Interrupteur à Vide : Pannes Causes et Solutions
Analyse des pannes et dépannage des disjoncteurs à haute tension sous vide
Les avantages des disjoncteurs sous vide vont au-delà de la conception sans huile. Ils offrent également une longue durée de vie électrique et mécanique, une forte résistance diélectrique, une capacité de coupure consécutive élevée, une taille compacte, un faible poids, une aptitude aux opérations fréquentes, une prévention contre les incendies et un entretien minimal - des avantages rapidement reconnus par les opérateurs de systèmes électriques, le personnel de maintenance et les ingénieurs. Les premiers disjoncteurs à haute tension sous vide produits en Chine souffraient d'une qualité instable, d'une surtension excessive due à l'interception du courant pendant l'exploitation, et parfois de fuites dans l'interrupteur sous vide.
Cependant, lors de la Conférence de promotion de l'application des interrupteurs sous vide à Tianjin en 1992, la technologie de fabrication des disjoncteurs sous vide en Chine avait atteint le niveau international, marquant un tournant dans son application et son développement. Avec l'utilisation généralisée des disjoncteurs sous vide, des pannes surviennent occasionnellement. Cet article analyse les pannes courantes et propose des solutions correspondantes.
Conditions d'exploitation anormales courantes
1. Le disjoncteur ne se ferme pas ou ne s'ouvre pas (refus de fonctionnement)：Après avoir reçu une commande de fermeture (ou d'ouverture), l'électroaimant de fermeture (ou d'ouverture) fonctionne, la tige libère le verrou, et le ressort de fermeture (ou d'ouverture) libère l'énergie pour entraîner le mécanisme. Cependant, l'interrupteur ne se ferme pas (ou ne s'ouvre pas).
2. Déclenchement involontaire (déclenchement faux)：Le disjoncteur se déclenche sans aucun signal de contrôle externe ou manipulation manuelle pendant un service normal.
3. Le moteur de stockage continue de fonctionner après la charge du ressort：Après la fermeture, le moteur commence à charger le ressort. Même après que le ressort est complètement chargé, le moteur continue de fonctionner.
4. Résistance directe accrue：Après une exploitation prolongée, la résistance de contact de l'interrupteur sous vide augmente progressivement.
5. Temps de rebond de fermeture accru：Au fil du temps, la durée de rebond des contacts lors de la fermeture augmente.
6. Décharge de la surface du TC vers le support dans la chambre centrale：Lors de l'exploitation, un arc électrique se produit entre la surface du transformateur de courant (TC) et la structure de support dans la chambre centrale.
7. L'interrupteur sous vide ne s'ouvre pas：Après une commande de déclenchement, l'interrupteur ne s'ouvre pas ou ne s'ouvre que partiellement (opération monophasée ou biphasée).
Analyse des causes des pannes
1. Refus de fermer ou d'ouvrir
Lorsque le mécanisme d'exploitation ne fonctionne pas, il faut d'abord déterminer si la cause est dans le circuit de commande secondaire (par exemple, le relais de protection) ou les composants mécaniques. Après avoir confirmé que le circuit secondaire est normal, on a constaté un jeu excessif dans l'articulation universelle reliant le bras principal du mécanisme. Bien que le mécanisme fonctionne normalement, il ne parvient pas à entraîner la liaison, entraînant un échec de fermeture ou de déclenchement.
2. Déclenchement involontaire
En exploitation normale, le disjoncteur ne doit pas se déclencher sans commande externe. Après avoir éliminé l'erreur humaine, l'inspection a révélé un court-circuit aux contacts du commutateur auxiliaire à l'intérieur de la boîte du mécanisme. Le bobinage de déclenchement a été alimenté via ce court-circuit, causant un déclenchement faux. La cause racine était l'infiltration d'eau de pluie dans la boîte du mécanisme, coulant le long du bras de sortie et directement sur le commutateur auxiliaire, provoquant un court-circuit des contacts.
3. Le moteur de stockage continue de fonctionner après la charge du ressort
Après la fermeture, le moteur d'accumulateur d'énergie démarre. Lorsque le ressort est complètement chargé, un signal indique la fin. Le circuit de stockage comprend un contact auxiliaire normalement ouvert du disjoncteur et un contact de limiteur normalement fermé. Après la fermeture, le contact auxiliaire se ferme, démarrant le moteur. Une fois le ressort complètement chargé, le levier du mécanisme ouvre le contact normalement fermé du limiteur, coupant l'alimentation du moteur. Si le levier ne parvient pas à ouvrir ce contact, le circuit reste alimenté et le moteur continue de fonctionner.
4. Résistance directe accrue
Les contacts de l'interrupteur sous vide sont de type butée. Une résistance de contact excessive provoque une surchauffe sous charge, nuisant à la conductivité et à la performance d'interruption. La résistance doit rester en dessous des spécifications du fabricant. La pression du ressort de contact a un impact significatif sur la résistance et doit être mesurée dans des conditions de surcourse appropriées. L'augmentation progressive de la résistance reflète l'érosion des contacts. L'usure des contacts et les changements dans l'écart des contacts sont les principales causes de l'augmentation de la résistance directe.
5. Temps de rebond de fermeture accru
Un certain rebond des contacts est normal lors de la fermeture, mais un rebond excessif peut causer la brûlure ou la soudure des contacts. La norme technique limite le rebond de fermeture à ≤2ms. Au fil du temps, les principales causes de l'augmentation du rebond sont la diminution de la force du ressort de contact et l'usure qui crée un jeu dans les leviers et les broches.
6. Décharge de la surface du TC vers le support
La chambre centrale abrite un transformateur de courant (TC). Lors de l'exploitation, des champs électriques inégaux peuvent se former sur la surface du TC. Pour prévenir cela, les fabricants recouvrent la surface d'une peinture semi-conductrice pour uniformiser le champ. Lors de l'assemblage, les contraintes d'espace peuvent causer l'abrasion de la peinture semi-conductrice autour des boulons de montage, conduisant à une distorsion du champ et à une décharge de la surface vers le support lors de l'exploitation.
7. L'interrupteur sous vide ne s'ouvre pas
Dans des conditions normales, le disjoncteur devrait interrompre le courant de manière fiable, qu'il soit déclenché manuellement ou par le relais de protection.
Les disjoncteurs sous vide diffèrent des autres types en utilisant le vide comme isolant et milieu d'extinction d'arc. Si le niveau de vide diminue, l'ionisation se produit à l'intérieur de la chambre, générant des particules chargées qui réduisent la force d'isolement, empêchant l'interruption correcte du courant.
Dépannage et solutions
1. Refus de fermer ou d'ouvrir：Inspectez toutes les parties de connexion du mécanisme d'exploitation pour un jeu excessif. Remplacez les composants usés par de nouvelles pièces de haute dureté, qualifiées.
2. Déclenchement involontaire：Scellez tous les points d'entrée potentiels de la pluie ; installez des manchons protecteurs en silicone sur la liaison de la bielle de sortie ; activez le dispositif de chauffage et de suppression d'humidité à l'intérieur de la boîte du mécanisme.
3. Le moteur de stockage continue de fonctionner après la charge du ressort：Ajustez la position du limiteur de fin de course afin que le levier ouvre complètement le contact normalement fermé lorsque le ressort est complètement chargé.
4. Résistance directe accrue：Ajustez l'écart des contacts et la surcourse de l'interrupteur. Mesurez la résistance de contact en utilisant la méthode de chute de tension continue (avec un courant de test ≥100A) selon les normes. Si l'ajustement ne parvient pas à réduire la résistance, remplacez l'interrupteur sous vide.
5. Temps de rebond de fermeture accru：Augmentez légèrement la pression initiale du ressort de contact ou remplacez-le. Si le jeu des leviers ou des broches dépasse 0,3 mm, remplacez ces pièces. Ajustez le mécanisme d'entraînement en le décalant légèrement vers le point mort central en position fermée - où le rapport de transmission est minimal - pour réduire le rebond.
6. Décharge de la surface du TC vers le support：Réappliquez uniformément une couche de peinture semi-conductrice sur la surface du TC pour restaurer une distribution uniforme du champ électrique.
7. L'interrupteur sous vide ne s'ouvre pas
Si l'intégrité du vide est confirmée en dessous des niveaux requis, remplacez l'interrupteur sous vide. Suivez ces étapes :
Assurez-vous que le nouvel interrupteur sous vide passe le test d'intégrité du vide avant l'installation.
Retirez l'ancien interrupteur et installez le nouveau verticalement. Assurez-vous de l'alignement entre la tige de contact mobile et l'interrupteur. Évitez toute contrainte de torsion lors de l'installation.
Après l'installation, mesurez l'écart des contacts et la surcourse. Ajustez selon les besoins :① Ajustez la surcourse via la connexion filetée de la tige isolante de traction.② Ajustez l'écart des contacts en modifiant la longueur de la tige conductrice mobile.
Utilisez un analyseur de disjoncteur pour mesurer la vitesse d'ouverture/fermeture, la synchronisation triphasée et le rebond de fermeture. Effectuez d'autres ajustements si les résultats sont hors spécification.
