Quais são as possíveis causas de falhas para os disjuntores de alta tensão?

Os disjuntores de alta tensão são amplamente utilizados nas usinas termoelétricas e são um dos dispositivos importantes para garantir o funcionamento estável do sistema de energia nessas usinas. Eles são compostos principalmente por componentes de contato móvel e fixo, bases de interruptores, mecanismos de transmissão, mecanismos de operação, isoladores de porcelana e bases de isoladores de porcelana. Durante a manutenção de equipamentos elétricos, os disjuntores de alta tensão podem desconectar o equipamento da rede elétrica para garantir a segurança dos funcionários e do equipamento. Além disso, os disjuntores podem realizar a comutação mútua de barras em sistemas de dupla barra para atender aos requisitos operacionais das condições de trabalho.

Na operação real, devido ao ambiente operacional complexo das usinas termoelétricas e à influência de fatores como operação e manutenção inadequadas pelos funcionários, os disjuntores de alta tensão apresentarão falhas como superaquecimento e abertura/fechamento incompleto, que afetarão o funcionamento normal do sistema de geração de energia das usinas termoelétricas. Portanto, resumir as falhas comuns e as medidas de solução de problemas dos disjuntores de alta tensão é de grande importância para garantir o funcionamento normal do sistema de geração de energia das usinas termoelétricas.

Contexto de Pesquisa sobre Falhas e Causas dos Disjuntores de Alta Tensão

Sobre-aquecimento dos Disjuntores

O superaquecimento é uma das falhas comuns dos disjuntores. As principais causas do superaquecimento dos disjuntores incluem corrosão de componentes, envelhecimento, sobrecarga do disjuntor ou contatos soltos, oxidação dos contatos, molas de compressão soltas, entre outros. O material comumente usado nos disjuntores é o pino de aço galvanizado, que se corroerá quando exposto ao ambiente complexo da usina por um longo período, resultando em contato ruim entre os contatos móveis e fixos. Os contatos móveis e fixos são facilmente corroídos pela umidade e gases químicos no ar, formando uma película de óxido, o que aumenta a resistência de contato. As molas de compressão dos contatos do disjuntor também envelhecem e se soltam devido à operação prolongada, e a força de compressão é insuficiente, resultando em contato ruim, aumento da resistência de contato e superaquecimento do disjuntor.

Abertura e Fechamento Incompletos

As principais causas do abertura e fechamento incompletos do disjuntor são a deterioração do lubrificante na parte rotativa do disjuntor, parafusos soltos, deformação do braço de transmissão do disjuntor auxiliar e a diminuição do curso do mecanismo devido à corrosão dos componentes internos da caixa do mecanismo, entre outros. No ambiente complexo das usinas termoelétricas, o calor, a intempérie, etc., causarão a deterioração do lubrificante nas partes rotativas do disjuntor, e a poeira que cai no lubrificante pode impedir o movimento do mecanismo do disjuntor, resultando em abertura e fechamento incompletos do disjuntor ou grande resistência ao abrir e fechar.

No processo de operação real, devido às mudanças de temperatura e carga, a expansão e contração térmica prolongada fará com que os parafusos se soltem. A deformação do braço de transmissão do disjuntor auxiliar levará a uma inversão de estado instável, fazendo com que o disjuntor interrompa a energia antes de alcançar a posição de abertura e fechamento, resultando em abertura e fechamento incompletos do disjuntor. Além disso, o ajuste inadequado do dispositivo de posicionamento de abertura e fechamento, o ajuste inadequado do interruptor de fim de curso e a má engrenagem da roda do motor de acionamento, soltura ou desgaste sério da roda, também levarão a abertura e fechamento incompletos do disjuntor.

Recusa em Abrir e Fechar

A abertura incompleta da faca de aterramento fará com que o bloqueio mecânico trave a ação de fechamento do disjuntor, resultando na impossibilidade de fechar o disjuntor. Em ambientes chuvosos e úmidos, os rolamentos na caixa do mecanismo serão corroídos, o que aumentará a resistência ao abrir e fechar. Se a corrosão for agravada, a resistência será ainda maior, resultando na recusa do disjuntor em abrir e fechar. Além disso, a deformação do bloqueio mecânico ou a posição de instalação inadequada após a manutenção também levarão à recusa do disjuntor em abrir e fechar.

Assincronismo Trifásico durante a Abertura e Fechamento

A principal causa é a corrosão ou a tensão insuficiente da mola de equilíbrio da faca de corte no tubo condutor do disjuntor, o que aumentará a resistência à ação da faca de corte e levará ao assincronismo trifásico. Na operação real, se a folga de ajuste de uma certa parte de uma certa fase for grande, a engrenagem estiver mal encaixada, etc., o assincronismo trifásico pode ocorrer.

Fratura do Isolador de Porcelana

As causas da fratura do isolador de porcelana são defeitos de qualidade inerentes, envelhecimento prolongado, corrosão e manutenção inadequada, entre outros. Alguns isoladores de porcelana têm defeitos de qualidade no processo de produção, e o trabalho de aceitação após a instalação não é detalhado, resultando em fratura fácil do isolador de porcelana. Além disso, no processo de manutenção regular, a manutenção realizada pelo pessoal não é adequada, e a poluição por óleo na superfície do isolador de porcelana leva à falta de detecção oportuna de rachaduras sutis no isolador de porcelana. Além disso, o envelhecimento do isolador de porcelana e a corrosão superficial podem levar à redução da resistência do isolador de porcelana, e se não for substituído a tempo, ele se fraturará. Além disso, a instalação inadequada dos componentes do interruptor leva a uma distribuição de força desigual no isolador de porcelana, o que o torna propenso a rachaduras.

Medidas para Falhas em Disjuntores de Alta Tensão
Tratamento do Sobre-aquecimento

Na operação prática, selecione disjuntores com boa estabilidade térmica, abertura/fechamento sincronizada, alta resistência mecânica e de isolamento. Garanta que os pontos de desligamento sejam visíveis para confirmar a isolamento da rede, com distância de isolamento atendendo aos requisitos operacionais, e mecanismos de intertravamento para disjuntores com facas de aterramento. Para falhas de superaquecimento, verifique os contatos para oxidação – lixe ligeiramente a oxidação leve, limpe com álcool e aplique vaselina após secagem. Para superfícies corroídas, alise os defeitos e ajuste os contatos para encaixe adequado. Limpe contatos oleosos com gasolina, substitua molas de compressão e contatos defeituosos. Ajuste contatos móveis desalinhados ou profundidade de inserção insuficiente, e aperte parafusos soltos com chave de torque até os valores especificados.

Tratamento de Abertura e Fechamento Incompletos

Substitua regularmente o lubrificante no mecanismo, desmontando os componentes para limpeza completa antes de adicionar novo lubrificante. Inspeccione os braços de transmissão para deformações, endireite e reinstale os deformados. Verifique os dispositivos de posicionamento de abertura e fechamento – corrija e redefina os deformados, ou remova e refixe após garantir a troca completa se intactos. Para resistência aumentada devido à corrosão na caixa do mecanismo, abra a caixa, limpe os componentes, reaplique o lubrificante e substitua as peças severamente corroídas. Remova a ferrugem das molas de retorno, aplique tratamento anticorrosivo e substitua as molas envelhecidas. Corrija componentes de intertravamento deformados ou soltos, e aperte as partes soltas. Verifique as engrenagens/motores de acionamento para soltura ou desgaste, apertando ou substituindo conforme necessário.

Tratamento de Recusa em Abrir e Fechar

Quando o disjuntor recusa-se a abrir/fechar, se o contato não atua, verifique a fonte de alimentação e os fusíveis. Se o contato atua, verifique a tensão de saída – se normal, inspecione os contatos; se anormal, trace os problemas até o motor de acionamento ou cabos. Verifique os intertravamentos mecânicos, a caixa do mecanismo e o sistema de transmissão para ferrugem, soltura ou desprendimento; garanta que as facas de aterramento estejam totalmente abertas. Para travamentos devido à má lubrificação, adicione/substitua o lubrificante e opere repetidamente. Polia ou substitua as peças do mecanismo de operação enferrujadas. Corrija os intertravamentos mecânicos deformados ou reinstale na posição correta.

Tratamento de Assincronismo Trifásico

Durante a operação elétrica, observe as fases atrasadas. Aceleração/sustação súbita indica resistência excessiva – isole a energia, localize e remova o ponto de resistência. Movimento uniforme lento sugere problemas de engrenagem, exigindo ajuste ou substituição. Substitua as molas de equilíbrio com tensão insuficiente.

Prevenção de Fratura do Isolador de Porcelana

Selecione isoladores de porcelana certificados e padronize a manutenção para evitar fraturas induzidas pela instalação. Limpem regularmente as superfícies para remover poeira e óleo, inspecionem para perda de esmalte, rachaduras, deformação da base ou ferrugem; verifiquem os pinos de conexão e arruelas. Testem a resistência de isolamento e use tecnologia ultrassônica para detectar defeitos internos, substituindo isoladores rachados ou severamente danificados por flashover.

Conclusão

Os disjuntores de alta tensão são vitais para proteger o equipamento e o pessoal nas usinas termoelétricas. As usinas devem estabelecer protocolos rigorosos de manutenção, definir ciclos e tarefas de revisão geral, e impor operações padronizadas para eliminar riscos ocultos. Isso aumenta a confiabilidade do equipamento, reduz falhas operacionais e melhora a eficiência econômica, minimizando interrupções na geração de energia.