Mga Sakit sa Vacuum Circuit Breaker: Mga Dahilan at Solusyon

Pagsusuri at Paggamot ng mga Kamalian sa Mataas na Voltanghe na Vacuum Circuit Breaker

Ang mga abilidad ng vacuum circuit breaker ay lumalampas sa disenyo na walang langis. Ito din ay nag-aalok ng mahabang buhay elektrikal at mekanikal, mataas na dielectric strength, malakas na consecutive breaking capacity, maliit na sukat, magaan, angkop para sa madalas na operasyon, pag-iwas sa sunog, at mababang pangangalaga—mga benepisyo na mabilis na natuklasan ng mga operator ng power system, maintenance personnel, at inhenyero. Ang mga lokal na ginawang high-voltage vacuum circuit breakers sa Tsina noong unang panahon ay may hindi matatag na kalidad, sobrang current chopping overvoltage sa panahon ng operasyon, at kadalubhasaang pagdami ng vacuum interrupter leakage.

Gayunpaman, noong 1992 Tianjin Vacuum Switch Application Promotion Conference, ang teknolohiya ng paggawa ng vacuum circuit breaker ng Tsina ay umunlad hanggang sa naging kasama na ito sa internasyonal na pinakamataas, na nagmarka ng isang turning point sa kanyang aplikasyon at pag-unlad. Habang mas lalong ginagamit ang vacuum circuit breakers, minsan ay nagkakaroon ng mga pagkakamali. Ang artikulong ito ay sumusuri ng mga karaniwang kamalian at nagbibigay ng mga kaugnay na solusyon.

Karaniwang Abnormal na Kagawian ng Operasyon

1. Ang Circuit Breaker Ay Hindi Nakakapagsara o Bubuksan (Refusal to Operate)：Matapos tumanggap ng utos na isara (o buksan), ang closing (o tripping) solenoid ay gumagalaw, ang plunger ay naglalabas ng latch, at ang closing (o opening) spring ay nagrerelease ng enerhiya upang pumwersa sa mekanismo. Gayunpaman, ang interrupter ay hindi nakakapagsara (o bubuksan).

2. Hindi Inaasahang Pagbubukas (False Tripping)：Ang breaker ay bumubukas nang walang anumang panlabas na control signal o manwal na operasyon sa normal na serbisyo.

3. Ang Storage Motor Ay Patuloy Na Gumagana Matapos ang Spring Charging：Matapos bumukas, ang motor ay nagsisimula na punan ang spring. Kahit na matapos ang full energy storage, ang motor ay patuloy na gumagana.

4. Tumaas na DC Resistance：Matapos ang mahabang operasyon, ang contact resistance ng contacts ng vacuum interrupter ay paulit-ulit na tumaas.

5. Tumaas na Closing Bounce Time：Sa loob ng panahon, ang haba ng contact bounce sa panahon ng closing ay paulit-ulit na tumaas.

6. Discharge mula sa CT Surface Hanggang sa Support Bracket sa Middle Chamber：Sa panahon ng operasyon, ang arcing ay nangyayari sa pagitan ng surface ng current transformer (CT) at ang support structure sa middle chamber.

7. Ang Vacuum Interrupter Ay Hindi Nakakabukas：Matapos ang utos na buksan, ang interrupter ay hindi nakakabukas o kaya ay kakaunti lamang (single-phase o two-phase operation).

Pagsusuri ng Dahilan ng Kamalian

1. Refusal to Close or Open

Kapag ang operating mechanism ay hindi gumagana, una ay tuklasin kung ang dahilan ay nasa secondary control circuit (halimbawa, protection relay) o mechanical components. Matapos makumpirma na normal ang secondary circuit, natuklasan ang labis na clearance sa universal joint na naka-attach sa main lever arm ng mechanism. Kahit na gumagana ang mechanism nang normal, ito ay hindi nakapagpapadala ng linkage, na nagresulta sa failed closing o tripping.

2. Unintended Tripping

Sa normal na operasyon, ang breaker ay hindi dapat bumuka nang walang panlabas na utos. Matapos i-exclude ang tao, natuklasan ang short circuit sa auxiliary switch contacts sa loob ng mechanism box. Ang trip coil ay nag-energize sa pamamagitan ng short na ito, na nagresulta sa false tripping. Ang ugat ng dahilan ay ang pagpasok ng ulan sa mechanism box, na bumaba sa output crank arm at direktang tumama sa auxiliary switch, na nagresulta sa contact shorting.

3. Storage Motor Continues Running After Spring Charging

Matapos bumukas, ang energy storage motor ay nagsisimula. Kapag puno na ang spring, isang signal ang nagpapahiwatig ng pagtatapos. Ang storage circuit ay kasama ang normally open auxiliary contact mula sa breaker at ang normally closed limit switch contact. Matapos bumukas, ang auxiliary contact ay nagsisimula, na nagsisimula ng motor. Kapag puno na ang spring, ang mechanism lever ay binubuksan ang normally closed contact ng limit switch, na nagputol ng lakas sa motor. Kung ang lever ay hindi binubuksan ang contact na ito, ang circuit ay patuloy na energized, at ang motor ay patuloy na gumagana.

4. Increased DC Resistance

Ang vacuum interrupter contacts ay butt-type. Ang labis na contact resistance ay nagdudulot ng sobrang init sa ilalim ng load, na nagbabawas ng conductivity at interrupting performance. Ang resistance ay dapat manatili sa ilalim ng specifications ng manufacturer. Ang pressure ng contact spring ay lubhang nakakaapekto sa resistance at dapat ituring sa tamang kondisyon ng overtravel. Ang paulit-ulit na pagtaas ng resistance ay nagpapakita ng contact erosion. Ang contact wear at pagbabago sa contact gap ang pangunahing dahilan ng pagtaas ng DC resistance.

5. Increased Closing Bounce Time

Ang ilang contact bounce ay normal sa panahon ng closing, ngunit ang labis na bounce ay maaaring magdulot ng contact burning o welding. Ang technical standard ay limitado ang closing bounce sa ≤2ms. Sa loob ng panahon, ang pangunahing dahilan ng pagtaas ng bounce ay ang bawas na contact spring force at wear-induced clearance sa levers at pins.

6. Discharge from CT Surface to Support Bracket

Ang middle chamber ay naglalaman ng current transformer (CT). Sa panahon ng operasyon, maaaring mabuo ang uneven electric fields sa surface ng CT. Upang iwasan ito, ang mga manufacturer ay nagco-coat ng semiconductor paint sa surface upang pantayin ang field. Sa panahon ng assembly, ang space constraints maaaring magresulta sa pag-scrape off ng semiconductor coating sa paligid ng mounting bolts, na nagdudulot ng field distortion at surface-to-bracket discharge sa panahon ng operasyon.

7. Vacuum Interrupter Fails to Open

Sa normal na kondisyon, ang breaker ay dapat maingat na hiwalayin ang current kahit na tripped manually o sa pamamagitan ng protection relay.

Ang vacuum circuit breakers ay iba sa ibang uri dahil gumagamit ng vacuum bilang insulating at arc-quenching medium. Kung ang vacuum level ay bumaba, ang ionization ay nangyayari sa loob ng chamber, na nagbibigay ng charged particles na nagbabawas ng insulation strength, na nagpapahinto ng maayos na paghihiwalay ng current.

Troubleshooting and Solutions

1. Refusal to Close or Open：Isisiyasat ang lahat ng konektadong bahagi sa operating mechanism para sa labis na clearance. Palitan ang mga nabuwisan na bahagi ng bagong, mataas na hardness, qualified parts.

2. Unintended Tripping：Siguruhin ang lahat ng potensyal na puntos ng pagsisilip ng ulan; i-install ang protective silicone sleeves sa output crank linkage; i-activate ang heating at moisture-removal device sa loob ng mechanism box.

3. Storage Motor Continues Running After Spring Charging：I-adjust ang posisyon ng limit switch upang ang lever ay bukas na nang buo ang normally closed contact nito kapag puno na ang spring.

4. Increased DC Resistance：I-adjust ang contact gap at overtravel ng interrupter. Sukatin ang contact resistance gamit ang DC voltage drop method (test current ≥100A) na nasa standards. Kung ang adjustment ay hindi nagpapababa ng resistance, palitan ang vacuum interrupter.

5. Increased Closing Bounce Time：Slightly increase the initial pressure of the contact spring or replace it. If lever or pin clearance exceeds 0.3mm, replace these parts. Adjust the drive mechanism by shifting it slightly toward the dead center point in the closed position—where transmission ratio is minimal—to reduce bounce.

6. Discharge from CT Surface to Support Bracket：Evenly reapply a layer of semiconductor paint on the CT surface to restore uniform electric field distribution.

7. Vacuum Interrupter Fails to Open

If vacuum integrity is confirmed below required levels, replace the vacuum interrupter. Follow these steps:

• Ensure the new vacuum interrupter passes vacuum integrity testing before installation.

• Remove the old interrupter and install the new one vertically. Ensure alignment between the moving contact rod and the interrupter. Avoid torsional stress during installation.

• After installation, measure contact gap and overtravel. Adjust as needed:① Adjust overtravel via the insulating pull rod’s threaded connection.② Adjust contact gap by modifying the length of the moving conductive rod.

• Use a circuit breaker analyzer to measure opening/closing speed, three-phase synchronization, and closing bounce. Make further adjustments if results are out of specification.