Que son os fallos comúns dos interruptores de vacío de alta tensión AC interiores
Interruptor de alta tensión de vacío ZN63A para interior
O interruptor de alta tensión de vacío ZN63A para interior é un dispositivo trifásico AC de 50 Hz, 12 kV para uso interior, utilizado para o arranque, parada, control e protección de motores de alta tensión de prensas de forxado libre de 10.000 toneladas. Os interruptores de alta tensión de vacío xogan un papel crucial na produción das empresas. A resolución oportuna e precisa das súas averías para restabelecer rapidamente a produción é esencial para o desenvolvemento da empresa. Durante o arranque/parada dos motores de alta tensión, as operacións frecuentes do interruptor de vacío poden causar danos nos componentes eléctricos e o desgaste das pezas mecánicas, que son as principais razóns polo que o interruptor non pode pechar normalmente. Analizar e resolver tales fallos ten gran significado para asegurar a produción da empresa.
1 Principio de funcionamento do interruptor de alta tensión de vacío AC
1.1 Cámara de extinción de arco
O interruptor de alta tensión de vacío ZN63A para interior usado na prensa de forxado de 10.000 toneladas está equipado cunha cámara de extinción de arco de vacío de cerámica. O seu contacto móbil presenta unha estrutura en forma de copa feita de material de cobre-cromo, que ten unha baixa taxa de desgaste eléctrico, unha longa vida útil eléctrica e un alto nivel de resistencia ao voltaxe. Cando a presión interna de gas da cámara de extinción de arco é inferior a 1,33×10⁻³ Pa, pode cumprir o requisito básico de almacenamento normal durante non menos de 20 anos, e a vida útil de acción da cámara de extinción de arco non é inferior á vida útil mecánica do interruptor.
1.2 Principio de extinción de arco
Cando o interruptor de alta tensión de vacío ZN63A para interior usado na prensa de forxado de 10.000 toneladas completa a operación de apertura, os contactos móbil e estático están cargados e abertos baixo a acción do mecanismo de manexo, e se xenerará un arco de vacío entre os contactos. Debido á estrutura en forma de copa do contacto móbil, xérase un campo magnético longitudinal na brecha do contacto móbil. O campo magnético longitudinal mantén o arco de vacío nun estado difuso, distribúe a temperatura do arco uniformemente na superficie do contacto e mante un baixo voltaxe de arco. O arco de vacío está controlado polo campo magnético longitudinal do interruptor, polo que a capacidade de interrupción de corrente é forte e estable.
1.3 Principio de acción
1.3.1 Acción de almacenamento de enerxía
Cando o botón no armario de alta tensión se gira á posición de "Almacenamento de enerxía", o motor de almacenamento de enerxía comeza a funcionar. O brazo oscilante de muelle no eixe de almacenamento rota no sentido horario para estirar o muelle de pechado. O almacenamento de enerxía está completado cando o muelle de pechado está estirado ata a súa posición límite. Ao mesmo tempo, a placa de cambio conectada ao eixe de almacenamento impulsa o indicador de almacenamento de enerxía para mostrar que o almacenamento de enerxía está listo. Este proceso de almacenamento de enerxía prepara o interruptor para a acción de pechado (ver figura 1).
1.4 Inspección e manutención do interruptor
1.4.1 Inspección diaria
(1) Comprobar se o mecanismo de manexo do interruptor de vacío de alta tensión está normal e se a indicación de pechado é correcta.
(2) Verificar que todas as protecções de interbloqueo e relés de sinal están funcionando normalmente.
(3) Asegurarse de que os amperímetros, voltímetros, protecções integradas e todas as luces indicadoras están en condición normal.
1.4.2 Comprobacións rutinarias
(1) Despois de que o interruptor entre en funcionamento, realizar comprobacións rutinarias de acordo coas especificacións de operación pertinentes.
(2) No día de manutención semanal, con a máquina principal apagada, gire o botón do armario de alta tensión a "Local", retire o carretón do interruptor da "Posición de Traballo" á "Posición de Proba", e inspeccione os componentes eléctricos e mecánicos do carretón do interruptor para verificar a súa integridade.
(3) Comprobar a estanquidade dos parafusos en todos os componentes e apertalos de inmediato. Inspeccionar regularmente as condicións de funcionamento do motor de almacenamento de enerxía, o bobinado de pechado e o bobinado de apertura.
1.4.3 Limpieza e lubricación
(1) Durante a manutención do equipo principal, retire o carretón do interruptor da "Posición de Traballo" á "Posición de Proba", despróbelo a un carro de transferencia dedicado, e limpe o interruptor para manter limpias as superficies das partes aislantes e conductoras.
(2) Aplicar graxa lubrificante importada de Alemaña nas partes de transmisión do interruptor.
(3) Aplicar pasta conductora nova nas partes de contacto do interruptor.
2 Averías comúns dos interruptores de alta tensión de vacío AC
(1) Incapaz de almacenar enerxía normalmente.
Análise da causa:
(2) Almacenamento de enerxía normal pero incapaz de pechar.
Análise da causa:
(3) Incapaz de abrir normalmente.
Análise da causa:
(4) Incapaz de introducir ou retirar o carretón do interruptor.
Análise da causa:
3 Averías comúns e casos de manutención dos interruptores de alta tensión de vacío
O motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV da prensa de forxado de 10.000 toneladas WEG 400C/D/E-06 non puido iniciar normalmente. Este motor de alta tensión é iniciado por un soft starter de alta tensión. Antes de iniciar, o botón do armario de alta tensión do motor principal se gira da posición "Local" á "Remota". O principio de arranque está mostrado na Figura 2.
Diagnóstico e proceso de solución de problemas
Despois do diagnóstico, durante o proceso de arranque, o PLC enviou a orde de arranque do motor ao soft starter. O soft starter recibiu a orde de pechado, e a placa de control de reles, despois de calcular, emitiu a orde de pechado ao armario de alta tensión. Pero o armario de alta tensión non executou a orde de pechado. O proceso de inspección foi o seguinte:
A luz indicadora de almacenamento de enerxía do armario de alta tensión estaba encendida, indicando que o interruptor de vacío de alta tensión había almacenado enerxía.
Un multimetro foi usado para medir o voltaje entre os terminais ln4X1 e ln4x6 do dispositivo de protección integrada NARI. Debería ser DC 220 V. Despois da medida, o voltaje era normal.
Se comprobou a luz indicadora da posición de operación do carretón. Estaba encendida, indicando que o interruptor de vacío de alta tensión estaba na posición de traballo.
O botón estaba na posición "Remota", e a indicación era correcta.
Ao tentar o pechado remoto de novo, o interruptor de vacío de alta tensión aínda non actuou.
O botón foi girado a "Local", e o carretón foi sacudido da posición de traballo á de proba. O conector foi extraído, e se midieron os terminais 10# e 20# do conector. Descubriuse que a resistencia destes dous terminais era moi pequena. En circunstancias normais, debería ser 12.000 Ω, indicando que o bobinado do electroimán de bloqueo estaba quemandado.
Na posición de proba, primeiro se realizou o almacenamento de enerxía, e se midió o microinterruptor S1, que funcionaba normalmente.
Na posición de proba, primeiro se realizou o almacenamento de enerxía, e se pechou manualmente o contacto de bloqueo. A resistencia dos terminais 4# e 14# do conector foi medida como 198 Ω, indicando que o bobinado de pechado era normal.
Deste diagnóstico, pódese ver que debido ao fallo do bobinado do electroimán de bloqueo, o circuito de pechado estaba abierto, e non se podían cumprir as condicións de pechado normais. Despois de substituír o bobinado de bloqueo, o carretón foi empurrado á "Posición de Traballo", o botón foi girado á "Posición Remota", o pechado foi normal, e o motor arrancou normalmente.
Casos de fallos e soluciones
(1) O motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV da prensa de forxado de 10.000 toneladas non puido iniciar normalmente. A inspección descubriu que a luz indicadora de almacenamento de enerxía do armario de alta tensión estaba apagada. O motor de almacenamento de enerxía impulsaba o muelle para almacenar enerxía repetidamente, pero non podia almacenar enerxía normalmente. O botón de almacenamento de enerxía foi girado a "Apagado", e o modo de funcionamento foi rotado de "Remoto" a "Local". O carretón do interruptor foi retirado da "Posición de Traballo" á "Posición de Proba" para a inspección.
Descubriuse que o brazo oscilante de muelle no eixe de almacenamento de enerxía estaba roto. O motor de almacenamento de enerxía rodaba, pero o muelle de pechado non se estiraba, polo que non se podia almacenar enerxía normalmente. Despois de substituír o eixe de almacenamento de enerxía e o brazo oscilante de muelle, o almacenamento de enerxía foi normal, e o motor arrancou normalmente.
(2) O motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV da prensa de forxado de 10.000 toneladas non puido iniciar normalmente. Entrando na sala de distribución de alta tensión e inspeccionando o armario de alta tensión, descubriuse que a indicación de almacenamento de enerxía era normal. Na sala de operación de 10.000 toneladas, se premiu o botón de pechado, pero o interruptor de vacío de alta tensión aínda non podia pechar normalmente. A través da indicación da luz LED do armario de alta tensión, o interruptor de vacío de alta tensión estaba na "Posición de Traballo", e a indicación de límite era normal.
O botón do armario de alta tensión foi cambiado de "Remoto" a "Local", e o interruptor foi retirado da "Posición de Traballo" á "Posición de Proba". Cando a luz LED do armario de alta tensión indicaba "Posición de Proba", a porta da cámara do interruptor do armario de alta tensión foi aberta, o conector foi extraído, e se midió a resistencia entre os bornes 4# e 14#. Non se puido medir a resistencia, e o circuito estaba abierto. Se midió o microinterruptor S1, e descubriuse que o contacto do microinterruptor S1 estaba defectuoso. Despois da substitución, o interruptor pechou normalmente, e o motor de alta tensión arrancou normalmente.
(3) O interruptor de vacío de alta tensión saltou de novo despois de pechar. O motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV da prensa de forxado de 10.000 toneladas está alimentado por dous puntos de saída do PLC. Cando ambos os puntos de saída están en nivel alto, o motor arranca; cando un ou ambos os puntos de saída están en nivel baixo, pára. Despois do diagnóstico, os dous sinais de nivel alto de saída do PLC eran normais. Os dous sinais de nivel alto foron enviados ao módulo de reles do soft starter VFS.
O módulo de reles, despois de calcular, enviou a orde de pechado do interruptor de entrada ao interruptor a través do módulo de entrada-saída, e o interruptor de vacío de alta tensión pechou. Durante o proceso de arranque secundario de conversión de frecuencia do VFS, a corrente de arranque foi 1,5Ie, e o par de arranque de saída foi 90%Te. Pero, debido a un fallo de carga durante o proceso de arranque, o proceso de arranque superou o tempo de arranque, e o soft starter VFS enviou un sinal de salto. O interruptor de vacío de alta tensión recibiu o sinal de salto e saltou de inmediato. Entrando na estación de bombas de 10.000 toneladas, o motor foi xirado manualmente, e o motor impulsou a bomba de aceite a atascarse. O motor e a bomba de aceite foron completamente desconectados.
O eixe de saída do motor podíase xirar facilmente a man, mentres que o eixe de entrada da bomba de aceite estaba completamente atascado. A bomba de aceite foi desmontada e reparada, e a conexión entre o eixe de saída do motor de alta tensión e o dispositivo de bloqueo do eixe de entrada da bomba de aceite foi restaurada. Despois da inspección, volviuse a iniciar. O sinal de arranque do motor de alta tensión era normal, o interruptor de vacío de alta tensión pechou normalmente, e o motor funcionou normalmente. Este fallo foi causado por un fallo externo de carga, que provocou que o interruptor de vacío de alta tensión saltase de novo despois de pechar, resultando na incapacidade do interruptor de vacío de alta tensión para funcionar normalmente.
(4) O interruptor de vacío de alta tensión non podíase abrir normalmente despois de pechar. Cando ocorre este fallo, xeralmente, a apertura eléctrica falla, e só se pode realizar a apertura manual. Este fallo é causado por un bobinado de apertura quemandado ou un fallo do interruptor auxiliar rotativo QF. Este interruptor auxiliar QF ten 8 pares de contactos normalmente abertos e 8 pares de contactos normalmente cerrados. Hai 16 unidades do motor de alta tensión de 450 kW y 6 kV da prensa de forxado de 10.000 toneladas, e 16 interruptores de vacío de alta tensión AC para interior correspondentes a eles.
Durante o uso, debido ao arranque e parada frecuentes, ocorren varios fallos durante a operación dos interruptores de vacío de alta tensión. Para os fenómenos de fallo, realiza-se unha análise específica, propóñense estratexias de manutención orientadas e repáranse de xeito oportuno, mellorando a taxa de utilización do equipo.
O estado de funcionamento do interruptor de vacío de alta tensión AC afecta directamente o progreso da produción da prensa de forxado de 10.000 toneladas. Fortalecendo a manutención diaria e a resolución de fallos do equipo, clasificando, analizando, ordenando e resumindo os fallos, pódese reducir o alcance do punto de fallo durante o xuízo de fallo, aumentar a precisión do xuízo de fallo e mellorar a eficiencia de manutención; durante a manutención, pódese lograr unha manutención precisa, reducir a intensidade laboral do persoal de manutención, acortar o tempo de manutención e facer que o equipo opere de xeito máis seguro e económico.
4. Conclusión
Cando ocorre un fallo no interruptor de vacío de alta tensión AC, a resolución de problemas segue o principio de do simple ao complexo e do parte eléctrica á parte mecánica. Mentres se comprenda o principio de funcionamento do interruptor de vacío de alta tensión AC e a estrutura mecánica do equipo, o seu método de operación e a secuencia de acción, e se realice unha investigación e análise suficiente do fenómeno de fallo, seguramente se poderá atopar a causa do fallo. Pódese realizar a inspección, a reparación e a resolución de problemas para restabelecer o uso normal do interruptor de vacío de alta tensión e asegurar a produción normal da empresa.
