실내 교류 고압 진공 회로 차단기의 일반적인 결함은 무엇인가요?
ZN63A 실내 교류 고압 진공 회로 차단기
ZN63A 실내 교류 고압 진공 회로 차단기는 50 Hz, 12 kV의 3상 교류 실내 장치로, 10,000톤 자유 단조 프레스의 고압 모터를 시작, 중지, 제어 및 보호하는 데 사용됩니다. 교류 고압 진공 회로 차단기는 기업 생산에서 중요한 역할을 합니다. 고장이 발생했을 때 이를 신속하고 정확하게 해결하여 생산을 빠르게 복구하는 것은 기업 발전에 필수적입니다. 고압 모터의 시작/중지 과정에서 진공 회로 차단기의 자주적인 작동은 전기 부품의 손상과 기계 부품의 마모를 초래하며, 이는 회로 차단기가 정상적으로 닫히지 못하는 주요 원인입니다. 이러한 고장의 분석과 해결은 기업 생산을 보장하는 데 매우 중요합니다.
1 교류 고압 진공 회로 차단기의 작동 원리
1.1 아크 소멸실
10,000톤 단조 프레스에 사용되는 ZN63A 실내 고압 진공 회로 차단기는 세라믹 진공 아크 소멸실을 장착하고 있습니다. 그 움직이는 접점은 구리-크롬 재질의 컵형 구조로, 전기 마모율이 낮고, 전기 수명이 길며, 내압 수준이 높습니다. 아크 소멸실 내부의 가스 압력이 1.33×10⁻³ Pa 미만일 때, 최소 20년 이상의 정상적인 저장 요구 사항을 충족하며, 아크 소멸실의 동작 수명은 회로 차단기의 기계 수명보다 낮지 않습니다.
1.2 아크 소멸 원리
10,000톤 단조 프레스에 사용되는 ZN63A 실내 고압 진공 회로 차단기가 개방 작동을 완료하면, 작동 기구의 작용으로 움직이는 접점과 고정 접점이 충전되고 열리며, 접점 사이에 진공 아크가 생성됩니다. 움직이는 접점의 컵형 구조로 인해, 움직이는 접점 간격에서 종방향 자기장이 생성됩니다. 종방향 자기장은 진공 아크를 확산 상태로 유지하며, 접점 표면에 아크 온도를 균일하게 분포시키고, 낮은 아크 전압을 유지합니다. 진공 아크는 회로 차단기의 종방향 자기장에 의해 제어되므로, 전류 차단 능력이 강하고 안정적입니다.
1.3 작동 원리
1.3.1 에너지 저장 작동
고압 스위치 기어의 다이얼을 ""에너지 저장"" 위치로 돌리면, 에너지 저장 모터가 작동을 시작합니다. 에너지 저장 축의 스프링 걸이 크랭크암이 시계 방향으로 회전하여 폐쇄 스프링을 당깁니다. 폐쇄 스프링이 한계 위치까지 당겨지면 에너지 저장이 완료됩니다. 동시에, 에너지 저장 축에 연결된 이동 판이 에너지 저장 지시기를 통해 에너지 저장 준비 상태를 나타냅니다. 이 에너지 저장 과정은 회로 차단기의 폐쇄 작동을 준비합니다 (도 1 참조).
1.4 회로 차단기 점검 및 유지보수
1.4.1 일상 점검
(1) 고압 진공 회로 차단기의 작동 기구가 정상인지, 폐쇄 표시가 정확한지 확인합니다.
(2) 모든 연동 보호 및 신호 계전기가 정상적으로 작동하는지 확인합니다.
(3) 암미터, 볼트미터, 통합 보호 및 모든 표시등이 정상 상태인지 확인합니다.
1.4.2 정기 점검
(1) 회로 차단기가 운전되면 관련 운전 규칙에 따라 정기 점검을 수행합니다.
(2) 주간 유지보수 날에는 주기기를 중지한 후, 고압 캐비닛 다이얼을 "현지"로 돌려, 회로 차단기 트롤리를 "작동 위치"에서 "시험 위치"로 빼내고, 회로 차단기 트롤리의 전기 및 기계 부품의 완전성을 점검합니다.
(3) 모든 부품의 볼트 조임 상태를 점검하고, 느슨한 볼트는 즉시 조여줍니다. 에너지 저장 모터, 폐쇄 코일, 개방 코일의 운전 상태를 정기적으로 점검합니다.
1.4.3 청소 및 윤활
(1) 주기기의 유지보수 중에는 회로 차단기 트롤리를 "작동 위치"에서 "시험 위치"로 빼내고, 전용 이송 카트로 빼낸 후, 회로 차단기를 청소하여 절연 부품 및 도체 부품의 표면을 깨끗하게 유지합니다.
(2) 회로 차단기의 전달 부품에 독일 수입 윤활유를 적용합니다.
(3) 회로 차단기의 접촉 부품에 새로운 도체 페이스트를 적용합니다.
2 교류 고압 진공 회로 차단기의 일반적인 고장
(1) 에너지 저장이 정상적으로 이루어지지 않음.
원인 분석:
(2) 에너지 저장은 정상적이지만 폐쇄되지 않음.
원인 분석:
(3) 정상적으로 개방되지 않음.
원인 분석:
(4) 회로 차단기 트롤리를 넣거나 빼지 못함.
원인 분석:
3 고압 진공 회로 차단기의 일반적인 고장 및 유지보수 사례
WEG 400C/D/E-06 10,000톤 단조 프레스의 450 kW 6 kV 고압 모터가 정상적으로 시작되지 않았습니다. 이 고압 모터는 고압 소프트 스타터로 시작됩니다. 시작하기 전에, 주 모터 고압 캐비닛의 다이얼을 "현지"에서 "원격" 위치로 돌립니다. 시작 원리는 도 2에 표시되어 있습니다.
진단 및 고장 해결 과정
진단 결과, 시작 과정에서 PLC가 소프트 스타터에 모터 시작 명령을 보냈습니다. 소프트 스타터는 폐쇄 명령을 받았고, 계전기 제어 보드는 계산 후 고압 캐비닛에 폐쇄 명령을 출력했습니다. 그러나 고압 캐비닛은 폐쇄 명령을 실행하지 않았습니다. 검사 과정은 다음과 같습니다:
고압 캐비닛의 에너지 저장 지시등이 켜져 있어, 고압 진공 회로 차단기가 에너지를 저장했다는 것을 나타냅니다.
멀티미터를 사용하여 NARI 통합 보호 장치의 ln4X1과 ln4x6 단자 사이의 전압을 측정했습니다. DC 220 V가 되어야 합니다. 측정 결과, 전압은 정상이었습니다.
트롤리 운전 위치 지시등을 확인했습니다. 켜져 있어, 고압 진공 회로 차단기가 작동 위치에 있다는 것을 나타냅니다.
다이얼이 "원격" 위치에 있었고, 표시가 정확했습니다.
다시 원격 폐쇄를 시도했으나, 고압 진공 회로 차단기는 여전히 작동하지 않았습니다.
다이얼을 "현지"로 돌리고, 트롤리를 작동 위치에서 시험 위치로 빼냈습니다. 플러그를 빼고, 플러그의 10#과 20# 단자를 측정했습니다. 두 단자의 저항이 매우 작았습니다. 정상적으로는 12,000 Ω가 되어야 하며, 이는 잠금 전자석 코일이 타버렸음을 나타냅니다.
시험 위치에서 먼저 에너지 저장을 수행하고, S1 마이크로스위치를 측정했습니다. 정상적으로 작동했습니다.
시험 위치에서 먼저 에너지 저장을 수행하고, 잠금 접점을 수동으로 폐쇄했습니다. 플러그의 4#과 14# 단자의 저항을 측정했으며, 198 Ω였습니다. 이는 폐쇄 코일이 정상이라는 것을 나타냅니다.
위의 진단 결과, 잠금 전자석 코일의 고장으로 인해 폐쇄 회로가 끊어져, 정상적인 폐쇄 조건을 충족하지 못했습니다. 잠금 코일을 교체한 후, 트롤리를 "작동 위치"로 밀어넣고, 다이얼을 "원격" 위치로 돌렸습니다. 폐쇄는 정상적으로 이루어졌고, 모터가 정상적으로 시작되었습니다.
고장 사례 및 해결 방법
(1) 10,000톤 단조 프레스의 450 kW 6 kV 고압 모터가 정상적으로 시작되지 않았습니다. 점검 결과, 고압 캐비닛의 에너지 저장 지시등이 꺼져 있었습니다. 에너지 저장 모터가 스프링을 반복적으로 당겼지만, 정상적으로 에너지를 저장하지 못했습니다. 에너지 저장 다이얼을 "OFF"로 돌리고, 작업 모드를 "원격"에서 "현지"로 돌렸습니다. 회로 차단기 트롤리를 "작동 위치"에서 "시험 위치"로 빼내어 점검했습니다.
드라이브 에너지 저장 축의 스프링 걸이 크랭크암이 부러져 있는 것을 발견했습니다. 에너지 저장 모터가 회전했지만, 폐쇄 스프링이 당겨지지 않았으므로, 정상적으로 에너지를 저장하지 못했습니다. 에너지 저장 축과 스프링 걸이 크랭크암을 교체한 후, 에너지 저장은 정상적이었고, 모터가 정상적으로 시작되었습니다.
(2) 10,000톤 단조 프레스의 450 kW 6 kV 고압 모터가 정상적으로 시작되지 않았습니다. 고압 배전실에 들어가 고압 캐비닛을 점검했더니, 에너지 저장 표시가 정상적이었습니다. 10,000톤 작업실에서 폐쇄 버튼을 눌렀지만, 고압 진공 회로 차단기는 여전히 정상적으로 폐쇄되지 않았습니다. 고압 캐비닛 LED 표시등을 통해 고압 진공 회로 차단기가 "작동 위치"에 있으며, 제한 표시가 정상적임을 확인했습니다.
고압 캐비닛의 다이얼을 "원격"에서 "현지"로 돌리고, 회로 차단기를 "작동 위치"에서 "시험 위치"로 빼냈습니다. 고압 캐비닛 LED 표시등이 "시험 위치"를 나타낼 때, 고압 캐비닛의 회로 차단기 실 문을 열고, 플러그를 빼냈습니다. 플러그의 4#과 14# 단자 사이의 저항을 측정했지만, 저항을 측정할 수 없었고, 회로가 끊어져 있었습니다. S1 마이크로스위치를 측정했더니, S1 마이크로스위치의 접점이 고장난 것을 발견했습니다. 교체한 후, 회로 차단기는 정상적으로 폐쇄되었고, 고압 모터가 정상적으로 시작되었습니다.
(3) 고압 진공 회로 차단기가 폐쇄 후 다시 트립됨. 10,000톤 단조 프레스의 450 kW 6 kV 고압 모터는 PLC의 두 개의 출력 포인트로 출력됩니다. 두 출력 포인트 모두 고전압일 때, 모터가 시작되고; 하나 또는 두 개의 출력 포인트가 저전압일 때, 모터가 중지됩니다. 진단 결과, PLC의 두 개의 고전압 출력 신호가 정상적이었습니다. 두 개의 고전압 신호는 VFS 소프트 스타터의 계전기 모듈로 보내졌습니다.
계전기 모듈은 계산 후 입력-출력 모듈을 통해 선로 회로 차단기의 폐쇄 명령을 회로 차단기에 보내고, 고압 진공 회로 차단기는 폐쇄되었습니다. VFS의 2차 주파수 변환 시작 과정에서, 시작 전류는 1.5Ie였고, 출력 시작 토크는 90%Te였습니다. 그러나 시작 과정 중에 부하 고장으로 인해 시작 시간을 초과하여, VFS 소프트 스타터가 트립 신호를 보냈습니다. 고압 진공 회로 차단기는 트립 신호를 받아 즉시 트립되었습니다. 10,000톤 펌프 스테이션에 들어가 모터를 수동으로 돌렸더니, 모터가 오일 펌프를 막혔습니다. 모터와 오일 펌프는 완전히 분리되었습니다.
고압 모터의 출력축은 손으로 쉽게 돌릴 수 있었지만, 오일 펌프의 입력축은 완전히 막혀 있었습니다. 오일 펌프를 분해하고, 고압 모터의 출력축과 오일 펌프의 입력축 잠금 장치 사이의 연결을 복원했습니다. 점검 후, 다시 시작했습니다. 고압 모터의 시작 신호가 정상적이었고, 고압 진공 회로 차단기는 정상적으로 폐쇄되었으며, 모터는 정상적으로 작동했습니다. 이 고장은 외부 부하 고장으로 인해 발생했으며, 고압 진공 회로 차단기가 폐쇄 후 다시 트립되어, 고압 진공 회로 차단기가 정상적으로 작동하지 못하게 되었습니다.
(4) 고압 진공 회로 차단기가 폐쇄 후 정상적으로 트립되지 않음. 이러한 고장이 발생할 때, 일반적으로 전기 트립이 실패하고, 수동 트립만 가능합니다. 이 고장은 트립 코일이 타거나 회전 보조 스위치 QF의 고장으로 인해 발생합니다. 이 보조 스위치 QF는 8개의 상시 개방 접점과 8개의 상시 폐쇄 접점을 가지고 있습니다. 10,000톤 단조 프레스의 450 kW 6 kV 고압 모터는 16대이며, 이에 대응하는 실내 AC 고압 진공 회로 차단기는 16대입니다.
사용 중, 자주적인 시작과 중지로 인해 고압 진공 회로 차단기의 다양한 고장이 발생합니다. 고장 현상을 구체적으로 분석하고, 대상별 유지보수 전략을 제안하고 신속하게 수리하여, 설비 이용률을 높입니다.
교류 고압 진공 회로 차단기의 운전 상태는 10,000톤 단조 프레스의 생산 진행에 직접적인 영향을 미칩니다. 설비의 일상적인 유지보수와 고장 처리를 강화하고, 고장을 분류, 분석, 정리, 요약하여, 고장 판단 시 고장 지점을 좁히고, 고장 판단의 정확성을 높이고, 유지보수 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 유지보수 중에는 정밀 유지보수를 수행하여, 유지보수 인력의 노동 강도를 줄이고, 유지보수 시간을 단축하며, 설비가 더 안전하고 경제적으로 운전될 수 있습니다.
4. 결론
교류 고압 진공 회로 차단기에 고장이 발생했을 때, 고장 해결은 간단한 것부터 어려운 것, 전기 부분부터 기계 부분 순으로 수행됩니다. 교류 고압 진공 회로 차단기의 작동 원리와 장비의 기계 구조를 이해하고, 그 작동 방법과 동작 순서를 파악하며, 고장 현상을 충분히 조사하고 분석하면, 반드시 고장 원인을 찾을 수 있습니다. 점검, 수리, 고장 해결을 수행하여 고압 진공 회로 차단기의 정상적인 사용을 복원하고, 기업의 정상적인 생산을 보장할 수 있습니다.
