefwell sécher vun der Zaangstruktur gehalen, déi vun den Ëffnungs- a Zoumaachssektorplacke geformt gëtt. Dëst verhënnert, datt déi viischt Rollen vun de grousse Sektorplacke gehuewe ginn, wouduerch d'Bremsscheif effektiv blockéiert gëtt an d'Haaptwell an der Zoumaachpositioun gehale gëtt.

Ausléisungsfunktioun:

Loosst eis elo d'Ausléisungsfunktioun mat der Ëffnungsaktioun als Beispill betruechten. Wann de Mechanismus en Ëffnungskommando kritt, dréit sech d'Hallefachs vum Ëffnen am Auerzäresënn ëm e spezifesche Wénkel. Dës Bewegung bewierkt, datt d'Ouverture-Flügelplack hiren temporäre Schweesspunkt verléiert a sech am Auerzäresënn dréit, wouduerch déi zangfërmeg Trägerstruktur, déi vun de fügelfërmegen Op- a Zoumaachplacke geformt gëtt, zerfällt. Dofir dréit sech déi grouss Hallefachs géint den Auerzäresënn ënner der Aktioun vun der Réckrückfeder, wouduerch déi grouss fügelfërmeg Plack fräigesat gëtt. Déi grouss fügelfërmeg Plack hieft dann d'virder Roll ënner der Aktioun vun der Réckrückfeder, wouduerch d'Bremsscheif fräigesat gëtt. D'Bremsscheif dréit sech am Auerzäresënn ënner der Aktioun vun der Spiralfieder, wouduerch d'Ouverture-Aktioun ausgeléist gëtt.

Wärend dem Öffnungsprozess dréckt d'Pleuelstang op der Hëllefswelle vun der Öffnungs- a Schließpositioun (wéi an der Figur 4 gewisen) d'Öffnungssektorplack zréck, fir se zréckzesetzen an se erëm mat der oppener Hallefwelle anzespären. Dëst stellt déi klemmfërmeg Trägerstruktur, déi vun den Öffnungs- a Schließsektorplacke geformt gëtt, erëm hier a dréckt déi grouss Hallefwelle zréck an hiren urspréngleche Wénkel. Gläichzäiteg wierken d'Hëllefsscheiwen op béide Säite vun der Bremsscheif op déi hënnescht Rollen vun der grousser fächerfërmeger Plack, während se mat der Haaptwelle rotéieren. Dëst hieft den hënneschten Deel vun der grousser fächerfërmeger Plack an senkt den viischten Deel, wouduerch en op déi nächst Festmaache vun der viischter Rolle un der Bremsscheif virbereet gëtt.

Figur 4: Öffnungs- a Schließpositioun Hëllefswelle Pleuelstang

D'Pleuelstang vun der Hëllefswell spillt eng entscheedend Roll am Betrib vum VD4-Schaltmechanismus. Si garantéiert den reibungslosen Iwwergank tëscht der Ëffnungs- a Schließpositioun andeems se d'Ëffnungs- a Schließsektorplacke verbënnt an hir Bewegung erliichtert.

3. Ausgangsmodul

Den Ausgangsmodul vum VD4-Betribsmechanismus ass e wichtege Bestanddeel, deen d'Rotatiounsbewegung vun der Haaptwell an déi linear Bewegung ëmwandelt, déi fir d'Ouverture an d'Schließung vum Schutzschalter erfuerderlech ass. E besteet aus dräi Nockenscheiwen, déi op der Haaptwell montéiert sinn, an dräi duebelarmeg Beweegglieder, déi um Enn vum Mechanismus placéiert sinn.

Déi zweearmeg Beweegungsstatioun funktionéiert als Hiewel, mat hirem Schweesspunkt an der Mëtt. Déi viischt Säit vum Hiewel gëtt vun der Nockenscheif op der Haaptwell beaflosst, während déi hënnescht Säit mat der isoléierender Zuchstang vun der Vakuumblos an der Ouverturefieder verbonnen ass.

Wärend dem Zoumaache rotéiert d'Nockenscheif mat der Haaptwell a dréckt op d'Rollen um viischten Enn vum duebelarmege Beweegungsgelenk. Dës Aktioun hieft dat hënnescht Enn vum Gelenk, dréckt déi isoléierend Zuchstang no uewen an zou déi dynamesch a statesch Kontakter an der Vakuumblos. Gläichzäiteg gëtt d'Ouverturefieder kompriméiert a späichert Energie fir déi spéider Ouverture.

Am Géigendeel, wärend dem Opmaache rotéiert sech d'Nockenscheif an déi entgéintgesate Richtung, wouduerch d'Rollen um viischten Enn vum duebelarmege Beweegungsgelenk fräigesat ginn. Dëst erlaabt der Opmaachfieder sech auszedehnen, wouduerch déi dynamesch a statesch Kontakter getrennt ginn an de Circuit opgemaach gëtt.

4. Verriegelungsfunktioun

De Betribsmechanismus vum VD4 enthält eng ëmfaassend Verriegelungsfunktioun, déi d'Sécherheet an d'Zouverlässegkeet erhéicht. Hei ass e méi geneeë Bléck op all d'Verriegelungsfeatures:

1. Verbuet vum Zoumaachen wann den Handkar an der mëttlerer Positioun ass:
   • En Elektromagnet fir d'Verriegelung (Y1) ass installéiert.
   • D'Grenzschalter (S8 an S9) sinn parallel mam Elektromagnet fir de Schlussverriegelung ugeschloss, fir de Schliessverriegelungskrees ze bilden.
   • Wann den Handwon an der Testpositioun oder Aarbechtspositioun ass, verbënnt sech entweder S8 oder S9 mam Verriegelungskrees vum Zoumaachs, wouduerch den Elektromagnet vum Zoumaachs opgeluet gëtt an d'mechanesch Verriegelung vun der Hallefachs vum Zoumaachs opgeléist gëtt.
   • En Hëllefsschalter (S2) am Schliesskrees vum Schutzschalter ass a Serie mam bewegende Eisenkär vum Schliess- a Verriegelungselektromagnet ugeschloss, wouduerch de Circuit fir d'Ausféierung vum Schliesskommando virbereet gëtt. Wéi uewe genannt, kombinéiert d'Moossnam mechanesch Verriegelung an elektresch Verriegelung, wat e komplette Verriegelungsschema ass.

D'Beschreiwung beschreift am Detail d'Wichtegkeet an d'Funktionalitéit vum Hëllefsschalter S2 am Ofschlosskrees vun engem VD4-Schaltplang fir en Handkar-Sichtraumschalter. Hei ass eng präzis Zesummefassung an Erklärung vun de wichtegste Punkten:

Hëllefsschalter S2 am Ofschlosskrees

1. Verbessert Zouverlässegkeet vum Verriegelen:
   • Den Hëllefsschalter S2 gëtt zesumme mat der mechanescher Verriegelung benotzt, déi vum Zoumaach-Verriegelungselektromagnet Y1 ausgestatt ass.
   • Dësen duebele Verriegelungsmechanismus erhéicht d'Zouverlässegkeet vun der Verriegelungsfunktioun vum Schutzschalter.
2. Préventioun vun Iwwerhëtzung a Schued:
   • Wann S2 net am Schliesskrees abegraff ass, an den Handwagen vum Schutzschalter e Schliesskommando kritt, während en an der mëttlerer Positioun ass, géif de Schliesskrees gespaart ginn.
   • Wéinst der Blockéierungswierkung vum Zoumaachs-Sperrelektromagnet Y1 kann d'Schliesshalbachs sech net dréinen, wouduerch de Schutzschalter net zougeet.
   • Dëst géif zu enger verlängerter Energiesazung vum Schließelektromagnet féieren, wouduerch en iwwerhëtzt a potenziell ausbrennt.
3. Roll vum Hëllefsschalter:
   • Indem S2 an de Circuit integréiert gëtt, gëtt garantéiert, datt den Elektromagnet fir de Schalter nëmmen dann aktivéiert gëtt, wann de Stroumschalter an der richteger Positioun fir de Schalten ass.
   • Dëst verhënnert onnéideg Energieauslastung a potenziellen Schued um Elektromagnet.

Verriegelungsmechanismus fir d'Verschlussung

1. Mechanesch Verriegelung:
   • De Verriegelungsmechanismus ass e reng mechanescht System, dat eng Véiergliederstruktur benotzt, déi aus der Verriegelungsplack vun der Schutzschalter, dem Verriegelungshebel an dem Verriegelungshebel besteet.
   • Dëse Mechanismus ass tëscht der Führschraube vum Chassisauto an der Schlusshallefwell vum Automat installéiert.
2. Funktionalitéit:
   • Wann den Handwagen vum Schutzschalter an der Test- oder Aarbechtspositioun ass, ass d'Verriegelungsplack vum Schutzschalter am Chassis horizontal, sou datt d'Schliesshalfwell fräi dréinen kann.
   • Wann den Handwon an der mëttlerer Positioun ass, gëtt d'Verriegelungsplack vun der Féierungsschrauf gehuewen, wouduerch de Verriegelungshebel an d'Plastiknockenwell vun der zoumaachender Hallefwell agräift an seng Rotatioun blockéiert.

Schlussendlech sinn den Hëllefsschalter S2 am Schaltkrees an de Schaltverriegelungsmechanismus béid entscheedend Komponenten, déi de sécheren a verlässleche Betrib vum Handweenchen vum Schutzschalter garantéieren. Si schaffen zesummen, fir onerlaabt oder onsécher Schaltoperatiounen ze verhënneren an d'Ausrüstung viru potenziellen Schued ze schützen.

Figur 6 Verriegelungsmechanismus

D'Beschreiwung gëtt eng detailléiert Iwwersiicht iwwer d'Komponente vum VD4 Handkar Chassis an hir Funktiounen, besonnesch mat engem Fokus op Sécherheetsmechanismen an operationell Aschränkungen. Hei ass eng Zesummefassung an Erklärung vun de wichtegste Punkten:

1. Chassisdeformatioun an Ënnerhalt:
   • D'Studie huet erginn, datt d'Deformatioun oder d'Blockéiere vum Chassis verhënnere kann, datt de mechanesche Verriegelung richteg opléist, wat zu engem Verbrenne vun der Verschlussspul féiert.
   • Fir dëst ze vermeiden, sollten reegelméisseg Inspektiounen an Ënnerhalt vun de verbonnene Komponenten duerchgefouert ginn, fir sécherzestellen, datt de Chassis a guddem funktionéierendem Zoustand ass.
2. Blockéierung vun der Handkarbewegung wann de Schutzschalter zou ass:
   • Den VD4-Schalter benotzt e mechanesche Verriegelungsmechanismus fir ze verhënneren, datt den Handwon eran- oder erausgeréckt ka ginn, wann de Stroumschalter zou ass.
   • Dëst gëtt duerch d'Zesummenaarbecht tëscht dem Verriegelungsrahmen op der Verriegelungsplack an de viischte Rollen vum B-Phase Duebelarm-Beweegglied erreecht.
   • Wann de Schutzschalter zou ass, ginn déi viischt Rollen erofgedréckt, wouduerch eng kleng Spalt mam Verriegelungsrahmen entsteet. Wann Dir probéiert den Handwon ze beweegen, dréckt d'Leedschrauf géint d'Verriegelungsplack, déi dann op d'Leedschrauf reagéiert an d'Bewegung blockéiert.
3. Blockéierend Zoumaache Schalter ouni Energiespäicherung:
   • Et ass entscheedend, datt de Schutzschalter genuch Energie gespäichert huet, ier e kann zougemaach ginn.
   • Ouni Energiespeicher oder onvollstänneg Energiespeicher huelen d'Schliessgeschwindegkeet an d'Kraaft of, wat zu engem Versoen beim Schliess féiere kann.
   • Den VD4-Schalter benotzt eng Kooperatioun tëscht der Energiespeicher-Verriegelungsplack an der Verlängerungsplack vun der fächerfërmeger Zoumaachsplack, fir de Zoumaache ze blockéieren, wann kee Energiespeicher do ass.
   • Wann d'Energiespäicherung fäerdeg ass, setzt d'Roller op der Energiespäicherplugstang an d'Scheif, wouduerch de Stroumschalter normal schléisst.

Zesummegefaasst enthalen d'Komponente vum VD4 Handcart Chassis Sécherheetsmechanismen fir e falschen Operatioun ze verhënneren, wéi zum Beispill d'Blockéierung vun der Bewegung wann de Schutzschalter zou ass an d'Verhënnerung vum Zoumaache ouni genuch Energiespeicher. Reegelméisseg Ënnerhalt an Inspektioun vun dëse Komponenten si wesentlech fir de sécheren a verlässleche Betrib vun der Ausrüstung ze garantéieren.

Figur 8 eng Positioun vun der Energiespeicherverriegelungsplack wann Energie gespäichert gëtt

Revidéierten Text:

Figur 8(b) illustréiert d'Positioun vun der Energiespeichersperrplack, wann keng Energie gespäichert ass.

Fir de virdru genannte mechanesche Verriegelungsmechanismus ze komplementéieren, ass den VD4-Schalter och a Serie mam Energiespeicher-Hëllefsschalter S1 (wéi an der Figur 5 duergestallt) am Ofschlosskrees ugeschloss. Dës Anordnung verbessert d'elektresch Verriegelungsfunktioun a schützt géint e potenziellen Ausbrenne vum Ofschlosselektromagnet.