Високовольтний вакуумний автоматичний вимикач ZN63A для внутрішнього використання
Високовольтний вакуумний автоматичний вимикач ZN63A для внутрішнього використання є трифазним пристроєм з частотою 50 Гц та напругою 12 кВ, який використовується для запуску, зупинки, контролю та захисту високовольтних двигунів 10-тонного вільноформувального преса. Високовольтні вакуумні автоматичні вимикачі грають ключову роль у виробництві підприємства. Швидке та точне вирішення їхніх несправностей для швидкого відновлення виробництва є важливим для розвитку підприємства. Під час запуску/зупинки високовольтних двигунів часті операції з вакуумним вимикачем можуть призвести до пошкодження електричних компонентів та зношення механічних деталей, що є основними причинами неспроможності вимикача нормально закритися. Аналіз та вирішення таких несправностей має велике значення для забезпечення виробництва підприємства.
1 Принцип роботи високовольтного вакуумного автоматичного вимикача
1.1 Камера гасіння дуги
Високовольтний вакуумний автоматичний вимикач ZN63A, використовуваний у 10-тонному вільноформувальному пресі, оснащений керамічною вакуумною камерою гасіння дуги. Його рухомий контакт має чашеподібну структуру з медно-хромового матеріалу, яка має низьку ступінь електричного зношення, довгий електричний термін служби та високий рівень витривалості до напруги. Коли внутрішнє тиск газу в камері гасіння дуги нижче 1,33×10⁻³ Па, він задовольняє базове вимогу зберігання не менше 20 років, а термін служби камери гасіння дуги не нижче механічного терміну служби вимикача.
1.2 Принцип гасіння дуги
Коли високовольтний вакуумний автоматичний вимикач ZN63A, використовуваний у 10-тонному вільноформувальному пресі, завершує операцію відкриття, рухомий і статичний контакти заряджуються та відкриваються під дією механізму управління, і між контактами утворюється вакуумна дуга. Завдяки чашеподібній структурі рухомого контакту, в проміжку між рухомим контактом формується позитивне магнітне поле. Позитивне магнітне поле підтримує вакуумну дугу у розсіяному стані, розподіляє температуру дуги рівномірно на поверхні контакту, та підтримує низьку напругу дуги. Вакуумна дуга контролюється позитивним магнітним полем вимикача, тому здатність переривати струм є сильна та стабільна.
1.3 Принцип дії
1.3.1 Накопичення енергії
Коли ручку на високовольтному комутаційному пристрої повертають до положення "Накопичення", починає працювати двигун накопичення енергії. Крутний рукоятка на валу накопичення енергії обертається за годинниковою стрілкою, щоб розтягнути пружину закриття. Накопичення енергії завершується, коли пружина закриття розтягнута до свого крайнього положення. Одночасно плита, з'єднана з валом накопичення енергії, перемикає індикатор накопичення, щоб показати, що накопичення готове. Цей процес накопичення енергії підготовлює вимикач до дії закриття (див. Рисунок 1).
1.4 Перевірка та обслуговування вимикача
1.4.1 Щоденна перевірка
(1) Перевірити, чи нормальна система управління високовольтного вакуумного автоматичного вимикача, та чи правильне позначення закриття.
(2) Переконатися, що всі блокувальні захисти та сигнальні реле працюють нормально.
(3) Переконатися, що амперметри, вольтметри, інтегровані захисти та всі індикаторні лампи в нормальному стані.
1.4.2 Рутинна перевірка
(1) Після введення вимикача в експлуатацію, проводити рутинну перевірку відповідно до відповідних правил експлуатації.
(2) У день тижневого обслуговування, при вимкненні головного агрегату, повернути ручку високовольтного шафи в положення "Місцеве", вивести платформу вимикача з "Робочого положення" до "Позиції тестування" та перевірити цілісність електричних та механічних компонентів платформи вимикача.
(3) Перевірити затяжку болтів на всіх компонентах та вчасно затягувати розболтаних болтів. Регулярно перевіряти робочі умови двигуна накопичення, катушки закриття та катушки відкриття.
1.4.3 Чистка та смазка
(1) Під час обслуговування головного обладнання, вивести платформу вимикача з "Робочого положення" до "Позиції тестування", потім вивести на спеціальну транспортну платформу, та очистити вимикач, щоб поверхні ізоляційних та провідних частин були чистими.
(2) Нанести німецьку імпортну смазку на передачі вимикача.
(3) Нанести нову провідну пасту на контакти вимикача.
2 Типові несправності високовольтних вакуумних автоматичних вимикачів
(1) Неможливість нормального накопичення енергії.
Аналіз причин:
(2) Нормальне накопичення, але неможливість закриття.
Аналіз причин:
(3) Неможливість нормального відкриття.
Аналіз причин:
(4) Неможливість введення або виведення платформи вимикача.
Аналіз причин:
3 Типові несправності та випадки обслуговування високовольтних вакуумних автоматичних вимикачів
450 кВт 6 кВ високовольтний двигун WEG 400C/D/E-06 10-тонного вільноформувального преса не запустився нормально. Цей високовольтний двигун запускається за допомогою високовольтного м’якого запускача. Перед запуском, ручка головної двигуни високовольтної шафи повертається з положення "Місцеве" до "Дистанційне". Принцип запуску показаний на рисунку 2.
Діагностика та процес вирішення проблем
Після діагностики, під час процесу запуску, PLC відправила команду запуску двигуна до м’якого запускача. М’який запускач отримав команду закриття, і релейна керуюча плата, після обчислення, вивела команду закриття до високовольтної шафи. Проте, високовольтна шафа не виконала команду закриття. Процес перевірки був такий:
Індикатор накопичення енергії високовольтної шафи був увімкнений, що вказує на те, що високовольтний вакуумний автоматичний вимикач накопичив енергію.
Був використаний мультиметр для вимірювання напруги між клемами ln4X1 та ln4x6 інтегрованого захисту NARI. Має бути DC 220 В. Після вимірювання, напруга була нормальній.
Перевірено індикатор позиції роботи платформи. Він був увімкнений, що вказує на те, що високовольтний вакуумний автоматичний вимикач знаходиться у робочій позиції.
Ручка була у положенні "Дистанційне", і позначення було правильним.
При повторному спробі дистанційного закриття, високовольтний вакуумний автоматичний вимикач все ще не діяв.
Ручка була повернута до "Місцеве", і платформа була виведена з робочої позиції до позиції тестування. Було вилучено роз'єм, і виміряно опір між клемами 10# і 20# роз'єму. Було виявлено, що опір цих двох клем був дуже малим. В нормальному випадку, він має становити 12,000 Ом, що вказує на те, що катушка замкового електромагніта була згоріла.
У позиції тестування, спочатку було проведено накопичення, і виміряно мікросячок S1, який працював нормально.
У позиції тестування, спочатку було проведено накопичення, і замковий контакт був закритий вручну. Виміряно опір між клемами 4# і 14# роз'єму, який склав 198 Ом, що вказує на те, що катушка закриття була нормальній.
З вище наведеної діагностики, видно, що через відмову катушки замкового електромагніта, контур закриття був відкритим, і не могли бути виконані нормальні умови закриття. Після заміни замкової катушки, платформа була введена до "Робочої позиції", ручка була повернута до "Дистанційне", закриття було нормальним, і двигун запустився нормальній.
Випадки несправностей та рішення
(1) 450 кВт 6 кВ високовольтний двигун 10-тонного вільноформувального преса не запустився нормально. Перевірка виявила, що індикатор накопичення енергії високовольтної шафи був вимкнений. Двигун накопичення енергії приводив пружину до повторного накопичення, але не міг накопичувати енергію нормально. Ручка накопичення була повернута до "Вимкнено", і режим роботи було змінено з "Дистанційне" на "Місцеве". Платформа вимикача була виведена з "Робочої позиції" до "Позиції тестування" для перевірки.
Було виявлено, що крутна рукоятка на валу накопичення енергії була зламана. Двигун накопичення енергії обертається, але пружина закриття не розтягується, тому енергія не може накопичуватися нормально. Після заміни вала накопичення та крутної рукоятки, накопичення енергії стало нормальним, і двигун запустився нормальній.
(2) 450 кВт 6 кВ високовольтний двигун 10-тонного вільноформувального преса не запустився нормально. Ввійшовши до високовольтної розподільної кімнати та перевіривши високовольтну шафу, було виявлено, що індикація накопичення була нормальній. У 10-тонній кімнаті управління, було натиснуто кнопку закриття, але високовольтний вакуумний автоматичний вимикач все ще не міг закритися нормальній. За допомогою LED-індикатора високовольтної шафи, високовольтний вакуумний автоматичний вимикач був у "Робочій позиції", а індикація границі була нормальній.
Ручка високовольтної шафи була переключена з "Дистанційне" на "Місцеве", і платформа вимикача була виведена з "Робочої позиції" до "Позиції тестування". Коли LED-індикатор високовольтної шафи показав "Позицію тестування", було відкрито двері камери вимикача високовольтної шафи, вилучено роз'єм, і виміряно опір між клемами 4# і 14#. Опір не міг бути виміряний, і контур був відкритим. Було виміряно мікросячок S1, і було виявлено, що контакт мікросячка S1 був несправний. Після заміни, вимикач закрився нормальній, і високовольтний двигун запустився нормальній.
(3) Високовольтний вакуумний автоматичний вимикач знову відкрився після закриття. 450 кВт 6 кВ високовольтний двигун 10-тонного вільноформувального преса виводиться з двох вивідних точок PLC. Коли обидва вивідні сигнали на високому рівні, двигун запускається; коли один або обидва вивідні сигнали на низькому рівні, він зупиняється. Після діагностики, два вивідні сигнали на високому рівні PLC були нормальні. Два вивідні сигнали на високому рівні були надіслані до реле модуля VFS-м'якого запускача.
Реле модуль, після обчислення, відправив команду закриття входного лінійного вимикача до вимикача через модуль вводу-виводу, і високовольтний вакуумний автоматичний вимикач закрився. Під час другорядного частотного запуску VFS, стартовий струм становив 1,5Ie, а вивідний стартовий момент становив 90%Te. Проте, через несправність навантаження під час процесу запуску, процес запуску перевищив час запуску, і VFS-м'який запускач відправив сигнал відкриття. Високовольтний вакуумний автоматичний вимикач отримав сигнал відкриття і відкрився негайно. Ввійшовши до насосної станції 10-тонного преса, двигун був обернутий вручну, і двигун привів масленку до заклинивания. Двигун та масленка були повністю відключені.
Вихідний вал двигуна можна було легко обертати вручну, а вхідний вал масленки був повністю заклинив. Масленка була розібрана та відремонтована, і з'єднання між вихідним валом високовольтного двигуна та замковим пристроєм вхідного валу масленки було відновлено. Після перевірки, був здійснений повторний запуск. Сигнал запуску високовольтного двигуна був нормальній, високовольтний вакуумний автоматичний вимикач закрився нормальній, і двигун працював нормальній. Ця несправність була спричинена зовнішньою несправністю навантаження, що призвело до повторного відкриття високовольтного вакуумного автоматичного вимикача після закриття, що призвело до несправності високовольтного вакуумного автоматичного вимикача.
(4) Високовольтний ваку