¿Cuáles son las posibles causas de fallos para los interruptores de desconexión de alta tensión?

Los interruptores de desconexión de alta tensión se utilizan ampliamente en las centrales térmicas y son uno de los dispositivos importantes para garantizar el funcionamiento estable del sistema eléctrico en las centrales térmicas. Están compuestos principalmente por componentes de contacto móvil y fijo, bases de interruptor, mecanismos de transmisión, mecanismos de operación, aisladores de porcelana y bases de aisladores de porcelana. Durante el mantenimiento del equipo eléctrico, los interruptores de desconexión de alta tensión pueden desconectar el equipo eléctrico de la red para garantizar la seguridad del personal de mantenimiento y del equipo. Además, los interruptores de desconexión pueden realizar la conmutación mutua de barras en esquemas de doble barra para satisfacer los requisitos de funcionamiento de las condiciones de trabajo.

En la operación real, debido al entorno operativo complejo de las centrales térmicas y a la influencia de factores como la operación y el mantenimiento inadecuados por parte del personal, los interruptores de desconexión de alta tensión tendrán fallos como sobrecalentamiento y apertura/cierre incompleto, lo que afectará el funcionamiento normal del sistema de generación de energía de las centrales térmicas. Por lo tanto, resumir los fallos comunes y las contramedidas de solución de problemas de los interruptores de desconexión de alta tensión es de gran importancia para garantizar el funcionamiento normal del sistema de generación de energía de las centrales térmicas.

Antecedentes de Investigación sobre Fallos y Causas de los Interruptores de Desconexión de Alta Tensión

Sobrecalentamiento de los Interruptores de Desconexión

El sobrecalentamiento es uno de los fallos comunes de los interruptores de desconexión. Las principales causas del sobrecalentamiento de los interruptores de desconexión incluyen corrosión de componentes, envejecimiento, sobrecarga del interruptor o superficies de contacto sueltas, oxidación del contacto, muelles de compresión flojos, etc. El material comúnmente utilizado para los interruptores de desconexión es el eje de acero galvanizado, que se oxida cuando está expuesto al entorno complejo de la central eléctrica durante mucho tiempo, lo que resulta en un mal contacto entre los contactos móviles y fijos. Los contactos móviles y fijos se corroen fácilmente por el vapor de agua y los gases químicos en el aire a largo plazo, formando una película de óxido, lo que aumenta la resistencia de contacto. Los muelles de compresión de los contactos del interruptor de desconexión también envejecerán y se aflojarán debido a la operación a largo plazo, y la fuerza de compresión será insuficiente, lo que resulta en un mal contacto, un aumento de la resistencia de contacto y el sobrecalentamiento del interruptor de desconexión.

Apertura/Cierre Incompleto

Las principales causas de la apertura/cierre incompleto del interruptor de desconexión son la deterioración del lubricante en la parte rotativa del interruptor de desconexión, tornillos flojos, deformación del varillaje de transmisión del interruptor auxiliar y la disminución del recorrido del mecanismo causada por la corrosión de los componentes internos de la caja del mecanismo, etc. En el entorno complejo de las centrales térmicas, el alto calor, la intemperie, etc., harán que el lubricante en las partes rotativas del interruptor de desconexión se deteriore, y el polvo que cae en el lubricante puede obstaculizar fácilmente el movimiento del mecanismo del interruptor de desconexión, lo que resulta en una apertura/cierre incompleta del interruptor o una gran resistencia a la apertura/cierre.

En el proceso de operación real, debido a los cambios de temperatura y carga, la expansión y contracción térmica a largo plazo hará que los tornillos se aflojen. La deformación del varillaje de transmisión del interruptor auxiliar llevará a un cambio de estado inestable, por lo que el interruptor de desconexión cortará la alimentación antes de alcanzar la posición de apertura/cierre, resultando en una apertura/cierre incompleta del interruptor de desconexión. Además, el ajuste inadecuado del dispositivo de posicionamiento de apertura/cierre, el ajuste inadecuado del interruptor de fin de carrera, y la mala malla del engranaje del motor de accionamiento, los engranajes flojos o muy desgastados, etc., también llevarán a una apertura/cierre incompleta del interruptor de desconexión.

Rechazo a Abrir/Cerrar

La apertura incompleta del cuchillo de tierra hará que el bloqueo mecánico bloquee la acción de cierre del interruptor de desconexión, lo que resulta en la imposibilidad de cerrar el interruptor de desconexión. En ambientes lluviosos y húmedos, los rodamientos en la caja del mecanismo se oxidarán, lo que aumentará la resistencia a la apertura/cierre. Si la oxidación se agrava, la resistencia aumentará aún más, lo que resulta en que el interruptor de desconexión se niega a abrir/cerrar. Además, la deformación del bloqueo mecánico o la posición de instalación incorrecta después del mantenimiento también llevarán a que el interruptor de desconexión se niegue a abrir/cerrar.

Asincronía Trifásica durante la Apertura/Cierre

La causa principal es que el muelle equilibrador del cuchillo en el tubo conductor del interruptor de desconexión se oxida o tiene una tensión insuficiente, lo que aumentará la resistencia de movimiento del cuchillo y llevará a la asincronía trifásica. En la operación real, si el juego de ajuste de cierta parte de una fase es grande, la malla de engranajes es pobre, etc., puede ocurrir la asincronía trifásica.

Ruptura del Aislador de Porcelana

Las causas de la ruptura del aislador de porcelana son defectos de calidad propios, envejecimiento a largo plazo, corrosión y mantenimiento inadecuado, etc. Algunos aisladores de porcelana tienen defectos de calidad en el proceso de producción, y el trabajo de aceptación después de la instalación no es detallado, lo que resulta en la fácil ruptura del aislador de porcelana. Además, en el proceso de mantenimiento habitual, el mantenimiento del personal no es adecuado, y la contaminación por aceite en la superficie del aislador de porcelana hace que no se detecten oportunamente las grietas leves del aislador de porcelana. Además, el envejecimiento del aislador de porcelana y la corrosión superficial pueden llevar a la reducción de la resistencia del aislador de porcelana, y si no se reemplaza a tiempo, se romperá. Además, la instalación inadecuada de los componentes del interruptor lleva a una fuerza desigual en el aislador de porcelana, lo que es propenso a producir grietas.

Contramedidas para los Fallos de los Interruptores de Desconexión de Alta Tensión
Tratamiento del Sobrecalentamiento

En la operación práctica, seleccione interruptores de desconexión con buena estabilidad térmica, sincronización de apertura/cierre, alta resistencia mecánica y de aislamiento. Asegúrese de que los puntos de desconexión sean visibles para confirmar la aislación de la red, con una distancia de aislamiento que cumpla con los requisitos de operación, y mecanismos de interbloqueo para interruptores con cuchillos de tierra. Para los fallos de sobrecalentamiento, verifique la oxidación de los contactos; líjese ligeramente la oxidación menor, limpie con alcohol y aplique vaselina después de secar. Para superficies corroídas, alise los defectos y ajuste los contactos para un correcto encaje. Limpie los contactos grasosos con gasolina, reemplace los muelles de compresión y los contactos defectuosos. Ajuste los contactos móviles desalineados o con profundidad de inserción insuficiente, y apriete los tornillos flojos con una llave dinamométrica hasta los valores especificados.

Tratamiento de la Apertura/Cierre Incompleta

Reemplace regularmente los lubricantes en el mecanismo, desmonte los componentes para una limpieza a fondo antes de agregar nuevo lubricante. Inspeccione los varillajes de transmisión para detectar deformaciones, enderece y vuelva a instalar los deformados. Verifique los dispositivos de posicionamiento para las posiciones de apertura/cierre; rectifique y restablezca los deformados, o elimine y refije después de asegurar el cambio completo si están intactos. Para el aumento de la resistencia debido a la corrosión en la caja del mecanismo, abra la caja, limpie los componentes, vuelva a aplicar lubricante y reemplace las piezas seriamente oxidadas. Elimine la herrumbre de los muelles de retorno, aplique tratamiento antirrosión y reemplace los muelles envejecidos. Rectifique los componentes de interbloqueo deformados o sueltos, y apriete las piezas sueltas. Verifique los engranajes/gusanos del motor de accionamiento para detectar holguras o desgaste, apretándolos o reemplazándolos según sea necesario.

Tratamiento del Rechazo a Abrir/Cerrar

Cuando el interruptor se niega a abrir/cerrar, si el contactor no actúa, verifique la fuente de alimentación y los fusibles. Si el contactor actúa, verifique el voltaje de salida; si es normal, inspeccione los contactos; si es anormal, rastree los problemas hasta el motor de accionamiento o los cables. Verifique los interbloqueos mecánicos, la caja del mecanismo y el sistema de transmisión para detectar oxidación, holgura o desprendimiento; asegúrese de que los cuchillos de tierra estén completamente abiertos. Para atascos debido a mala lubricación, agregue/reemplace el lubricante y opere repetidamente. Pule o reemplace las piezas del mecanismo de operación oxidadas. Rectifique los interbloqueos mecánicos deformados o reinstálelos en la posición correcta.

Tratamiento de la Asincronía Trifásica

Durante la operación eléctrica, observe las fases retardadas. La aceleración/parada repentina indica resistencia excesiva; aísle la alimentación, localice y elimine el punto de resistencia. El movimiento lento uniforme sugiere problemas de malla de engranajes, requiriendo ajuste o reemplazo. Reemplace los muelles equilibradores con tensión insuficiente.

Prevención de la Ruptura del Aislador de Porcelana

Seleccione aisladores de porcelana certificados y estandarice el mantenimiento para evitar fracturas inducidas por la instalación. Limpie regularmente las superficies para eliminar el polvo y el aceite, inspeccione la pérdida de esmalte, grietas, deformación de la base o oxidación; verifique los pernos de conexión y arandelas. Pruebe la resistencia de aislamiento y utilice tecnología ultrasónica para detectar defectos internos, reemplazando los aisladores agrietados o severamente dañados por descargas.

Conclusión

Los interruptores de desconexión de alta tensión son vitales para proteger el equipo eléctrico y el personal en las centrales térmicas. Las plantas deben establecer protocolos de mantenimiento estrictos, definir ciclos y tareas de revisión, y hacer cumplir la operación estandarizada para eliminar peligros ocultos. Esto mejora la confiabilidad del equipo, reduce las fallas operativas y aumenta la eficiencia económica minimizando las interrupciones de la generación de energía.