Tipi di interruttore a corrente elevata e guida ai guasti

Interruttori ad alta tensione: classificazione e diagnosi dei guasti

Gli interruttori ad alta tensione sono dispositivi di protezione critici nei sistemi di potenza. Interrrompono rapidamente la corrente in caso di guasto, prevenendo danni agli apparecchiature causati da sovraccarichi o cortocircuiti. Tuttavia, a causa dell'operazione a lungo termine e altri fattori, gli interruttori possono sviluppare guasti che richiedono una diagnosi e un intervento tempestivi.

I. Classificazione degli interruttori ad alta tensione

1. Per posizione di installazione:

• Tipo interno: installato in locali di impianti chiusi.

• Tipo esterno: progettato per l'installazione esterna, con involucri resistenti alle intemperie.

2. Per mezzo di spegnimento dell'arco:

• Interruttore ad olio
  Utilizza olio isolante come mezzo di spegnimento dell'arco.

• Interruttore ad olio massiccio (multi-olio): l'olio serve sia come mezzo di spegnimento dell'arco che come isolamento tra parti vive e involucro a terra.

• Interruttore ad olio minimo (meno-olio): l'olio viene utilizzato solo per l'estinzione dell'arco e l'isolamento dei contatti; l'isolamento esterno (ad esempio, porcellana) isola le parti vive dalla terra.

• Interruttore a vuoto: estingue gli archi in un ambiente ad alto vuoto, sfruttando la resistenza dielettrica elevata del vuoto. Ampiamente utilizzato nelle applicazioni a media tensione per la lunga durata e la manutenzione ridotta.

• Interruttore a Sestifluoruro di zolfo (SF₆): utilizza il gas SF₆, noto per le sue eccellenti proprietà di spegnimento dell'arco e isolamento, come mezzo di interruzione. Dominante nei sistemi di trasmissione ad alta tensione per affidabilità e design compatto.

• Interruttore ad aria compressa: utilizza aria compressa per estinguere l'arco e fornire isolamento post-interruzione. Meno comune oggi a causa della complessità e delle esigenze di manutenzione.

• Interruttore a soffio magnetico: utilizza la forza elettromagnetica per spingere l'arco in fessure strette dove si raffredda e deionizza. Tipicamente utilizzato in applicazioni DC o AC specializzate.

II. Guasti comuni e risoluzione dei problemi negli interruttori ad alta tensione

1. Mancanza di chiusura (Rifiuto di chiudere)

Questo può derivare da problemi meccanici, guasti nel circuito di controllo o errori operativi. Controllare sia i circuiti di controllo elettrico che i componenti meccanici.

I guasti elettrici includono:

(1) Luce indicatrice non funzionante o anomala

• Controllare se la tensione di alimentazione di controllo corrisponde al valore nominale.

• Se la luce rossa non si accende quando l'interruttore è in posizione "chiuso", cause probabili: circuito di chiusura aperto o fusibile bruciato.

• Se la luce verde (posizione aperta) si spegne ma la luce rossa (posizione chiusa) non si accende, controllare l'integrità della lampada rossa.

• Se la luce verde si spegne e si riaccende: possibile bassa tensione o malfunzionamento meccanico nel meccanismo di azionamento.

• Se la luce rossa lampeggia brevemente, poi si spegne e la luce verde lampeggia: l'interruttore si è chiuso momentaneamente ma non ha agganciato—probabile malfunzionamento meccanico o tensione di controllo eccessivamente alta causando un malfunzionamento per impatto.

(2) Contattatore di chiusura non opera

• Se la luce verde è spenta: controllare i fusibili della linea di controllo (positivo/negativo).

• Se la luce verde è accesa: utilizzare una penna di prova o un multimetro per ispezionare l'interruttore di controllo, il relè anti-batteria, i contatti ausiliari e controllare per circuito aperto del bobina o rotture del cavo secondario.

(3) Il contattatore di chiusura opera ma l'interruttore non si muove

• Cause possibili: contatto del contattatore cattivo, blocco del condotto d'arco, bobina di chiusura aperta, o fusibile AC bruciato nel rettificatore di chiusura.

(4) Il contattatore di chiusura opera, l'interruttore si muove ma non si chiude completamente
Possibili motivi:

• Malfunzionamento meccanico nel meccanismo di azionamento

• Bassa tensione della linea continua

• Confusione del cablaggio secondario che accidentalmente alimenta il circuito di apertura

• Operazione impropria (ad esempio, l'operatore rilascia troppo presto l'interruttore di controllo)

2. Mancanza di apertura (Rifiuto di aprire)

Più pericoloso della mancanza di chiusura, poiché può portare all'apertura dell'interruttore a monte (apertura a cascata), espandendo la portata dell'interruzione.

(1) Cause di fallimento dell'apertura elettrica

• Luce rossa spenta: indica circuito di apertura aperto.

• Controllare: integrità della lampada, fusibile, contatti dell'interruttore di controllo, contatti ausiliari dell'interruttore.

• Controllare: bobina del relè anti-batteria, continuità del circuito di apertura.

• Bobina di apertura opera debolmente: potrebbe essere dovuto a tensione di attivazione della bobina elevata, bassa tensione di funzionamento, pistone di apertura bloccato o difetto della bobina.

• Il pistone di apertura si muove ma l'interruttore non si apre: probabile blocco meccanico o perno di collegamento del dispositivo di trazione staccato.

(2) Gestione del rifiuto di aprire

• Apertura manuale fallisce: Riferire immediatamente alla centrale di smistamento.

• Se disponibile un interruttore di bypass: trasferire il carico al bypass, aprire i disgiuntori laterali della linea dell'interruttore difettoso, quindi aprire l'interruttore di bypass per deenergizzare il circuito.

• Interruttore a monte apre a causa di un guasto a cascata:

• Con la linea senza energia, aprire i disgiuntori su entrambi i lati dell'interruttore difettoso.

• Aprire manualmente tutti i feeder sulla barra interessata.

• Riferire alla centrale di smistamento per il ripristino del sistema.

3. Apertura o chiusura involontaria (Operazione falsa)

(1) Apertura involontaria (Falso trip)
Si verifica quando l'interruttore si apre senza l'attivazione della protezione o l'azione dell'operatore. Cause possibili:

• Due punti di messa a terra della corrente continua nel circuito di controllo—controllare ed eliminare il guasto di messa a terra prima di ricomporre.

• Mecanismo di interblocco difettoso—isolare l'interruttore (aprire il disgiuntore lato sorgente) e testare una chiusura.

• Se ci sono indizi di guasto interno nonostante nessuna attivazione del relè, indagare di conseguenza.

(2) Chiusura involontaria (Falso close)
Un interruttore deenergizzato si chiude senza comando. Cause:

• Due punti di messa a terra della corrente continua che alimentano il circuito di chiusura.

• Contatto del relè di ricomposizione automatica bloccato.

• Bassa tensione di attivazione + alta resistenza della bobina, causando una chiusura falsa durante i pulsanti transitori di corrente continua.

4. Surriscaldamento dell'interruttore

Sintomi principali: serbatoio surriscaldato (soprattutto negli interruttori a olio minimo), telaio surriscaldato.

• Causa: contatto cattivo o ossidazione nelle parti conduttive.

• Rischi: danno all'isolamento, crepe nella porcellana, fumo, spruzzo di olio o addirittura esplosione.

• Azione: intensificare le ispezioni, rilevare precocemente e intervenire prontamente.

5. Altri guasti comuni

(1) Incendio dell'interruttore ad olio
L'incendio può risultare da bushing sporchi o umidi che causano un flashover a terra, o da arco interno.

• Se l'incendio è appena iniziato: Interrompere immediatamente l'interruttore a distanza.

• Se l'incendio è grave: Utilizzare l'interruttore a monte per isolare il circuito, quindi aprire i disgiuntori su entrambi i lati per isolare completamente l'unità. Estinguere con un estintore a secco (ad esempio, CO₂ o polvere).

(2) Fumo dalle bobine di apertura/chiusura
Le bobine di apertura/chiusura sono progettate per funzioni a breve termine. L'energizzazione prolungata causa sovraccaloramento e bruciatura.

• Azione: Riferire immediatamente alla centrale di smistamento e richiedere la sostituzione.

• Se il fusibile di chiusura salta durante l'operazione, sostituirlo solo con la specifica valutazione—mai utilizzare un fusibile sovradimensionato per prevenire danni alla bobina.

(3) Necessità di apertura manuale d'emergenza
Mettere immediatamente fuori servizio l'interruttore ad olio se si verificano uno qualsiasi dei seguenti eventi:

• Cracking severo dell'isolatore in porcellana, flashover o esplosione

• Fusione o disconnessione delle parti conduttive

• Rumori di arco interni forti

• Grave carenza di olio

Riepilogo

Questa guida fornisce una panoramica completa sui tipi di interruttori ad alta tensione, i guasti operativi comuni e le azioni correttive. Una classificazione appropriata, ispezioni regolari e risoluzione tempestiva dei problemi sono essenziali per garantire l'affidabilità del sistema, la sicurezza del personale e la longevità dell'equipaggiamento.