¿Cuáles son las fallas comunes de los interruptores de circuito de alta tensión de 35kV?

Interruptores de alta tensión: fallos comunes y soluciones para sistemas de 35kV

Los interruptores de alta tensión son equipos eléctricos críticos en las subestaciones de energía. Una comprensión profunda de sus patrones de fallo y causas raíces permite un diagnóstico y resolución de problemas dirigidos, la restauración rápida del suministro eléctrico y una reducción efectiva de las pérdidas causadas por interrupciones y daños en el equipo.

I. Fallos operativos comunes de los interruptores de alta tensión de 35kV

1. Fallo en el almacenamiento de energía (fallo de carga)

El almacenamiento de energía es la base para la operación del interruptor. Si el interruptor no puede almacenar suficiente energía cinética, puede fallar en realizar operaciones normales de apertura o cierre. Una causa común es el mal funcionamiento de los interruptores de fin de carrera, que pueden hacer que el motor de almacenamiento de energía funcione continuamente. En condiciones normales, el motor se detiene automáticamente una vez completado el recorrido mecánico. Si el interruptor de fin de carrera no detecta la posición final, el motor sigue funcionando, lo que conduce al desperdicio de energía y a un posible daño al motor o al mecanismo de almacenamiento.

2. Fallos mecánicos que impiden el cierre

Los fallos mecánicos pueden impedir tanto las operaciones de apertura como de cierre, resultando en fallos de disparo manual local. Cuando se utilizan comandos de control remoto, un fallo en el circuito de control o en el sistema de protección relé también puede impedir el cierre exitoso. Los circuitos abiertos en el electroimán de disparo o en el circuito de control de disparo pueden llevar al fallo de cierre. El suministro de voltaje estable es esencial durante la operación; cuando el voltaje de suministro disminuye, la resistencia del electroimán aumenta, reduciendo la capacidad de disparo. El atascamiento o bloqueo mecánico durante el proceso de disparo también puede afectar la operación de cierre, comprometiendo seriamente la funcionalidad del interruptor.

3. Quemado del electroimán de cierre

Los fallos en los mecanismos de muelle pueden reducir la eficiencia del almacenamiento de energía. Si el muelle falla, el circuito de almacenamiento de energía no puede cargarse completamente, haciendo que el motor permanezca en funcionamiento continuo, lo que puede llevar a un sobrecalentamiento y quemado del electroimán del motor. Una causa común del quemado del electroimán de cierre es la incorrecta posición del interruptor de fin de carrera—instalado demasiado bajo—lo que hace que el motor inicie antes de que el muelle esté completamente cargado. Esto resulta en un consumo excesivo de corriente y un aumento de la temperatura del electroimán. Incluso después de que los contactos del interruptor cambien de estado y corten la alimentación, el muelle puede carecer de suficiente energía para completar la operación de disparo. La operación prolongada del motor en estas condiciones también puede dañar el interruptor de fin de carrera. Tales fallos impiden las operaciones normales de apertura/cierre e incrementan el riesgo de daño a los componentes internos.

II. Soluciones para los fallos de los interruptores de alta tensión de 35kV

1. Monitorear la operación del motor de almacenamiento de energía

Dado el papel crítico del motor de almacenamiento, el personal de mantenimiento debe inspeccionar regularmente su operación. Una posición incorrecta del interruptor de fin de carrera puede impedir que el motor se detenga correctamente. El interruptor debe instalarse para asegurar que el motor se detenga a tiempo una vez alcanzado el almacenamiento completo de energía, proporcionando un suministro de energía cinética confiable y ordenado.

2. Inspeccionar regularmente los electroimanes de disparo

El personal de mantenimiento debe realizar inspecciones oportunas y efectivas de los electroimanes de disparo para identificar posibles fallos y riesgos ocultos, previniendo la escalada de incidentes. Los puntos clave de inspección incluyen:

• Verificar circuitos abiertos en el electroimán de disparo (reemplazar si está dañado)

• Verificar la continuidad en el circuito de control de disparo

• Inspeccionar el émbolo de disparo en busca de deformaciones

• Asegurarse de que el interruptor pueda operar libremente

Un circuito abierto en el bucle de control impide el flujo suficiente de corriente, perjudicando el rendimiento del interruptor. Las inspecciones regulares aseguran una operación segura y confiable.

3. Fortalecer el mantenimiento del interruptor

Mejorar la formación del personal de mantenimiento en conocimientos técnicos y análisis de fallos. Organizar estudios de casos para identificar brechas, mejorar las capacidades de respuesta y desarrollar experiencia en la prevención de accidentes y el manejo de emergencias. Aprender de incidentes pasados para evitar errores humanos recurrentes.

Gestionar estrictamente el equipo de alta tensión. Después de un viaje de fallo, nunca forzar la energización sin identificar la causa raíz, ya que esto pone en riesgo la seguridad del personal y puede expandir el incidente. Aislar el equipo que ha viajado en condiciones anormales, realizar inspecciones, pruebas y ajustes exhaustivos, y solo devolverlo al servicio después de confirmar la total seguridad.

Estandarizar los procedimientos de operación de la subestación, detallando cada paso para garantizar la unicidad operativa, mejorando así la seguridad del personal y la integridad del equipo.

4. Resolver el fallo de cierre del interruptor (negativa a cerrar)

Para abordar la negativa a cerrar:

• Insertar un contacto auxiliar normalmente cerrado (NC) del interruptor de alta tensión en el circuito de la lámpara de señal LD. Después de cerrar, no fluye corriente a través del electroimán de voltaje TBJ, eliminando el voltaje de retención. Después de un viaje, esta configuración monitorea la integridad del circuito de cierre e indica el estado abierto.

• Alternativamente, reubicar el cableado de LD de manera que, después de que TBJ opera, LD se desconecte del electroimán de voltaje. Sin embargo, esta modificación puede ser compleja en algunos mecanismos de interruptor.

• Si no hay un contacto NC de repuesto, conectar un resistor auxiliar (R) en paralelo con el electroimán de voltaje TBJ para limitar su voltaje a ≤30% del voltaje nominal, evitando la operación no intencionada.

5. Ajustar la posición del interruptor de fin de carrera

Una posición incorrecta del interruptor de fin de carrera (demasiado alta o demasiado baja) puede causar fallos. Si el almacenamiento de energía no está completo, puede fluir corriente y voltaje excesivos, lo que lleva a fallos en el circuito. El personal de mantenimiento debe ajustar rápidamente la posición del interruptor para prevenir la escalada del incidente. Un ajuste adecuado asegura que el motor se detenga precisamente cuando la carga esté completa. Durante las operaciones de conmutación, confiar en la luz indicadora de almacenamiento de energía para confirmar la preparación. Solo cuando se verifique la apertura/cierre libre, se puede considerar que el interruptor está en buen estado. La correcta posición del interruptor de fin de carrera es fundamental para la operación confiable de los interruptores de 35kV y la prevención de accidentes.

Conclusión

La electricidad es una fuente de energía vital para el desarrollo económico nacional. Asegurar un suministro de energía de alta calidad y la estabilidad de la red es primordial. Los interruptores de alta tensión son esenciales para proteger y controlar la operación segura de los sistemas de potencia. Su rendimiento confiable es crucial para la estabilidad general de la red. Por lo tanto, el personal de mantenimiento de las subestaciones debe comprender plenamente el estado operativo, los patrones de fallo y las causas raíces de los interruptores de alta tensión, y ser capaz de implementar acciones correctivas efectivas. La resolución oportuna de fallos asegura la seguridad de la red y proporciona a los usuarios un suministro de energía de alta calidad y eficiente.