ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง

ตู้สวิตช์แรงดันสูงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบจำหน่ายไฟฟ้าเพื่อรับและจ่ายพลังงานไฟฟ้า ส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือสายส่งสามารถเปิดหรือปิดใช้งานได้ตามการทำงานของระบบส่งไฟฟ้า และส่วนที่ชำรุดสามารถถูกตัดออกจากระบบส่งไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็วเมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าหรือสายส่งเกิดความเสียหาย เพื่อให้มั่นใจได้ว่าส่วนที่ไม่ชำรุดของระบบส่งไฟฟ้ายังคงทำงานได้อย่างปกติ รวมถึงความปลอดภัยของอุปกรณ์และบุคลากรในการปฏิบัติงานและบำรุงรักษา ดังนั้น ตู้สวิตช์แรงดันสูงจึงเป็นอุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้าที่สำคัญมาก และการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของตู้สวิตช์แรงดันสูงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบไฟฟ้า

1. การจำแนกประเภทของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง

ประเภทโครงสร้าง:
แบบหุ้มเกราะ ทุกประเภทจะถูกแยกและต่อลงดินด้วยแผ่นโลหะ เช่น แบบ KYN และแบบ KGN
ประเภทช่วง ทุกประเภทจะถูกคั่นด้วยแผ่นที่ไม่ใช่โลหะอย่างน้อยหนึ่งแผ่น เช่น ประเภท JYN
รถถังแบบกล่องมีเปลือกโลหะ แต่จำนวนช่องเก็บของน้อยกว่ารถถังหุ้มเกราะแบบทั่วไปหรือแบบมีช่องเก็บของ เช่น รถถังแบบ XGN
ตำแหน่งการติดตั้งเบรกเกอร์วงจร:
ประเภทของพื้น รถเข็นสำหรับเครื่องเบรกเกอร์วงจรลงจอดและดันเข้าไปในตู้
รถเข็นแบบติดตั้งตรงกลางจะถูกติดตั้งไว้ตรงกลางตู้สวิตช์ และการขนถ่ายรถเข็นต้องใช้รถขนถ่ายสินค้า

รถเข็นแบบติดตั้งตรงกลาง

รถเข็นพื้น

ประเภทฉนวน
อุปกรณ์สวิตช์เกียร์หุ้มฉนวนอากาศแบบโลหะ
ตู้สวิตช์เกียร์โลหะหุ้มฉนวนก๊าซ SF6 (ตู้เป่าลม)

2. โครงสร้างส่วนประกอบของตู้สวิตช์แรงดันสูง KYN

ตู้สวิตช์ประกอบด้วยตัวตู้ที่ยึดติดอยู่กับที่และชิ้นส่วนที่ถอดออกได้ (เรียกว่ารถเข็น)

 

หนึ่ง. ตู้เก็บของ
เปลือกและผนังกั้นของตู้สวิตช์เกียร์ทำจากแผ่นเหล็กชุบสังกะสีผสมอะลูมิเนียม ตู้ทั้งหลังมีความแม่นยำสูง ทนต่อการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชัน อีกทั้งยังมีความแข็งแรงเชิงกลสูงและมีรูปลักษณ์ที่สวยงาม ตู้ใช้โครงสร้างแบบประกอบและเชื่อมต่อด้วยน็อตยึดและสลักเกลียวความแข็งแรงสูง ดังนั้นสวิตช์เกียร์ที่ประกอบเสร็จแล้วจึงสามารถรักษาความสม่ำเสมอของขนาดได้
ตู้ควบคุมไฟฟ้าแบ่งออกเป็นห้องรถเข็น ห้องบัสบาร์ ห้องสายเคเบิล และห้องอุปกรณ์รีเลย์ด้วยฉากกั้น และแต่ละส่วนมีการต่อสายดินอย่างดี
ห้อง A-Bus
ห้องบัสบาร์จัดวางอยู่บริเวณส่วนบนด้านหลังของตู้สวิตช์ เพื่อติดตั้งและจัดเรียงบัสบาร์ไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันสูงสามเฟส และเพื่อเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสคงที่ผ่านบัสบาร์สาขา บัสบาร์ทั้งหมดถูกหุ้มด้วยพลาสติกและฉนวน เมื่อบัสบาร์ผ่านแผ่นกั้นของตู้สวิตช์ จะถูกยึดด้วยบูชบัส หากเกิดประกายไฟลัดวงจรภายใน จะช่วยจำกัดการลุกลามของอุบัติเหตุไปยังตู้ข้างเคียง และรับประกันความแข็งแรงทางกลของบัสบาร์

 

ห้อง B-รถเข็น (เบรกเกอร์วงจร)
มีการติดตั้งรางนำทางเฉพาะในห้องเบรกเกอร์วงจรเพื่อให้รถเข็นเบรกเกอร์วงจรสามารถเลื่อนและทำงานได้ภายใน รถเข็นสามารถเคลื่อนที่ระหว่างตำแหน่งทำงานและตำแหน่งทดสอบได้ มีการติดตั้งแผ่นกั้น (กับดัก) ของหน้าสัมผัสไฟฟ้าสถิตไว้ที่ผนังด้านหลังของห้องรถเข็น เมื่อรถเข็นเคลื่อนที่จากตำแหน่งทดสอบไปยังตำแหน่งทำงาน แผ่นกั้นจะเปิดออกโดยอัตโนมัติ และรถเข็นจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อปิดกั้นอย่างสมบูรณ์ จึงมั่นใจได้ว่าผู้ปฏิบัติงานจะไม่สัมผัสกับวัตถุที่มีประจุไฟฟ้า
เบรกเกอร์วงจรสามารถแบ่งออกได้ตามวัสดุที่ใช้ในการดับประกายไฟ:
• เบรกเกอร์วงจรแบบใช้น้ำมัน แบ่งออกเป็นเบรกเกอร์วงจรแบบใช้น้ำมันมากและเบรกเกอร์วงจรแบบใช้น้ำมันน้อย ทั้งหมดเป็นเบรกเกอร์ที่มีหน้าสัมผัสเปิดและเชื่อมต่อในน้ำมัน โดยใช้น้ำมันหม้อแปลงเป็นตัวกลางในการดับประกายไฟ
• เบรกเกอร์วงจรแบบใช้ลมเป่า เบรกเกอร์วงจรที่ใช้ลมเป่าแรงดันสูงเพื่อดับประกายไฟ
• เบรกเกอร์วงจร SF6 เบรกเกอร์วงจรที่ใช้ก๊าซ SF6 ในการดับประกายไฟ
• เบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ เบรกเกอร์วงจรที่หน้าสัมผัสเปิดและปิดในสภาวะสุญญากาศ และประกายไฟจะดับลงภายใต้สภาวะสุญญากาศ
• เบรกเกอร์วงจรแบบสร้างก๊าซแข็ง เบรกเกอร์วงจรที่ใช้สารสร้างก๊าซแข็งเพื่อดับประกายไฟโดยการสลายตัวของก๊าซภายใต้การกระทำของอุณหภูมิสูงของประกายไฟ
• เบรกเกอร์วงจรแบบเป่าลมแม่เหล็ก เบรกเกอร์วงจรชนิดนี้ใช้สนามแม่เหล็กในอากาศเป่าประกายไฟเข้าไปในตะแกรงดับประกายไฟ ทำให้ประกายไฟยืดออกและเย็นลงจนดับลง

 

ตามรูปแบบพลังงานที่แตกต่างกันของพลังงานที่ใช้ในกลไกการทำงาน กลไกการทำงานสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:
กลไกแบบใช้มือ (CS): หมายถึงกลไกการทำงานที่ใช้แรงคนในการปิดเบรก
2. กลไกแม่เหล็กไฟฟ้า (CD): หมายถึงกลไกการทำงานที่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าในการปิด
3. กลไกสปริง (CT): หมายถึงกลไกการปิดด้วยสปริงที่ใช้แรงคนหรือมอเตอร์ในการเก็บพลังงานไว้ในสปริงเพื่อให้ปิดสนิท
4. กลไกมอเตอร์ (CJ): หมายถึงกลไกการทำงานที่ใช้มอเตอร์ในการปิดและเปิด
5. กลไกไฮดรอลิก (CY): หมายถึงกลไกการทำงานที่ใช้น้ำมันแรงดันสูงในการดันลูกสูบเพื่อให้เกิดการปิดและเปิด
6. กลไกแบบนิวแมติก (CQ): หมายถึงกลไกการทำงานที่ใช้ลมอัดในการดันลูกสูบเพื่อให้เกิดการปิดและเปิด
7. กลไกแม่เหล็กถาวร: กลไกนี้ใช้แม่เหล็กถาวรในการยึดตำแหน่งของเบรกเกอร์วงจร เป็นกลไกการทำงานแบบแม่เหล็กไฟฟ้า การยึดด้วยแม่เหล็กถาวร และการควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์

ห้องเคเบิลซี
หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า สวิตช์ต่อลงดิน อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกิน) สายเคเบิล และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ สามารถติดตั้งในห้องสายเคเบิลได้ และมีการเตรียมแผ่นอลูมิเนียมแบบมีร่องและถอดออกได้ไว้ที่ด้านล่าง เพื่อความสะดวกในการก่อสร้างในสถานที่

ห้องเครื่องมือ D-relay
แผงควบคุมในห้องรีเลย์ประกอบด้วยอุปกรณ์ป้องกันด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ คันโยกควบคุม แผ่นกดป้องกันเต้ารับ มิเตอร์ ตัวแสดงสถานะ (หรือจอแสดงสถานะ) เป็นต้น นอกจากนี้ ในห้องรีเลย์ยังมีแผงขั้วต่อ สวิตช์ไฟกระแสตรงแบบวงจรควบคุมป้องกันด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ และแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงแบบป้องกันด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ สวิตช์ไฟสำหรับมอเตอร์เก็บพลังงาน (กระแสตรงหรือกระแสสลับ) และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ที่มีความต้องการพิเศษ

ตำแหน่งสามตำแหน่งในรถเข็นอุปกรณ์สวิตช์เกียร์

ตำแหน่งการทำงาน: เบรกเกอร์วงจรเชื่อมต่อกับอุปกรณ์หลัก หลังจากปิดวงจรแล้ว กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งจากบัสไปยังสายส่งผ่านเบรกเกอร์วงจร

ตำแหน่งทดสอบ: สามารถเสียบปลั๊กตัวที่สองเข้ากับเต้ารับเพื่อรับกระแสไฟฟ้าได้ สามารถปิดหรือเปิดเบรกเกอร์วงจรได้ โดยไฟแสดงสถานะจะสว่างขึ้น เบรกเกอร์วงจรไม่มีการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์หลักและสามารถดำเนินการต่างๆ ได้ แต่จะไม่มีผลกระทบต่อด้านโหลด ดังนั้นจึงเรียกว่าตำแหน่งทดสอบ

สถานะการบำรุงรักษา: ไม่มีการสัมผัสกันระหว่างเบรกเกอร์วงจรกับอุปกรณ์หลัก (บัส) พลังงานในการทำงานถูกตัดขาด (ปลั๊กอุปกรณ์รองถูกถอดออก) และเบรกเกอร์วงจรอยู่ในตำแหน่งเปิด

อุปกรณ์เชื่อมต่อตู้สวิตช์

ตู้ควบคุมมีอุปกรณ์ล็อกที่เชื่อถือได้ ตรงตามข้อกำหนดด้านการป้องกันห้าประการ และปกป้องความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานและอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ก. ประตูห้องเครื่องมือมีปุ่มแนะนำหรือสวิตช์สลับเพื่อป้องกันไม่ให้เบรกเกอร์วงจรปิดและตัดวงจรโดยไม่ตั้งใจ

B. เมื่อมือของตัวตัดวงจรอยู่ในตำแหน่งทดสอบหรือตำแหน่งทำงาน ตัวตัดวงจรจึงจะสามารถใช้งานได้ และเมื่อตัวตัดวงจรปิดอยู่ มือจะไม่สามารถขยับได้ เพื่อป้องกันการกดคันโยกผิดตำแหน่ง

ค. เฉพาะเมื่อสวิตช์สายดินอยู่ในตำแหน่งเปิดเท่านั้น รถเข็นสำหรับเครื่องตัดวงจรจึงจะสามารถเคลื่อนย้ายจากตำแหน่งทดสอบ/บำรุงรักษาไปยังตำแหน่งใช้งานได้ เฉพาะเมื่อรถเข็นสำหรับเครื่องตัดวงจรอยู่ในตำแหน่งทดสอบ/บำรุงรักษาเท่านั้น จึงจะสามารถเปิดสวิตช์สายดินได้ ด้วยวิธีนี้ จะสามารถป้องกันไม่ให้สวิตช์สายดินถูกเปิดโดยไม่ได้ตั้งใจ และป้องกันไม่ให้สวิตช์สายดินถูกเปิดโดยไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน

D. เมื่อสวิตช์สายดินอยู่ในตำแหน่งเปิด ประตูล่างและประตูหลังของตู้สวิตช์จะไม่สามารถเปิดได้ เพื่อป้องกันการลัดวงจรไฟฟ้า

E, สวิตช์ตัดวงจรอยู่ในตำแหน่งทดสอบหรือทำงาน ไม่มีแรงดันควบคุม สามารถเปิดได้ด้วยมือเท่านั้น ไม่สามารถปิดได้

F. เมื่อคันโยกควบคุมวงจรอยู่ในตำแหน่งใช้งาน ปลั๊กตัวที่สองจะถูกล็อคและไม่สามารถดึงออกได้

 

G, ตัวตู้แต่ละตู้สามารถเชื่อมต่อกันด้วยระบบไฟฟ้าได้

H. การเชื่อมต่อระหว่างสายรองของอุปกรณ์สวิตช์และสายรองของรถเข็นเบรกเกอร์วงจรนั้นทำได้โดยใช้ปลั๊กตัวที่สองแบบแมนนวล หน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้ของปลั๊กตัวที่สองเชื่อมต่อกับรถเข็นเบรกเกอร์วงจรผ่านท่อหดลูกฟูกไนลอน รถเข็นเบรกเกอร์วงจรจะสามารถเสียบและถอดปลั๊กตัวที่สองได้เฉพาะในตำแหน่งทดสอบหรือตำแหน่งตัดการเชื่อมต่อเท่านั้น ส่วนในตำแหน่งใช้งาน รถเข็นเบรกเกอร์วงจรจะล็อคอยู่เนื่องจากการล็อคทางกล ทำให้ไม่สามารถถอดปลั๊กตัวที่สองออกได้

3. ขั้นตอนการทำงานของอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันสูง

แม้ว่าการออกแบบอุปกรณ์สวิตช์เกียร์จะรับประกันลำดับการทำงานของสวิตช์เกียร์ที่เชื่อมต่อกันอย่างถูกต้องแล้วก็ตาม แต่ผู้ปฏิบัติงานยังคงต้องปฏิบัติตามขั้นตอนการทำงานและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องอย่างเคร่งครัด ไม่ควรใช้งานตามอำเภอใจ และไม่ควรค้างอยู่ในโหมดการทำงานโดยไม่วิเคราะห์ก่อน มิเช่นนั้นอาจทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์หรือแม้กระทั่งเกิดอุบัติเหตุได้

ขั้นตอนการทำงานของระบบส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูง

(1) ปิดประตูตู้และแผ่นปิดด้านหลังทั้งหมดให้สนิทและล็อคให้เรียบร้อย

(2) สอดด้ามจับการทำงานของสวิตช์กราวด์เข้าไปในรูหกเหลี่ยมที่ด้านล่างขวาของประตูตรงกลาง หมุนทวนเข็มนาฬิกาประมาณ 90° เพื่อให้สวิตช์กราวด์อยู่ในตำแหน่งเปิด ดึงด้ามจับการทำงานออก แผ่นล็อคที่รูการทำงานจะดีดกลับโดยอัตโนมัติ ปิดรูการทำงาน และประตูหลังตู้สวิตช์จะถูกล็อค

(3) สังเกตว่าอุปกรณ์และสัญญาณของประตูตู้ด้านบนเป็นปกติหรือไม่ ไฟแสดงสถานะอุปกรณ์ป้องกันไมโครคอมพิวเตอร์ปกติจะต้องติด ไฟแสดงสถานะตำแหน่งการทดสอบด้วยมือ ไฟแสดงสถานะการเปิดเบรกเกอร์วงจร และไฟแสดงสถานะการเก็บพลังงานจะต้องติด หากไฟแสดงสถานะทั้งหมดไม่ติด ให้เปิดประตูตู้และตรวจสอบว่าสวิตช์ไฟบัสปิดอยู่หรือไม่ หากปิดแล้วแต่ไฟแสดงสถานะยังไม่ติด แสดงว่าต้องตรวจสอบวงจรควบคุม

(4) เสียบหมุดข้อเหวี่ยงของรถเข็นเบรกเกอร์และกดให้แน่น หมุนข้อเหวี่ยงตามเข็มนาฬิกา ประมาณ 20 รอบ สวิตช์เกียร์ 6 kV เมื่อข้อเหวี่ยงติดขัด จะมีเสียง "คลิก" ดังขึ้นเมื่อดึงข้อเหวี่ยงออก รถเข็นอยู่ในตำแหน่งทำงานในขณะนี้ ปลั๊กตัวที่สองถูกล็อค วนรอบเจ้าของเบรกเกอร์ด้วยมือ ดูสัญญาณที่เกี่ยวข้อง (ในขณะนี้ไฟแสดงตำแหน่งการทำงานของรถเข็นติดสว่าง ในขณะเดียวกัน ไฟแสดงตำแหน่งการทดสอบมือดับลง) ในขณะเดียวกัน ควรสังเกตว่าเมื่อมืออยู่ในตำแหน่งทำงาน แผ่นล็อคที่รูการทำงานของมีดกราวด์จะถูกล็อคและไม่สามารถกดได้

(5) ใช้งานเครื่องมือบนประตู สวิตช์ตัดวงจรจ่ายไฟ ไฟแสดงสถานะสีแดงบนเครื่องมือปิดจะสว่างขึ้นพร้อมกัน ไฟเบรกจะสว่างเป็นสีเขียว ตรวจสอบอุปกรณ์แสดงผลไฟฟ้า ตำแหน่งจุดกลไกของเบรกเกอร์วงจร และสัญญาณอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง ทุกอย่างเป็นปกติ 6 (การทำงาน สวิตช์ จะแสดงให้เราเห็นด้ามจับหมุนตามเข็มนาฬิกาไปยังตำแหน่งแผง ด้ามจับการทำงานควรจะรีเซ็ตกลับไปยังตำแหน่งที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยอัตโนมัติหลังจากปล่อย)

(6) หากเบรกเกอร์วงจรเปิดโดยอัตโนมัติหลังจากปิดหรือเปิดโดยอัตโนมัติระหว่างการทำงาน จำเป็นต้องตรวจสอบสาเหตุของความผิดพลาดและแก้ไขข้อผิดพลาดแล้วจึงส่งต่อตามขั้นตอนข้างต้น

4. กลไกการทำงานของเบรกเกอร์วงจร

1. กลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า

กลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนามาอย่างดีแล้ว โดยก่อนหน้านี้มีการใช้กลไกการทำงานของเบรกเกอร์วงจรแบบหนึ่ง ซึ่งมีโครงสร้างที่เรียบง่าย มีชิ้นส่วนกลไกประมาณ 120 ชิ้น โดยใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในขดลวดปิดเพื่อขับเคลื่อนแกนสวิตช์ และใช้แรงกระแทกกับกลไกเชื่อมต่อเพื่อปิดวงจร ขนาดของพลังงานในการปิดวงจรขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสสวิตช์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้กระแสปิดขนาดใหญ่

ข้อดีของกลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้:

โครงสร้างเรียบง่าย การทำงานน่าเชื่อถือมากขึ้น ข้อกำหนดในการประมวลผลไม่สูงมาก การผลิตง่าย ต้นทุนการผลิตต่ำ

สามารถควบคุมการทำงานจากระยะไกลและตั้งค่าให้ปิดประตูอัตโนมัติได้

มีคุณสมบัติที่ดีในด้านความเร็วในการปิดและเปิด

ข้อเสียของกลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนใหญ่ได้แก่:

กระแสปิดวงจรมีขนาดใหญ่ และกำลังไฟฟ้าที่ขดลวดปิดวงจรใช้ก็มีมาก จึงจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ DC กำลังสูงในการทำงาน

กระแสปิดมีขนาดใหญ่ และสวิตช์เสริมและหน้าสัมผัสรีเลย์ทั่วไปไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ ต้องติดตั้งคอนแทคเตอร์ DC แบบพิเศษ และใช้หน้าสัมผัส DC ที่มีขดลวดระงับประกายไฟเพื่อควบคุมกระแสปิด เพื่อควบคุมการทำงานของขดลวดปิดและเปิด

ความเร็วในการทำงานของกลไกการทำงานต่ำ แรงกดของหน้าสัมผัสน้อย ทำให้หน้าสัมผัสกระโดดได้ง่าย เวลาในการปิดนาน และการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายมีผลอย่างมากต่อความเร็วในการปิด

ต้นทุนวัสดุและกลไกขนาดใหญ่;

โดยทั่วไปแล้ว ตัวเครื่องเบรกเกอร์วงจรและกลไกการทำงานของสถานีย่อยภายนอกอาคารจะประกอบเข้าด้วยกัน เบรกเกอร์วงจรแบบรวมนี้โดยทั่วไปจะมีเฉพาะฟังก์ชันการจ่ายไฟ การควบคุมด้วยไฟฟ้า และการควบคุมด้วยมือเท่านั้น และไม่มีฟังก์ชันการควบคุมด้วยมือ เมื่อกลไกการทำงานและตัวเบรกเกอร์วงจรทำงานผิดพลาดและไม่สามารถจ่ายไฟได้ จะต้องดำเนินการตัดไฟ

2. กลไกการทำงานของสปริง

กลไกการทำงานของสปริงประกอบด้วยสี่ส่วน ได้แก่ ส่วนเก็บพลังงานสปริง ส่วนรักษาการปิด ส่วนรักษาการเปิด และส่วนเปิด จำนวนชิ้นส่วนมีมากกว่า 200 ชิ้น โดยใช้พลังงานที่เก็บไว้จากการยืดและหดตัวของสปริงในกลไกเพื่อควบคุมการปิดและเปิดของเบรกเกอร์วงจร การเก็บพลังงานของสปริงเกิดขึ้นจากการทำงานของกลไกการลดความเร็วของมอเตอร์เก็บพลังงาน และการปิดและเปิดของเบรกเกอร์วงจรถูกควบคุมโดยขดลวดปิดและเปิด ดังนั้นพลังงานในการปิดและเปิดของเบรกเกอร์วงจรจึงขึ้นอยู่กับพลังงานที่เก็บไว้โดยสปริงและไม่เกี่ยวข้องกับขนาดของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า และไม่จำเป็นต้องใช้กระแสปิดและเปิดมากเกินไป

ข้อดีของกลไกการทำงานแบบสปริงมีดังนี้:

กระแสไฟฟ้าขณะปิดและเปิดไม่มาก จึงไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟกำลังสูง

สามารถใช้สำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าจากระยะไกล การปิดและเปิดด้วยไฟฟ้า รวมถึงการจัดเก็บพลังงานด้วยตนเองในพื้นที่ การปิดและเปิดด้วยตนเอง ดังนั้นจึงสามารถใช้สำหรับการปิดและเปิดด้วยตนเองได้เมื่อแหล่งจ่ายไฟใช้งานหายไปหรือกลไกการทำงานไม่ทำงาน ความเร็วในการปิดและเปิดรวดเร็ว ไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า และสามารถปิดใหม่โดยอัตโนมัติได้อย่างรวดเร็ว

มอเตอร์เก็บพลังงานมีกำลังไฟต่ำและสามารถใช้งานได้ทั้งกับไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) และไฟฟ้ากระแสตรง (DC)

กลไกการทำงานของสปริงสามารถทำให้การถ่ายโอนพลังงานได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด และทำให้เบรกเกอร์วงจรทุกชนิดที่มีข้อกำหนดกระแสตัดสามารถใช้กลไกการทำงานแบบเดียวกันได้ โดยเลือกใช้สปริงเก็บพลังงานที่แตกต่างกันเพื่อประหยัดต้นทุน

ข้อเสียหลักของกลไกการทำงานแบบสปริงมีดังนี้:

โครงสร้างซับซ้อน กระบวนการผลิตซับซ้อน ความแม่นยำในการประมวลผลสูง และต้นทุนการผลิตค่อนข้างสูง

แรงในการใช้งานสูง จึงมีความต้องการความแข็งแรงของชิ้นส่วนสูง

อาจเกิดความผิดพลาดทางกลไกได้ง่าย ส่งผลให้กลไกการทำงานไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ขดลวดปิด หรือสวิตช์เคลื่อนที่อาจไหม้ได้

บางครั้งมีปรากฏการณ์การกระโดดผิดพลาดเกิดขึ้น คือการกระโดดผิดพลาดหลังจากการเปิดเกมนั้นไม่ตรงตำแหน่ง ทำให้ไม่สามารถตัดสินตำแหน่งที่รวมกันได้

ลักษณะความเร็วในการเปิดไม่ดีนัก

3. กลไกการทำงานของแม่เหล็กถาวร

กลไกการทำงานแบบแม่เหล็กถาวรใช้หลักการทำงานและโครงสร้างแบบใหม่ ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร ขดลวดปิด และขดลวดตัดวงจร ยกเลิกกลไกการทำงานแบบสปริง ใช้กลไกการทำงานแบบแม่เหล็กไฟฟ้า การเคลื่อนที่ ก้านเชื่อมต่อ อุปกรณ์ล็อค โครงสร้างเรียบง่าย มีชิ้นส่วนน้อยมากประมาณ 50 ชิ้น ชิ้นส่วนเคลื่อนที่หลักมีเพียงชิ้นเดียวขณะทำงาน มีความน่าเชื่อถือสูงมาก ใช้แม่เหล็กถาวรในการยึดตำแหน่งของเบรกเกอร์วงจร เป็นกลไกการทำงานแบบแม่เหล็กไฟฟ้า การยึดด้วยแม่เหล็กถาวร และการควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์

หลักการทำงานของกลไกแม่เหล็กถาวร: หลังจากกระแสไฟฟ้าในขดลวดปิดวงจรแล้ว กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านด้านบนของขดลวดกำเนิดและวงจรแม่เหล็กถาวรในทิศทางตรงกันข้ามของฟลักซ์แม่เหล็ก แรงแม่เหล็กที่เกิดจากการซ้อนทับของสนามแม่เหล็กทั้งสองทำให้แกนไดนามิกเคลื่อนที่ลง เมื่อเคลื่อนที่ไปได้ประมาณครึ่งทาง ช่องว่างแม่เหล็กด้านล่างจะลดลง และเส้นสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรจะเลื่อนลงไปด้านล่างในทิศทางเดียวกับสนามแม่เหล็กของขดลวดปิดวงจร ทำให้ความเร็วในการเคลื่อนที่ลงของแกนเหล็กเพิ่มขึ้น ในขณะนี้ กระแสไฟฟ้าในขดลวดปิดวงจรจะหายไป แม่เหล็กถาวรใช้ช่องทางความต้านทานแม่เหล็กต่ำที่เกิดจากแกนเหล็กเคลื่อนที่และแกนเหล็กคงที่ เพื่อรักษาแกนเหล็กเคลื่อนที่ให้อยู่ในตำแหน่งปิดที่คงที่ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเบรก มันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่ด้านล่างของวงจรแม่เหล็กและแม่เหล็กถาวรในทิศทางตรงกันข้าม แรงแม่เหล็กที่เกิดจากการซ้อนทับของสนามแม่เหล็กทั้งสองทำให้แกนเหล็กเคลื่อนที่ขึ้นด้านบน หลังจากเคลื่อนที่ไปได้ประมาณครึ่งทาง ช่องว่างอากาศด้านบนของวงจรแม่เหล็กจะลดลง และเส้นแรงแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรจะถูกถ่ายโอนไปยังด้านบน สนามแม่เหล็กของขดลวดเบรกจะมีทิศทางเดียวกับสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร ทำให้ความเร็วในการเคลื่อนที่ขึ้นของแกนเหล็กเคลื่อนที่เพิ่มขึ้น จนในที่สุดถึงตำแหน่งเศษส่วน เมื่อกระแสไฟฟ้าที่เกตหายไป แม่เหล็กถาวรจะใช้ช่องทางความต้านทานแม่เหล็กต่ำที่เกิดจากแกนเหล็กเคลื่อนที่และแกนเหล็กคงที่ เพื่อรักษาแกนเหล็กเคลื่อนที่ให้อยู่ในตำแหน่งเปิดที่คงที่

ข้อดีของกลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กถาวรมีดังต่อไปนี้:

ใช้กลไกขดลวดคู่แบบสองสถานะ กลไกการทำงานแบบแม่เหล็กถาวรของขดลวดปิดหน้าสัมผัส โดยใช้แม่เหล็กถาวรประกบกับขดลวดปิดหน้าสัมผัส ช่วยแก้ปัญหาการใช้พลังงานสูงเมื่อสลับหน้าสัมผัสได้ดีขึ้น เนื่องจากแม่เหล็กถาวรมีพลังงานแม่เหล็ก จึงสามารถใช้เป็นตัวปิดหน้าสัมผัสได้ พลังงานที่จ่ายให้กับขดลวดปิดหน้าสัมผัสจึงลดลง ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าในการปิดหน้าสัมผัสมากเกินไป

ด้วยการเคลื่อนที่ขึ้นลงของแกนเหล็กเคลื่อนที่ ผ่านแขนหมุน แท่งฉนวนจะไปสัมผัสกับจุดสัมผัสแบบไดนามิกของห้องอาร์คสุญญากาศของเบรกเกอร์วงจร ทำให้เกิดการตัดวงจรหรือการทำงานแทนที่วิธีการล็อคเชิงกลแบบดั้งเดิม โครงสร้างเชิงกลจึงง่ายขึ้นมาก ลดปริมาณวัสดุ ต้นทุนต่ำลง ลดจุดบกพร่อง และเพิ่มความน่าเชื่อถือของการทำงานเชิงกลอย่างมาก สามารถทำให้ไม่ต้องบำรุงรักษา ประหยัดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

แรงแม่เหล็กถาวรของกลไกการทำงานแบบแม่เหล็กถาวรแทบจะไม่หายไปเลย และมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 100,000 ครั้ง แรงแม่เหล็กไฟฟ้าใช้สำหรับการเปิดและปิด ส่วนแรงแม่เหล็กถาวรใช้สำหรับการรักษาสถานะคงที่ ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนของกลไกการส่งกำลัง ลดการใช้พลังงานและเสียงรบกวนของกลไกการทำงาน อายุการใช้งานของกลไกการทำงานแบบแม่เหล็กถาวรยาวนานกว่ากลไกการทำงานแบบแม่เหล็กไฟฟ้าและกลไกการทำงานแบบสปริงมากกว่า 3 เท่า

ใช้สวิตช์ตรวจจับระยะใกล้แบบอิเล็กทรอนิกส์แบบไร้สัมผัส ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ ไม่มีการสึกหรอ ไม่มีการกระเด้ง เป็นสวิตช์เสริม จึงไม่มีปัญหาการสัมผัสที่ไม่ดี การทำงานเชื่อถือได้ การทำงานไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพแวดล้อมภายนอก อายุการใช้งานยาวนาน ความน่าเชื่อถือสูง เพื่อแก้ปัญหาการกระเด้งของหน้าสัมผัส

ใช้เทคโนโลยีสวิตช์ตัดศูนย์แบบซิงโครนัส เบรกเกอร์วงจรแบบสัมผัสไดนามิกและสแตติกอยู่ภายใต้การควบคุมของระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ สามารถควบคุมรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าของระบบได้ในแต่ละระดับ เมื่อรูปคลื่นกระแสไฟฟ้าผ่านจุดศูนย์ที่จุดตัด กระแสไฟกระชากและแรงดันเกินจะมีขนาดเล็ก ช่วยลดผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าและการทำงานของอุปกรณ์ ในขณะที่กลไกการทำงานแบบแม่เหล็กไฟฟ้าและกลไกการทำงานแบบสปริงนั้นทำงานแบบสุ่ม อาจทำให้เกิดกระแสไฟกระชากและแรงดันเกินสูง ส่งผลกระทบอย่างมากต่อระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์

กลไกการทำงานของแม่เหล็กถาวรสามารถสั่งการเปิดและปิดได้ทั้งจากระยะใกล้และระยะไกล รวมถึงสามารถสั่งปิดและปิดซ้ำเพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาดได้ และสามารถเปิดปิดด้วยตนเองได้ เนื่องจากกำลังไฟฟ้าที่ต้องการในการทำงานมีน้อย จึงใช้ตัวเก็บประจุในการจ่ายไฟแบบสวิตช์โดยตรง ทำให้เวลาในการชาร์จตัวเก็บประจุสั้น กระแสไฟชาร์จน้อย ทนต่อแรงกระแทกสูง และหลังจากไฟดับก็ยังสามารถเปิดและปิดวงจรได้ตามปกติ

ข้อเสียหลักของกลไกการทำงานด้วยแม่เหล็กถาวร ได้แก่:

ไม่สามารถปิดด้วยตนเองได้ หากแหล่งจ่ายไฟดับลงระหว่างการทำงาน หรือพลังงานในตัวเก็บประจุหมดลง หากตัวเก็บประจุไม่สามารถชาร์จได้ ก็จะไม่สามารถปิดการทำงานได้

การเปิดด้วยมือ ความเร็วในการเปิดเริ่มต้นต้องสูงพอสมควร ดังนั้นจึงต้องใช้แรงมาก มิเช่นนั้นจะไม่สามารถใช้งานได้

คุณภาพของตัวเก็บประจุสำหรับเก็บพลังงานนั้นไม่สม่ำเสมอและยากที่จะรับประกันได้

การหาลักษณะความเร็วในการเปิดที่เหมาะสมที่สุดนั้นเป็นเรื่องยาก

การเพิ่มกำลังไฟฟ้าขาออกขณะเปิดของกลไกการทำงานของแม่เหล็กถาวรนั้นทำได้ยาก