Trencacircuits de buit: causes i solucions

Anàlisi de falles i resolució de problemes dels interruptors de corrent d'alta tensió al buit

Els avantatges dels interruptors de corrent al buit van més enllà del disseny sense oli. També ofereixen una llarga vida elèctrica i mecànica, alta resistència dielèctrica, forta capacitat de tall consecutiva, mida compacta, pes lleuger, adequació per a operacions freqüents, prevenció d'incendis i baixa manteniment—beneficis ràpidament reconeguts pels operadors de sistemes elèctrics, personal de manteniment i enginyers. Els primers interruptors de corrent d'alta tensió al buit produïts a Xina patien qualitat inestable, sobretensió excessiva de tall de corrent durant l'operació i ocasionals fugues de l'interruptor al buit.

No obstant això, a la Conferència de Promoció de l'Aplicació de Commutadors al Buit de Tianjin de 1992, la tecnologia de fabricació d'interruptors al buit a Xina havia avançat fins a situar-se al front internacional, marcant un punt de gir en la seva aplicació i desenvolupament. Amb l'ús generalitzat dels interruptors al buit, es produeixen ocasionalment falles. Aquest article analitza les falles comunes i proporciona solucions corresponents.

Condicions Operatives Anòmal·les Comunes

1. L'interruptor no tanca o obre (Refusament d'operació)：Després de rebre una ordre de tancament (o desconnectar), el solenoide de tancament (o desconnectar) opera, el pistó allibera el ganivet, i la molla de tancament (o obrir) allibera energia per a moure la mecanisme. No obstant això, l'interruptor no tanca (o obre).

2. Desconnectació Involuntària (Falla de desconnectar)：L'interruptor desconnecta sense cap senyal de control extern ni operació manual durant el servei normal.

3. El motor d'emmagatzematge continua funcionant després de la càrrega de la molla：Després de tancar, el motor comença a carregar la molla. Encara que s'hagi completat l'emmagatzematge total d'energia, el motor continua funcionant.

4. Augment de la Resistència CC：Després d'un funcionament prolongat, la resistència de contacte de l'interruptor al buit augmenta gradualment.

5. Augment del Temps de Rebot de Tancament：Amb el temps, la durada del rebot de contacte durant el tancament augmenta.

6. Descàrrega de la Superfície del CT al Suport de la Cambra Central：Durant l'operació, es produeix un arc entre la superfície del transformador de corrent (CT) i l'estructura de suport a la cambra central.

7. L'interruptor al buit no obre：Després d'una ordre de desconnectar, l'interruptor no obre o només ho fa parcialment (operació monofàsica o bifàsica).

Anàlisi de les Causes de les Falles

1. Refusament de Tancament o Obrir

Quan el mecanisme d'operació no actua, primer s'ha de determinar si la causa és en el circuit de control secundari (per exemple, relé de protecció) o en els components mecànics. Després de confirmar que el circuit secundari és normal, es va trobar un exces de clearance en la junta universal que connecta el braç principal del mecanisme. Tot i que el mecanisme funciona normalment, no arriba a moure la transmissió, resultant en un tancament o desconnectar fallit.

2. Desconnectació Involuntària

En el funcionament normal, l'interruptor no hauria de desconnectar sense una ordre externa. Després d'excloure l'error humà, la inspecció va revelar un curt circuit als contactes del commutador auxiliar dins de la caixa del mecanisme. La bobina de desconnectar s'activava a través d'aquest curt, causant una desconnectació falsa. La causa raonable era la infiltració d'aigua de pluja a la caixa del mecanisme, que s'escorria pel braç de sortida i directament sobre el commutador auxiliar, causant un curt circuit.

3. El Motor d'Emmagatzematge Continua Funcionant Després de la Càrrega de la Molla

Després de tancar, el motor d'emmagatzematge s'inicia. Quan la molla està totalment carregada, un senyal indica la compleció. El circuit d'emmagatzematge inclou un contacte auxiliar normalment obert de l'interruptor i un contacte de limitador normalment tancat. Després de tancar, el contacte auxiliar es tanca, iniciant el motor. Un cop la molla està totalment carregada, el braç del mecanisme obre el contacte normalment tancat del limitador, tallant la alimentació al motor. Si el braç no obre aquest contacte, el circuit roman energitzat, i el motor continua funcionant.

4. Augment de la Resistència CC

Els contactes de l'interruptor al buit són de tipus but. Una resistència de contacte excessiva provoca sobrecalentament sota càrrega, deteriorant la conductivitat i la prestació d'interrupció. La resistència ha de romandre per sota de les especificacions del fabricant. La pressió de la molla de contacte afecta significativament la resistència i s'ha de mesurar en condicions d'excursió pròpies. Un increment gradual de la resistència reflecteix l'erosió del contacte. L'us del contacte i els canvis en la separació del contacte són les causes principals de l'augment de la resistència CC.

5. Augment del Temps de Rebot de Tancament

Un cert rebot de contacte és normal durant el tancament, però un rebot excessiu pot provocar la fusió o soldadura dels contactes. La norma tècnica limita el rebot de tancament a ≤2ms. Amb el temps, les causes principals de l'increment del rebot són la reducció de la força de la molla de contacte i l'us que provoca clearance en els levers i eixos.

6. Descàrrega de la Superfície del CT al Suport

La cambra central conté un transformador de corrent (CT). Durant l'operació, poden formar-se camps elèctrics irregulars a la superfície del CT. Per prevenir-ho, els fabricants cobreixen la superfície amb pintura semiconductora per igualar el camp. Durant el muntatge, les restriccions espacials poden fer que la cobertura semiconductora al voltant dels torns de fixació s'esborri, causant distorsió del camp i descàrrega de la superfície al suport durant l'operació.

7. L'interruptor al buit no obre

En condicions normals, l'interruptor hauria de interrompre la corrent de manera fiable, ja sigui desconnectat manualment o per un relé de protecció.

Els interruptors al buit difereixen d'altres tipus en utilitzar el buit com a mitjà d'aislament i extinció d'arc. Si el nivell de buit disminueix, es produeix ionització a l'interior de la cambra, generant partícules carregades que redueixen la resistència dielèctrica, impedint la interrupció correcta de la corrent.

Resolució de Problemes i Solucions

1. Refusament de Tancament o Obrir：Inspeccionar totes les parts de connexió del mecanisme d'operació per a clearance excessiva. Substituir les peces gastades amb noves peces de alta duresa i qualificades.

2. Desconnectació Involuntària：Tancar tots els punts potencials d'entrada de pluja; instal·lar màniques de silicó protector a la transmissió del braç de sortida; activar el dispositiu de calefacció i eliminació d'humitat a l'interior de la caixa del mecanisme.

3. El Motor d'Emmagatzematge Continua Funcionant Després de la Càrrega de la Molla：Ajustar la posició del limitador perquè el braç obri completament el contacte normalment tancat quan la molla estigui totalment carregada.

4. Augment de la Resistència CC：Ajustar la separació del contacte i l'excursió de l'interruptor. Mesurar la resistència de contacte utilitzant el mètode de caiguda de tensió CC (amb corrent de prova ≥100A) segons les normes. Si l'ajust no aconsegueix reduir la resistència, substituir l'interruptor al buit.

5. Augment del Temps de Rebot de Tancament：Augmentar lleugerament la pressió inicial de la molla de contacte o substituirla. Si el clearance del lever o del pin excedeix 0,3mm, substituir aquests components. Ajustar el mecanisme de conducció desplaçant-lo lleugerament cap al punt mort en la posició tancada—on la raó de transmissió és mínima—per reduir el rebot.

6. Descàrrega de la Superfície del CT al Suport：Reaplicar uniformement una capa de pintura semiconductora a la superfície del CT per restaurar la distribució uniforme del camp elèctric.

7. L'interruptor al buit no obre

Si s'ha confirmat que la integritat del buit està per sota dels nivells requerits, substituir l'interruptor al buit. Seguir aquests passos:

• Assegurar-se que el nou interruptor al buit supera la prova d'integritat del buit abans de la instal·lació.

• Eliminar l'interruptor vell i instal·lar el nou verticalment. Assegurar l'alineació entre el rod de contacte mòbil i l'interruptor. Evitar la tensió torsional durant la instal·lació.

• Després de la instal·lació, mesurar la separació del contacte i l'excursió. Ajustar si cal:① Ajustar l'excursió a través de la connexió roscada de la barra d'isolament.② Ajustar la separació del contacte modificant la longitud de la barra conductora mòbil.

• Utilitzar un analitzador d'interruptors per mesurar la velocitat d'obertura/tancament, la sincronització trifàsica i el rebot de tancament. Realitzar ajustos addicionals si els resultats estan fora de l'especificació.