Typy wyłączników wysokiego napięcia i przewodnik po awariach

Wysokie-napięciowe przerywacze: Klasyfikacja i diagnoza awarii

Wysokie-napięciowe przerywacze są kluczowymi urządzeniami ochronnymi w systemach energetycznych. Szybko przerzynają prąd w przypadku uszkodzenia, zapobiegając uszkodzeniom sprzętu spowodowanym przeciążeniem lub zwarciami. Jednakże, z powodu długotrwałej eksploatacji i innych czynników, przerywacze mogą wykształcać usterki, które wymagają stosowania na czas diagnostyki i rozwiązywania problemów.

I. Klasyfikacja wysokie-napięciowych przerywaczy

1. Ze względu na lokalizację montażu:

• Typ wewnętrzny: Montowany w zamkniętych pomieszczeniach dystrybucyjnych.

• Typ zewnętrzny: Projektowany do montażu zewnętrznego, z obudową odporną na warunki atmosferyczne.

2. Ze względu na medium gaszące łuk:

• Przerywacz olejowy
  Używa izolacyjnego oleju jako środka gaszącego łuk.

• Przerywacz olejowy wieloolejowy (multi-olejowy): Olej służy zarówno jako środek gaszący łuk, jak i izolacja między częściami pod napięciem a obudową zazemioną.

• Przerywacz olejowy małoolejowy (maloolejowy): Olej jest używany tylko do gaszenia łuku i izolacji kontaktów; izolacja zewnętrzna (np. porcelana) izoluje części pod napięciem od ziemi.

• Przerywacz próżniowy: Gaszenie łuku w środowisku wysokiej próżni, wykorzystując wysoką siłę dielektryczną próżni. Szeroko stosowany w aplikacjach średniego napięcia ze względu na długie życie i niskie koszty utrzymania.

• Przerywacz gazowy SF₆: Używa gazu SF₆ – znane z doskonałych właściwości gaszenia łuku i izolacji – jako środka przerzynającego. Dominujący w systemach wysokiego napięcia dla niezawodności i kompaktowego projektu.

• Przerywacz powietrzny sprężony: Wykorzystuje sprężone powietrze do gaszenia łuku i zapewnienia izolacji po przerzucie. Mniej popularny dzisiaj ze względu na złożoność i potrzeby konserwacji.

• Przerywacz magnetyczny: Używa siły elektromagnetycznej, aby naprowadzić łuk do wąskich szczelin, gdzie chłodzi się i dejonizuje. Zwykle używany w aplikacjach DC lub specjalistycznych AC.

II. Wspólne usterki i rozwiązywanie problemów z wysokie-napięciowymi przerywaczami

1. Niezamknięcie (Odmowa zamknięcia)

Może wynikać z problemów mechanicznych, uszkodzeń obwodów sterujących lub błędów operacyjnych. Sprawdź zarówno obwody sterujące elektryczne, jak i komponenty mechaniczne.

Uszkodzenia elektryczne obejmują:

(1) Nieprawidłowo działająca lub nietypowa lampa kontrolna

• Sprawdź, czy napięcie zasilania sterującego zgadza się z nominalną wartością.

• Jeśli czerwona lampa nie świeci, gdy przełącznik jest w pozycji "zamknij", możliwe przyczyny: otwarty obwód zamykający lub przepalone bezpieczniki.

• Jeśli zielona lampa (pozycja rozłączenia) gaśnie, ale czerwona lampa (pozycja zamykania) nie świeci, sprawdź integralność czerwonej lampy.

• Jeśli zielona lampa gaśnie i ponownie się zapala: możliwe niskie napięcie lub usterka mechaniczna w mechanizmie działania.

• Jeśli czerwona lampa błyska krótko, a następnie gaśnie, a zielona lampa błyska: przerywacz był chwilowo zamknięty, ale nie udało się go zatrzymać – prawdopodobna usterka mechaniczna lub zbyt wysokie napięcie sterujące powodujące uszkodzenie.

(2) Kontaktor zamykający nie działa

• Jeśli zielona lampa jest wyłączona: sprawdź bezpieczniki obwodu sterującego (dodatnia/ujemna).

• Jeśli zielona lampa jest włączona: użyj testera lub multimetru, aby sprawdzić przełącznik sterujący, relé antywibracyjne, kontakty pomocnicze, oraz sprawdź, czy istnieje otwarta cewka lub przerwa w drutach wtórnych.

(3) Kontaktor zamykający działa, ale przerywacz nie porusza się

• Możliwe przyczyny: słabe kontakty kontaktora, zablokowanie kanału łuku, otwarte cewki zamykające, lub przepalone bezpieczniki w prostowniku zamykającym.

(4) Kontaktor zamykający działa, przerywacz się porusza, ale nie zamyka się całkowicie
Prawdopodobne przyczyny:

• Usterka mechaniczna w mechanizmie działania

• Niskie napięcie DC

• Pomylone druty wtórne przypadkowo zasilające obwód rozłączający

• Nieprawidłowe działanie (np. operator zbyt wcześnie puszcza przełącznik sterujący)

2. Nierozłączenie (Odmowa rozłączenia)

Jest bardziej niebezpieczne niż niezamknięcie, ponieważ może prowadzić do rozłączenia przerywacza górstronnego (kaskadowe rozłączenie), co rozszerza zakres przerwy w dostawie energii.

(1) Przyczyny niepowodzenia elektrycznego rozłączenia

• Czerwona lampa nie świeci: wskazuje na otwarty obwód rozłączający.

• Sprawdź: integralność lampy, bezpieczniki, kontakty przełącznika sterującego, kontakty pomocnicze przerywacza.

• Sprawdź: cewkę relé antywibracyjnego, ciągłość obwodu rozłączającego.

• Słabe działanie cewki rozłączającej: może być spowodowane wysokim napięciem nabierającym, niskim napięciem pracy, zablokowanym tłoczkiem rozłączającym lub uszkodzoną cewką.

• Tłoczek rozłączający się porusza, ale przerywacz nie rozłącza: prawdopodobna blokada mechaniczna lub oderwany pin napędowy.

(2) Obsługa odmowy rozłączenia

• Ręczne rozłączenie nie powiodło się: Natychmiast zgłoś do dyspozytora.

• Jeśli dostępny jest przełącznik objazdowy: przenieś obciążenie na przełącznik objazdowy, otwórz odłączniki strony szyny przerywacza z uszkodzeniem, a następnie rozłącz przełącznik objazdowy, aby odciąć obwód.

• Górstronny przerywacz rozłącza się z powodu kaskadowej awarii:

• Po wyłączeniu zasilania otwórz odłączniki po obu stronach przerywacza z uszkodzeniem.

• Ręcznie rozłącz wszystkie odnogi na dotkniętej szynie.

• Zgłoś do dyspozytora w celu przywrócenia systemu.

3. Niezaplanowane zamykanie lub rozłączanie (Błędna akcja)

(1) Niezaplanowane rozłączenie (Błędne rozłączenie)
Występuje, gdy przerywacz rozłącza się bez aktywacji ochrony lub działania operatora. Możliwe przyczyny:

• Dwupunktowe zazemienie DC w obwodzie sterującym – sprawdź i usuń zazemienie przed ponownym zamykaniem.

• Uszkodzony mechanizm blokady – izoluj przerywacz (otwórz odłącznik strony źródłowej) i przetestuj jednorazowe zamykanie.

• Jeśli dowody wskazują na wewnętrzną usterkę mimo braku aktywacji relé, przeprowadź odpowiednie badania.

(2) Niezaplanowane zamykanie (Błędne zamykanie)
Wyłączony przerywacz zamyka się bez polecenia. Przyczyny:

• Dwupunktowe zazemienie DC zasilające obwód zamykający.

• Zacięty kontakt relé automatycznego ponownego zamykania.

• Niskie napięcie nabierające + wysoki opór cewki, powodujące błędną akcję podczas impulsów DC.

4. Przegrzewanie przerywacza

Główne objawy: przegrzany zbiornik (zwłaszcza w przerywaczach małoolejowych), nagrzaną ramę.

• Przyczyna: Słabe kontakty lub utlenienie części przewodzących.

• Ryzyko: Uszkodzenie izolacji, pęknięcie porcelany, dymienie, tryskanie oleju lub nawet wybuch.

• Akcja: Wzmocnij patrole, wykrywaj wczesne, a następnie szybko usuwaj.

5. Inne wspólne usterki

(1) Pożar przerywacza olejowego
Pożar może wynikać z brudnych lub wilgotnych izolatorów powodujących zwarcie na ziemię, lub wewnętrznych łuków.

• Jeśli pożar właśnie się rozpoczął: Natychmiast zdalnie rozłącz przerywacz.

• Jeśli pożar jest silny: Użyj górstronnego przerywacza, aby izolować obwód, a następnie otwórz odłączniki po obu stronach, aby całkowicie izolować jednostkę. Gaś za pomocą suchych gaśnic (np. CO₂ lub proszku).

(2) Dymienie cewek rozłączających/zamykających
Cewki rozłączające/zamykające są zaprojektowane do krótkotrwałego działania. Długotrwałe zasilanie powoduje przegrzanie i spalenie.

• Akcja: Natychmiast zgłoś do dyspozytora i poproś o wymianę.

• Jeśli bezpiecznik zamykający przepali się podczas działania, zastąp go tylko bezpiecznikiem o określonym natężeniu – nigdy nie używaj przesadnie dużego bezpiecznika, aby zapobiec uszkodzeniu cewki.

(3) Wymagane ręczne rozłączenie w nagłych sytuacjach
Natychmiast wyłącz przerywacz olejowy z eksploatacji, jeśli wystąpi którykolwiek z poniższych stanów:

• Silne pękanie, zwarcie lub wybuch izolatora porcelanowego

• Topienie lub odłączenie części przewodzących

• Głośne dźwięki wewnętrznych łuków

• Silny niedobór oleju

Podsumowanie

Ten przewodnik zawiera kompleksowy przegląd typów wysokie-napięciowych przerywaczy, typowych operacyjnych usterkach i działaniach naprawczych. Prawidłowa klasyfikacja, regularne inspekcje i szybkie rozwiązywanie problemów są niezbędne do zapewnienia niezawodności systemu, bezpieczeństwa pracowników i długowieczności sprzętu.