Quali sono i guasti comuni degli interruttori a vuoto ad alta tensione alternata per interni?
ZN63A Interruttore ad alta tensione a vuoto per interni
L'interruttore ad alta tensione a vuoto ZN63A per interni è un dispositivo trifase CA 50 Hz, 12 kV per interni, utilizzato per l'avvio, l'arresto, il controllo e la protezione di motori ad alta tensione di presse per forgiatura libera da 10.000 tonnellate. Gli interruttori ad alta tensione a vuoto svolgono un ruolo cruciale nella produzione aziendale. La risoluzione tempestiva e accurata dei loro guasti per ripristinare rapidamente la produzione è essenziale per lo sviluppo dell'azienda. Durante l'avvio/arresto dei motori ad alta tensione, le operazioni frequenti dell'interruttore a vuoto possono causare danni ai componenti elettrici e l'usura delle parti meccaniche, che sono le principali cause del mancato chiusura normale dell'interruttore. L'analisi e la risoluzione di tali guasti sono di grande importanza per garantire la produzione aziendale.
1 Principio di funzionamento dell'interruttore ad alta tensione a vuoto
1.1 Camera di spegnimento dell'arco
L'interruttore ad alta tensione a vuoto ZN63A utilizzato nella pressa per forgiatura da 10.000 tonnellate è dotato di una camera di spegnimento dell'arco a vuoto in ceramica. Il contatto mobile presenta una struttura a coppa realizzata in materiale rame-cromo, che ha un basso tasso di usura elettrica, una lunga vita elettrica e un alto livello di resistenza al voltaggio. Quando la pressione interna della camera di spegnimento dell'arco è inferiore a 1,33×10⁻³ Pa, può soddisfare il requisito basilare di conservazione normale per non meno di 20 anni, e la vita operativa della camera di spegnimento dell'arco non è inferiore alla vita meccanica dell'interruttore.
1.2 Principio di spegnimento dell'arco
Quando l'interruttore ad alta tensione a vuoto ZN63A utilizzato nella pressa per forgiatura da 10.000 tonnellate completa l'operazione di apertura, i contatti mobile e fisso vengono caricati e aperti sotto l'azione del meccanismo di comando, e si genera un arco a vuoto tra i contatti. A causa della struttura a coppa del contatto mobile, si genera un campo magnetico longitudinale nello spazio del contatto mobile. Il campo magnetico longitudinale mantiene l'arco a vuoto in uno stato diffuso, distribuisce uniformemente la temperatura dell'arco sulla superficie del contatto e mantiene un basso voltaggio dell'arco. L'arco a vuoto è controllato dal campo magnetico longitudinale dell'interruttore, quindi la capacità di interrompere la corrente è forte e stabile.
1.3 Principio di azione
1.3.1 Azione di accumulo di energia
Quando la manopola nell'armadio ad alta tensione viene girata nella posizione "Accumulo di energia", il motore di accumulo di energia inizia a funzionare. L'asta di accumulo con braccio oscillante sul perno di accumulo ruota in senso orario per allungare la molla di chiusura. L'accumulo di energia è completato una volta che la molla di chiusura viene tirata alla sua posizione limite. Simultaneamente, la piastra di scambio collegata all'asta di accumulo fa muovere l'indicatore di accumulo di energia per mostrare che l'energia è pronta. Questo processo di accumulo di energia prepara l'interruttore per l'azione di chiusura (vedi Figura 1).
1.4 Ispezione e manutenzione dell'interruttore
1.4.1 Ispezione giornaliera
(1) Verificare se il meccanismo di comando dell'interruttore ad alta tensione a vuoto è normale e se l'indicazione di chiusura è corretta.
(2) Verificare che tutte le protezioni di interblocco e i relè di segnalazione funzionino normalmente.
(3) Assicurarsi che amperometri, voltmetri, protezioni integrate e tutte le luci di indicazione siano in condizioni normali.
1.4.2 Controlli di routine
(1) Dopo aver messo in servizio l'interruttore, eseguire controlli di routine in conformità con le specifiche operative pertinenti.
(2) Nel giorno di manutenzione settimanale, con la macchina principale spenta, girare la manopola dell'armadio ad alta tensione su "Locale", ritirare il carrello dell'interruttore dalla "Posizione di lavoro" alla "Posizione di prova" e ispezionare i componenti elettrici e meccanici del carrello dell'interruttore per la loro integrità.
(3) Verificare la tenuta dei bulloni su tutti i componenti e stringere immediatamente quelli allentati. Controllare regolarmente le condizioni operative del motore di accumulo, della bobina di chiusura e della bobina di apertura.
1.4.3 Pulizia e lubrificazione
(1) Durante la manutenzione dell'equipaggiamento principale, ritirare il carrello dell'interruttore dalla "Posizione di lavoro" alla "Posizione di prova", poi estrarlo su un carrello di trasferimento dedicato e pulire l'interruttore per mantenere le superfici delle parti isolanti e conduttrici pulite.
(2) Applicare grasso lubrificante tedesco importato alle parti di trasmissione dell'interruttore.
(3) Applicare pasta conduttrice nuova alle parti di contatto dell'interruttore.
2 Guasti comuni degli interruttori ad alta tensione a vuoto
(1) Impossibilità di accumulare energia normalmente.
Analisi delle cause:
(2) Accumulo di energia normale ma fallimento nel chiudere.
Analisi delle cause:
(3) Impossibilità di aprire normalmente.
Analisi delle cause:
(4) Impossibilità di spingere o estrarre il carrello dell'interruttore.
Analisi delle cause:
3 Guasti comuni e casi di manutenzione degli interruttori ad alta tensione a vuoto
Il motore ad alta tensione da 450 kW 6 kV della pressa per forgiatura WEG 400C/D/E-06 da 10.000 tonnellate non riusciva a partire normalmente. Questo motore ad alta tensione viene avviato da un soft starter ad alta tensione. Prima dell'avvio, la manopola dell'armadio ad alta tensione del motore principale viene girata dalla posizione "Locale" alla posizione "Remoto". Il principio di avvio è mostrato nella Figura 2.
Diagnosi e processo di risoluzione dei problemi
Dopo la diagnosi, durante il processo di avvio, il PLC inviò il comando di avvio del motore al soft starter. Il soft starter ricevette il comando di chiusura, e la scheda di controllo a relè, dopo il calcolo, inviò il comando di chiusura all'armadio ad alta tensione. Tuttavia, l'armadio ad alta tensione non eseguì il comando di chiusura. Il processo di ispezione fu il seguente:
La luce indicatrice di accumulo di energia dell'armadio ad alta tensione era accesa, indicando che l'interruttore ad alta tensione a vuoto aveva accumulato energia.
Un multimetro fu utilizzato per misurare la tensione tra i terminali ln4X1 e ln4x6 del dispositivo di protezione integrato NARI. Dovrebbe essere DC 220 V. Dopo la misurazione, la tensione era normale.
Fu controllata la luce indicatrice della posizione di operazione del carrello. Era accesa, indicando che l'interruttore ad alta tensione a vuoto era nella posizione di lavoro.
La manopola era nella posizione "Remoto" e l'indicazione era corretta.
Quando si tentò nuovamente la chiusura remota, l'interruttore ad alta tensione a vuoto ancora non agì.
La manopola fu ruotata su "Locale" e il carrello fu spostato dalla posizione di lavoro alla posizione di prova. Fu rimosso il connettore, e furono misurati i terminali 10# e 20# del connettore. Si scoprì che la resistenza tra questi due terminali era molto piccola. In condizioni normali, dovrebbe essere 12.000 Ω, indicando che la bobina dell'elettromagnete di blocco era bruciata.
Nella posizione di prova, fu prima eseguito l'accumulo di energia, e fu misurato il microinterruttore S1, che funzionava normalmente.
Nella posizione di prova, fu prima eseguito l'accumulo di energia, e fu chiuso manualmente il contatto di blocco. La resistenza tra i terminali 4# e 14# del connettore fu misurata a 198 Ω, indicando che la bobina di chiusura era normale.
Dalla diagnosi sopra, si può vedere che a causa del guasto della bobina dell'elettromagnete di blocco, il circuito di chiusura era aperto e non potevano essere soddisfatte le condizioni di chiusura normali. Dopo aver sostituito la bobina di blocco, il carrello fu spinto nella "Posizione di lavoro", la manopola fu ruotata nella posizione "Remoto", la chiusura fu normale e il motore partì normalmente.
Casi di guasto e soluzioni
(1) Il motore ad alta tensione da 450 kW 6 kV della pressa per forgiatura da 10.000 tonnellate non riusciva a partire normalmente. L'ispezione ha rivelato che la luce indicatrice di accumulo di energia dell'armadio ad alta tensione era spenta. Il motore di accumulo faceva ruotare la molla per accumulare energia ripetutamente, ma non riusciva ad accumulare energia normalmente. La manopola di accumulo fu girata su "Off" e la modalità di lavoro fu ruotata da "Remoto" a "Locale". Il carrello dell'interruttore fu ritirato dalla "Posizione di lavoro" alla "Posizione di prova" per l'ispezione.
Si scoprì che il braccio oscillante sull'asta di accumulo era rotto. Il motore di accumulo ruotava, ma la molla di chiusura non si allungava, quindi non poteva accumulare energia normalmente. Dopo aver sostituito l'asta di accumulo e il braccio oscillante, l'accumulo di energia fu normale e il motore partì normalmente.
(2) Il motore ad alta tensione da 450 kW 6 kV della pressa per forgiatura da 10.000 tonnellate non riusciva a partire normalmente. Entrando nella stanza di distribuzione ad alta tensione e ispezionando l'armadio ad alta tensione, si scoprì che l'indicazione di accumulo di energia era normale. Nella sala di operazione da 10.000 tonnellate, venne premuto il pulsante di chiusura, ma l'interruttore ad alta tensione a vuoto non riusciva ancora a chiudersi normalmente. Attraverso l'indicazione della luce LED dell'armadio ad alta tensione, l'interruttore ad alta tensione a vuoto era nella "Posizione di lavoro" e l'indicazione del limite era normale.
La manopola dell'armadio ad alta tensione fu commutata da "Remoto" a "Locale", e l'interruttore fu ritirato dalla "Posizione di lavoro" alla "Posizione di prova". Quando la luce LED dell'armadio ad alta tensione indicava "Posizione di prova", la porta della camera dell'interruttore dell'armadio ad alta tensione fu aperta, il connettore fu estratto, e fu misurata la resistenza tra i pin 4# e 14#. Non si riuscì a misurare la resistenza, e il circuito era aperto. Fu misurato il microinterruttore S1, e si scoprì che il contatto del microinterruttore S1 era difettoso. Dopo la sostituzione, l'interruttore si chiuse normalmente e il motore ad alta tensione partì normalmente.
(3) L'interruttore ad alta tensione a vuoto si apriva nuovamente dopo la chiusura. Il motore ad alta tensione da 450 kW 6 kV della pressa per forgiatura da 10.000 tonnellate è alimentato da due punti di uscita del PLC. Quando entrambi i punti di uscita sono ad alto livello, il motore parte; quando uno o entrambi i punti di uscita sono a basso livello, si ferma. Dopo la diagnosi, i due segnali di uscita ad alto livello del PLC erano normali. I due segnali ad alto livello furono inviati al modulo di relè del soft starter VFS.
Il modulo di relè, dopo il calcolo, inviò il comando di chiusura dell'interruttore di linea all'interruttore attraverso il modulo di input-output, e l'interruttore ad alta tensione a vuoto si chiuse. Durante il processo di avvio secondario a conversione di frequenza del VFS, la corrente di avvio era 1,5Ie, e il momento di avvio in uscita era 90%Te. Tuttavia, a causa di un guasto di carico durante il processo di avvio, il processo di avvio superò il tempo di avvio, e il soft starter VFS inviò un segnale di apertura. L'interruttore ad alta tensione a vuoto ricevette il segnale di apertura e si aprì immediatamente. Entrando nella stazione pompa da 10.000 tonnellate, il motore fu ruotato manualmente, e il motore fece inceppare la pompa. Il motore e la pompa furono completamente disconnessi.
L'albero di uscita del motore poteva essere ruotato facilmente a mano, mentre l'albero di ingresso della pompa era completamente bloccato. La pompa fu smontata e riparata, e fu ripristinato il collegamento tra l'albero di uscita del motore ad alta tensione e il dispositivo di blocco dell'albero di ingresso della pompa. Dopo l'ispezione, fu riavviato. Il segnale di avvio del motore ad alta tensione era normale, l'interruttore ad alta tensione a vuoto si chiuse normalmente, e il motore funzionò normalmente. Questo guasto era causato da un guasto di carico esterno, che causava l'apertura dell'interruttore ad alta tensione a vuoto subito dopo la chiusura, rendendo impossibile il funzionamento normale dell'interruttore ad alta tensione a vuoto.
(4) L'interruttore ad alta tensione a vuoto non riusciva a chiudersi normalmente dopo l'apertura. Quando si verifica questo guasto, generalmente, l'apertura elettrica fallisce, e solo l'apertura manuale può essere eseguita. Questo guasto è causato da una bobina di apertura bruciata o da un guasto dell'interruttore ausiliario rotativo QF. Questo interruttore ausiliario QF ha 8 paia di contatti normalmente aperti e 8 paia di contatti normalmente chiusi. Ci sono 16 unità del motore ad alta tensione da 450 kW 6 kV della pressa per forgiatura da 10.000 tonnellate, e 16 interruttori ad alta tensione a vuoto per interni corrispondenti.
Durante l'uso, a causa dell'avvio e arresto frequenti, si verificano vari guasti durante l'operazione degli interruttori ad alta tensione a vuoto. Per i fenomeni di guasto, si effettua un'analisi specifica, si propongono strategie di manutenzione mirate e si esegue la riparazione tempestivamente, migliorando così il tasso di utilizzo dell'equipaggiamento.
Lo stato di funzionamento dell'interruttore ad alta tensione a vuoto influisce direttamente sul progresso della produzione della pressa per forgiatura da 10.000 tonnellate. Rafforzando la manutenzione quotidiana e la gestione dei guasti dell'equipaggiamento, classificando, analizzando, ordinando e riassumendo i guasti, si può restringere la portata del punto di guasto durante la valutazione, aumentare l'accuratezza della valutazione dei guasti e migliorare l'efficienza della manutenzione; durante la manutenzione, si può ottenere una manutenzione precisa, ridurre l'intensità del lavoro del personale di manutenzione, abbreviare il tempo di manutenzione e far funzionare l'equipaggiamento in modo più sicuro ed economico.
4. Conclusione
Quando si verifica un guasto nell'interruttore ad alta tensione a vuoto, la ricerca del guasto viene eseguita seguendo il principio dal semplice al difficile e dalla parte elettrica alla parte meccanica. Finché si padroneggia il principio di funzionamento dell'interruttore ad alta tensione a vuoto e la struttura meccanica dell'equipaggiamento, si comprendono il metodo di funzionamento e la sequenza di azione, e si svolge un'indagine e un'analisi sufficiente del fenomeno del guasto, si può certamente trovare la causa del guasto. Si possono eseguire ispezioni, riparazioni e la risoluzione dei guasti per ripristinare l'uso normale dell'interruttore ad alta tensione a vuoto e garantire la produzione normale dell'azienda.
