Quae sunt communia vitia circuitorum disiunctionum vacuum alti voltus alternantis in aedibus
ZN63A Interruptor Vacuum de Alta Tensão para Interior
O interruptor vacuum de alta tensão para interior ZN63A é um dispositivo interno trifásico de 50 Hz, 12 kV, utilizado para iniciar, parar, controlar e proteger motores de alta tensão de prensas de forjamento livre de 10.000 toneladas. Os interruptores vacuum de alta tensão desempenham um papel crucial na produção empresarial. A resolução oportuna e precisa de suas falhas para uma rápida retomada da produção é essencial para o desenvolvimento da empresa. Durante a inicialização/parada dos motores de alta tensão, as operações frequentes do interruptor vacuum podem causar danos aos componentes elétricos e ao desgaste das partes mecânicas, que são as principais razões para a falha do interruptor em fechar normalmente. Analisar e resolver tais falhas é de grande importância para garantir a produção empresarial.
1 Princípio de Funcionamento do Interruptor Vacuum de Alta Tensão
1.1 Câmara de Extinção de Arco
O interruptor vacuum de alta tensão para interior ZN63A usado na prensa de forjamento de 10.000 toneladas está equipado com uma câmara de extinção de arco de vácuo de cerâmica. Seu contato móvel apresenta uma estrutura em forma de copo feita de material de cobre-cromo, que tem uma taxa de desgaste elétrico baixa, longa vida elétrica e alto nível de resistência à tensão. Quando a pressão interna de gás da câmara de extinção de arco é inferior a 1,33×10⁻³ Pa, pode atender ao requisito básico de armazenamento normal por não menos de 20 anos, e a vida útil de ação da câmara de extinção de arco não é inferior à vida útil mecânica do interruptor.
1.2 Princípio de Extinção de Arco
Quando o interruptor vacuum de alta tensão para interior ZN63A usado na prensa de forjamento de 10.000 toneladas completa a operação de abertura, os contatos móveis e estáticos são carregados e abertos sob a ação do mecanismo de operação, e um arco de vácuo será gerado entre os contatos. Devido à estrutura em forma de copo do contato móvel, um campo magnético longitudinal é gerado na lacuna do contato móvel. O campo magnético longitudinal mantém o arco de vácuo em um estado difuso, distribui a temperatura do arco uniformemente na superfície do contato e mantém uma baixa tensão do arco. O arco de vácuo é controlado pelo campo magnético longitudinal do interruptor, portanto, a capacidade de interromper a corrente é forte e estável.
1.3 Princípio de Ação
1.3.1 Ação de Armazenamento de Energia
Quando o botão no quadro de alta tensão é girado para a posição "Armazenamento de Energia", o motor de armazenamento de energia começa a funcionar. O braço de manivela pendurado na mola no eixo de armazenamento de energia gira no sentido horário para esticar a mola de fechamento. O armazenamento de energia é concluído quando a mola de fechamento é puxada para sua posição limite. Simultaneamente, a placa de deslocamento conectada ao eixo de armazenamento de energia impulsiona o indicador de armazenamento de energia para mostrar que o armazenamento de energia está pronto. Este processo de armazenamento de energia prepara o interruptor para a ação de fechamento (ver Figura 1).
1.4 Inspeção e Manutenção do Interruptor
1.4.1 Inspeção Diária
(1) Verifique se o mecanismo de operação do interruptor vacuum de alta tensão está normal e se a indicação de fechamento está correta.
(2) Verifique se todas as proteções de intertravamento e relés de sinal estão funcionando normalmente.
(3) Certifique-se de que os amperímetros, voltmímetros, proteções integradas e todas as luzes indicadoras estejam em condições normais.
1.4.2 Verificações Rotineiras
(1) Após o interruptor ser colocado em operação, realize verificações rotineiras de acordo com as especificações de operação relevantes.
(2) No dia de manutenção semanal, com a máquina principal desligada, gire o botão do quadro de alta tensão para "Local", retire o carrinho do interruptor da "Posição de Trabalho" para a "Posição de Teste" e inspecione os componentes elétricos e mecânicos do carrinho do interruptor para integridade.
(3) Verifique a firmeza dos parafusos em todos os componentes e aperte os parafusos soltos prontamente. Inspeção regular das condições de operação do motor de armazenamento de energia, bobina de fechamento e bobina de abertura.
1.4.3 Limpeza e Lubrificação
(1) Durante a manutenção do equipamento principal, retire o carrinho do interruptor da "Posição de Trabalho" para a "Posição de Teste", então puxe-o para um carrinho de transferência dedicado e limpe o interruptor para manter as superfícies das partes isolantes e condutoras limpas.
(2) Aplique graxa lubrificante importada da Alemanha nas partes de transmissão do interruptor.
(3) Aplique nova pasta condutiva nas partes de contato do interruptor.
2 Falhas Comuns dos Interruptores Vacuum de Alta Tensão
(1) Incapacidade de armazenar energia normalmente.
Análise de Causa:
(2) Armazenamento de energia normal, mas falha ao fechar.
Análise de Causa:
(3) Incapacidade de abrir normalmente.
Análise de Causa:
(4) Incapacidade de empurrar ou retirar o carrinho do interruptor.
Análise de Causa:
3 Casos Comuns de Falhas e Manutenção de Interruptores Vacuum de Alta Tensão
O motor de alta tensão de 450 kW 6 kV da prensa de forjamento WEG 400C/D/E-06 de 10.000 toneladas não conseguiu iniciar normalmente. Este motor de alta tensão é iniciado por um partida suave de alta tensão. Antes de iniciar, o botão do quadro de alta tensão do motor principal é girado da posição "Local" para a posição "Remota". O princípio de partida é mostrado na Figura 2.
Diagnóstico e Processo de Solução de Problemas
Após o diagnóstico, durante o processo de inicialização, o PLC enviou o comando de partida do motor para o partida suave. O partida suave recebeu o comando de fechamento, e o painel de controle do relé, após o cálculo, enviou o comando de fechamento para o quadro de alta tensão. No entanto, o quadro de alta tensão não executou o comando de fechamento. O processo de inspeção foi o seguinte:
A luz indicadora de armazenamento de energia do quadro de alta tensão estava acesa, indicando que o interruptor vacuum de alta tensão havia armazenado energia.
Um multímetro foi usado para medir a tensão entre os terminais ln4X1 e ln4x6 do dispositivo de proteção integrada NARI. Deve ser DC 220 V. Após a medição, a tensão estava normal.
A luz indicadora da posição de operação do carrinho foi verificada. Estava acesa, indicando que o interruptor vacuum de alta tensão estava na posição de trabalho.
O botão estava na posição "Remota", e a indicação estava correta.
Ao tentar fechar remotamente novamente, o interruptor vacuum de alta tensão ainda não agiu.
O botão foi girado para "Local", e o carrinho foi sacudido da posição de trabalho para a posição de teste. O plugue foi removido, e os terminais 10# e 20# do plugue foram medidos. Foi descoberto que a resistência desses dois terminais era muito pequena. Em circunstâncias normais, deveria ser 12.000 Ω, indicando que a bobina do eletroímã de travamento estava queimada.
Na posição de teste, o armazenamento de energia foi realizado primeiro, e o microinterruptor S1 foi medido, que funcionava normalmente.
Na posição de teste, o armazenamento de energia foi realizado primeiro, e o contato de travamento foi fechado manualmente. A resistência dos terminais 4# e 14# do plugue foi medida como 198 Ω, indicando que a bobina de fechamento estava normal.
A partir do diagnóstico acima, pode-se ver que, devido à falha da bobina do eletroímã de travamento, o circuito de fechamento estava aberto, e as condições normais de fechamento não podiam ser atendidas. Após a substituição da bobina de travamento, o carrinho foi empurrado para a "Posição de Trabalho", o botão foi girado para a posição "Remota", o fechamento foi normal, e o motor iniciou normalmente.
Casos de Falhas e Soluções
(1) O motor de alta tensão de 450 kW 6 kV da prensa de forjamento de 10.000 toneladas não conseguiu iniciar normalmente. A inspeção revelou que a luz indicadora de armazenamento de energia do quadro de alta tensão estava apagada. O motor de armazenamento de energia impulsionou a mola para armazenar energia repetidamente, mas não conseguiu armazenar energia normalmente. O botão de armazenamento de energia foi girado para "Desligado", e o modo de operação foi girado de "Remoto" para "Local". O carrinho do interruptor foi retirado da "Posição de Trabalho" para a "Posição de Teste" para inspeção.
Foi descoberto que o braço de manivela pendurado no eixo de armazenamento de energia estava quebrado. O motor de armazenamento de energia girou, mas a mola de fechamento não se estendeu, portanto, a energia não podia ser armazenada normalmente. Após a substituição do eixo de armazenamento de energia e do braço de manivela pendurado, o armazenamento de energia foi normal, e o motor iniciou normalmente.
(2) O motor de alta tensão de 450 kW 6 kV da prensa de forjamento de 10.000 toneladas não conseguiu iniciar normalmente. Entrando no quarto de distribuição de alta tensão e inspecionando o quadro de alta tensão, foi descoberto que a indicação de armazenamento de energia estava normal. Na sala de operação de 10.000 toneladas, o botão de fechamento foi pressionado, mas o interruptor vacuum de alta tensão ainda não conseguiu fechar normalmente. Através da indicação da luz LED do quadro de alta tensão, o interruptor vacuum de alta tensão estava na "Posição de Trabalho", e a indicação de limite estava normal.
O botão do quadro de alta tensão foi trocado de "Remoto" para "Local", e o interruptor foi retirado da "Posição de Trabalho" para a "Posição de Teste". Quando a luz LED do quadro de alta tensão indicou "Posição de Teste", a porta da câmara do interruptor do quadro de alta tensão foi aberta, o plugue foi removido, e a resistência entre os pinos 4# e 14# foi medida. A resistência não pôde ser medida, e o circuito estava aberto. O microinterruptor S1 foi medido, e foi descoberto que o contato do microinterruptor S1 estava com falha. Após a substituição, o interruptor fechou normalmente, e o motor de alta tensão iniciou normalmente.
(3) O interruptor vacuum de alta tensão disparou novamente após o fechamento. O motor de alta tensão de 450 kW 6 kV da prensa de forjamento de 10.000 toneladas é alimentado por dois pontos de saída do PLC. Quando ambos os pontos de saída estão em nível alto, o motor inicia; quando um ou ambos os pontos de saída estão em nível baixo, ele para. Após o diagnóstico, os dois sinais de saída de nível alto do PLC estavam normais. Os dois sinais de nível alto foram enviados para o módulo de relé do partida suave VFS.
O módulo de relé, após o cálculo, enviou o comando de fechamento do interruptor de entrada para o interruptor através do módulo de entrada e saída, e o interruptor vacuum de alta tensão fechou. Durante o processo de partida secundária de conversão de frequência do VFS, a corrente de partida foi 1,5Ie, e o torque de partida foi 90%Te. No entanto, devido a uma falha de carga durante o processo de partida, o processo de partida excedeu o tempo de partida, e o partida suave VFS enviou um sinal de disparo. O interruptor vacuum de alta tensão recebeu o sinal de disparo e disparou imediatamente. Entrando na estação de bombas de 10.000 toneladas, o motor foi girado manualmente, e o motor impulsionou a bomba de óleo a ficar presa. O motor e a bomba de óleo foram completamente desconectados.
O eixo de saída do motor podia ser facilmente girado à mão, enquanto o eixo de entrada da bomba de óleo estava totalmente preso. A bomba de óleo foi desmontada e reparada, e a conexão entre o eixo de saída do motor de alta tensão e o dispositivo de travamento do eixo de entrada da bomba de óleo foi restaurada. Após a inspeção, foi reiniciado. O sinal de partida do motor de alta tensão estava normal, o interruptor vacuum de alta tensão fechou normalmente, e o motor funcionou normalmente. Esta falha foi causada por uma falha de carga externa, que fez com que o interruptor vacuum de alta tensão disparasse novamente após o fechamento, resultando na falha do interruptor vacuum de alta tensão em funcionar normalmente.
(4) O interruptor vacuum de alta tensão não conseguiu disparar normalmente após o fechamento. Quando tal falha ocorre, geralmente, a abertura elétrica falha, e apenas a abertura manual pode ser realizada. Esta falha é causada por uma bobina de abertura queimada ou uma falha do interruptor auxiliar rotativo QF. Este interruptor auxiliar QF tem 8 pares de contatos normalmente abertos e 8 pares de contatos normalmente fechados. Há 16 unidades do motor de alta tensão de 450 kW 6 kV da prensa de forjamento de 10.000 toneladas, e 16 interruptores vacuum de alta tensão para interior correspondentes a eles.
Durante o uso, devido às partidas e paradas frequentes, várias falhas ocorrem durante a operação dos interruptores vacuum de alta tensão. Para os fenômenos de falha, uma análise específica é realizada, estratégias de manutenção direcionadas são propostas e reparadas prontamente, e a taxa de utilização do equipamento é melhorada.
O status de operação do interruptor vacuum de alta tensão afeta diretamente o progresso da produção da prensa de forjamento de 10.000 toneladas. Ao reforçar a manutenção diária e o tratamento de falhas do equipamento, classificar, analisar, organizar e resumir as falhas, o escopo do ponto de falha pode ser reduzido durante o julgamento de falha, a precisão do julgamento de falha pode ser aumentada, e a eficiência da manutenção pode ser melhorada; durante a manutenção, a manutenção precisa pode ser alcançada, a intensidade de trabalho dos técnicos de manutenção pode ser reduzida, o tempo de manutenção pode ser encurtado, e o equipamento pode operar de forma mais segura e econômica.
4. Conclusão
Quando ocorre uma falha no interruptor vacuum de alta tensão, a solução de problemas é realizada seguindo o princípio de do simples ao difícil e da parte elétrica à parte mecânica. Basta dominar o princípio de funcionamento do interruptor vacuum de alta tensão e a estrutura mecânica do equipamento, entender seu método de operação e sequência de ação, e realizar uma investigação e análise suficientes do fenômeno de falha, a causa da falha certamente pode ser encontrada. A inspeção, reparo e solução de problemas podem ser realizados para restaurar o uso normal do interruptor vacuum de alta tensão e garantir a produção normal da empresa.
