etypes & Fault Guide המדריך לסוגי מפצלים בזרם גבוה ותקלות

מתגים בלחץ גבוה: סיווג וخيصור תקלות

מתגים בלחץ גבוה הם מכשירי הגנה קריטיים במערכות חשמל. הם מפסיקים במהירות את הזרם כאשר מתרחשת תקלה, ומונעים נזק לאבזרים עקב עומס יתר או קצר-مدار. עם זאת, בשל פעילות ממושכת ואלמנטים אחרים, עשויים להתפתח במתגים תקלות הדורשות אבחון והפחתה בזמן.

א. סיווג מתגי לחץ גבוה

1. לפי מיקום התקנה:

• סוג פנימי: מותקנים בחדרי ציוד סגורים.

• סוג חיצוני: מיועדים להתקנה חיצונית, עם מיכלים עמידים בפני מזג אוויר.

2. לפי מדיה כיבוי הקשת:

• מתג שמן
  משתמש בשמן מבודד כמדיה לכיבוי הקשת.

• מתג שמן רב (שומן מרוב): השמן משמש גם כמדיה לכיבוי הקשת וגם כמבודד בין חלקים חשמליים למקלע מוקף.

• מתג שמן מינימלי (שומן מועט): השמן משמש רק לכיבוי הקשת ומבודד מגע; מבודד חיצוני (לדוגמה, סלע) מבודד חלקים חשמליים מהקרקע.

• מתג ריק: מכבה קשתות בסביבה בעלת לחץ ריק גבוה, תוך שימוש בעוצמה דיאלקטרית גבוהה של הריק. בשימוש נרחב בישומים בלחץ בינוני בשל חיי ימינה הארוכים ושנייה נמוכה.

• מתג פלואוריד ששה פלואור (SF₆): משתמש בגז SF₆ - ידוע בכיבוי קשתות ובמאפיינים מבודדים מצוינים כמדיה הפסקה. דומיננטי במערכות העברת מתח גבוה בשל אמינות ועיצוב קומפקטי.

• מתג אוויר דחוס: משתמש באוויר דחוס כדי לכבות את הקשת ולספק מבודד לאחר הפסקה. פחות נפוץ כיום בשל מורכבות ושנייה.

• מתג כיבוי מגנטי: משתמש בכוח מגנטי כדי לדרבן את הקשת לתוך חריצים צרים שם היא מתקררת ומתפרקת. בדרך כלל בשימוש בישומים DC או AC מיוחדים.

ב. תקלות שכיחות ופתרון בעיות במתגי לחץ גבוה

1. כשל בחיבור (סירוב לחיבור)

זה עשוי לנבוע מבעיות מכניות, תקלות בתוכנית הבקרה או טעויות פעולה. בדוק את מעגל הבקרה החשמלית ואת המרכיבים המכניים.

תקלות חשמליות כוללות:

(1) נורה אינדיקטור לא עובדת או חריגה

• בדוק אם מתח מוצא הבקרה תואם את ערך הנומинаלי.

• אם נורה אדומה אינה מאירה כאשר המתג נמצא במצב "חיבור", סיבות אפשריות: מעגל חיבור פתוח או פוזר נשרף.

• אם נורה ירוקה (מצב ניתוק) כבתה אך נורה אדומה (מצב חיבור) לא מאירה, בדוק את שלמות הנורה האדומה.

• אם נורה ירוקה כבתה והתדלדלה שוב: אפשרות של מתח נמוך או כשל מכני במנגנון הפעולה.

• אם נורה אדומה מנצנצת לרגע ואז כבתה ונורה ירוקה מנצנצת: המתג היה מחובר לרגע אך נכשל בהצמדה—כנראה כשל מכני או מתח בקרה גבוה מדי גרם לכשל.

(2) מגע החיבור אינו פועל

• אם נורה ירוקה כבויה: בדוק את פוזרי האוטובוס הבקרה (חיובי/שלילי).

• אם נורה ירוקה מאירה: השתמש ב笓试笔或万用表检查控制开关、防跳跃继电器、辅助触点，并检查线圈开路或二次接线断线。

(3) 接触器动作但断路器不移动

• 可能原因：接触器接触不良、灭弧罩卡滞、合闸线圈开路或合闸整流器中的交流熔丝烧断。

(4) 接触器动作，断路器移动但未能完全合闸
可能的原因：

• 操作机构机械故障

• 直流母线电压低

• 二次接线错接意外触发跳闸回路

• 操作不当（例如操作员过早释放控制开关）

2. 跳闸失败（拒跳）

比合闸失败更危险，因为它可能导致上游断路器跳闸（级联跳闸），扩大停电范围。

(1) 电动跳闸失败的原因

• 红灯不亮：表示跳闸回路开路。

• 检查：灯泡完好性、熔丝、控制开关触点、断路器辅助触点。

• 检查：防跳跃继电器线圈、跳闸回路连续性。

• 跳闸线圈弱动作：可能是由于线圈吸合电压高、工作电压低、跳闸柱塞卡滞或线圈故障。

• 跳闸柱塞移动但断路器不跳闸：可能是机械卡滞或驱动连杆销脱落。

(2) 处理拒跳

• 手动跳闸失败：立即报告调度。

• 如果有旁路开关：将负荷转移到旁路，打开故障断路器的母线侧隔离开关，然后跳开旁路断路器以断电电路。

• 由于级联故障导致上游断路器跳闸：

• 在断电后，打开故障断路器两侧的隔离开关。

• 手动打开受影响母线上的所有馈线。

• 报告调度进行系统恢复。

3. 误分或误合（误操作）

(1) 误跳闸
当断路器在保护未激活或操作员未操作的情况下跳闸时发生。可能的原因：

• 控制回路两点接地——在重新合闸前检查并消除接地故障。

• 联锁机制故障——隔离断路器（打开电源侧隔离开关）并测试一次合闸。

• 如果尽管没有继电器激活迹象仍怀疑内部故障，请相应调查。

(2) 误合闸
无命令情况下已断电的断路器合闸。原因：

• 控制回路两点接地使合闸回路通电。

• 自动重合闸继电器触点卡滞。

• 低吸合电压 + 高线圈电阻，在直流瞬态脉冲期间导致误合闸。

4. 断路器过热

主要症状：油箱过热（特别是在少油断路器中）、框架发热。

• 原因：导电部分接触不良或氧化。

• 风险：绝缘损坏、瓷瓶破裂、冒烟、喷油甚至爆炸。

• 措施：加强巡视，早期发现并及时处理。

5. 其他常见故障

(1) 油断路器火灾
火灾可能是由于脏污或潮湿的套管引起对地闪络，或内部电弧引起的。

• 如果刚刚起火：立即远程跳闸。

• 如果火势严重：使用上游断路器隔离电路，然后打开两侧隔离开关完全隔离单元。使用干粉灭火器（如二氧化碳或粉末）扑灭。

(2) 跳闸/合闸线圈冒烟
跳闸/合闸线圈设计为短时工作。长时间通电会导致过热和烧毁。

• 措施：立即报告调度并请求更换。

• 如果在操作过程中合闸熔丝烧断，仅使用指定额定值的熔丝替换——切勿使用大容量熔丝以防止线圈损坏。

(3) 紧急手动跳闸
如果出现以下任何情况，应立即将油断路器停运：

• 严重的瓷绝缘子裂纹、闪络或爆炸

• 导电部件熔化或断开

• 内部电弧声大

• 严重缺油

总结

本指南提供了高压断路器类型、常见运行故障及纠正措施的全面概述。正确的分类、定期检查和及时故障排除对于确保系统可靠性、人员安全和设备寿命至关重要。