Interruptor de Vacío con Fallos: Causas e Solucións

Análise de fallos e resolución de problemas en interruptores de alta tensión de vacío

As vantaxes dos interruptores de vacío van máis aló dun deseño sen óleo. Tamén ofrecen longa vida eléctrica e mecánica, alta resistencia dieléctrica, forte capacidade de interrupción consecutiva, tamaño compacto, peso reducido, idoneidade para operación frecuente, prevención de incendios e baixa manutención—beneficios rapidamente recoñecidos por operadores de sistemas de enerxía, persoal de mantemento e enxeñeiros. Os primeiros interruptores de alta tensión de vacío producidos en China sofrían de inestabilidade de calidade, sobretensión excesiva de corte de corrente durante a operación e ocasional fuga no interrumpidor de vacío.

No entanto, na Conferencia de Promoción da Aplicación de Interruptores de Vacío de Tianjin en 1992, a tecnoloxía de fabricación de interruptores de vacío de China avanzou ata o fronte internacional, marcando un punto de inflexión na súa aplicación e desenvolvemento. Con o uso xeneralizado de interruptores de vacío, os fallos ocorren ocasionalmente. Este artigo analiza os fallos comúns e ofrece soluciós correspondentes.

Condicións Operativas Anormais Comúns

1. O interruptor non pecha ou abre (Recusa de operar)：Despois de recibir unha orde de pechar (ou abrir), o electroimán de pechado (ou apertura) actúa, o pistón libera o gancho, e a molla de pechado (ou apertura) libera a enerxía para impulsar o mecanismo. No entanto, o interrumpidor non pecha (ou abre).

2. Apertura involuntaria (Falso viaxe)：O interruptor se abre sen ningún sinal de control externo ou operación manual durante o servizo normal.

3. O motor de almacenamento continua a funcionar despois de cargar a molla：Despois de pechar, o motor comeza a cargar a molla. Aínda despois de terse cargado completamente, o motor continua a funcionar.

4. Resistencia DC aumentada：Despois de operación prolongada, a resistencia de contacto do interrumpidor de vacío aumenta gradualmente.

5. Tempo de rebote de pechado aumentado：Co tempo, a duración do rebote de contacto durante o pechado aumenta.

6. Descarga desde a superficie do CT ao soporte no compartimento central：Durante a operación, ocorre arco entre a superficie do transformador de corrente (CT) e a estrutura de soporte no compartimento central.

7. O interrumpidor de vacío non se abre：Despois dunha orde de viaxe, o interrumpidor non se abre ou só se abre parcialmente (operación monofásica ou bifásica).

Análise das Causas dos Fallos

1. Recusa de pechar ou abrir

Cando o mecanismo de operación non actúa, primeiro determinar se a causa está no circuito de control secundario (por exemplo, relé de protección) ou nos compoñentes mecánicos. Despois de confirmar que o circuito secundario é normal, atopouse un exceso de folgura na articulación universal que conecta o brazo principal do mecanismo. Aínda que o mecanismo funcione normalmente, non consegue impulsar a ligazón, resultando en un fallo de pechado ou viaxe.

2. Viaxe involuntaria

En operación normal, o interruptor non debe viaxar sen unha orde externa. Despois de descartar o erro humano, a inspección revelou un curto circuito nos contactos do interruptor auxiliar dentro da caixa do mecanismo. O electroimán de viaxe foi energizado a través deste curto, causando unha viaxe falsa. A causa raíz foi a entrada de auga de chuvia na caixa do mecanismo, escoando polo brazo de saída e directamente sobre o interruptor auxiliar, causando un curto nos contactos.

3. O motor de almacenamento continua a funcionar despois de cargar a molla

Despois de pechar, o motor de almacenamento de enerxía comeza. Cando a molla está completamente cargada, un sinal indica a finalización. O circuito de almacenamento inclúe un contacto auxiliar normalmente aberto do interruptor e un contacto de conmutador de fin de curso normalmente pechado. Despois de pechar, o contacto auxiliar pecha, iniciando o motor. Unha vez que a molla está completamente cargada, a palanca do mecanismo abre o contacto normalmente pechado do conmutador de fin de curso, cortando a enerxía ao motor. Se a palanca non abre este contacto, o circuito permanece energizado, e o motor continua a funcionar.

4. Resistencia DC aumentada

Os contactos do interrumpidor de vacío son de tipo cara a cara. Unha resistencia de contacto excesiva causa sobrecalentamento baixo carga, comprometendo a conductividade e o rendemento de interrupción. A resistencia debe permanecer por debaixo das especificacións do fabricante. A presión da molla de contacto afecta significativamente a resistencia e debe medirse en condicións de sobretravés adecuadas. Un aumento gradual da resistencia reflete a erosión do contacto. O desgaste do contacto e os cambios na separación do contacto son as principais causas do aumento da resistencia DC.

5. Tempo de rebote de pechado aumentado

Un certo rebote de contacto é normal durante o pechado, pero un rebote excesivo pode causar queimaduras ou soldadura do contacto. O estándar técnico limita o rebote de pechado a ≤2ms. Co paso do tempo, as principais causas do aumento do rebote son a diminución da forza da molla de contacto e o desgaste que provoca folgura nas palancas e pinos.

6. Descarga desde a superficie do CT ao soporte

O compartimento central aloxa un transformador de corrente (CT). Durante a operación, poden formarse campos eléctricos desiguais na superficie do CT. Para evitar isto, os fabricantes recubren a superficie con pintura semiconductora para igualar o campo. Durante a montaxe, as restriccións de espazo poden provocar que o recubrimento semiconductor ao redor dos pernos de montaxe sexa raspado, levando a distorsión do campo e descarga da superficie ao soporte durante a operación.

7. O interrumpidor de vacío non se abre

En condicións normais, o interruptor debe interromper a corrente de maneira fiable, xa sexa accionado manualmente ou por un relé de protección.

Os interruptores de vacío difiren de outros tipos porque usan o vacío como medio de aislamento e extinción de arco. Se o nivel de vacío disminúe, ocorre ionización dentro da cámara, xerando partículas cargadas que reducen a resistencia dieléctrica, impedindo a interrupción correcta da corrente.

Resolución de Problemas e Soluciós

1. Recusa de pechar ou abrir：Inspectar todas as partes de conexión no mecanismo de operación en busca de exceso de folgura. Substituír as pezas desgastadas por pezas novas, de alta dureza e cualificadas.

2. Viaxe involuntaria：Selar todos os puntos potenciais de entrada de auga; instalar mangas de silicón protectoras no braço de saída de ligazón; activar o dispositivo de calefacción e eliminación de humidade dentro da caixa do mecanismo.

3. O motor de almacenamento continua a funcionar despois de cargar a molla：Ajustar a posición do conmutador de fin de curso para que a palanca abra completamente o seu contacto normalmente pechado cando a molla está completamente cargada.

4. Resistencia DC aumentada：Ajustar a separación e o sobretravés do interrumpidor. Medir a resistencia de contacto usando o método de caída de tensión DC (con corrente de proba ≥100A) segundo as especificacións. Se o ajuste non reduce a resistencia, substituír o interrumpidor de vacío.

5. Tempo de rebote de pechado aumentado：Aumentar ligeramente a presión inicial da molla de contacto ou substituíla. Se a folgura das palancas ou pinos supera 0,3 mm, substituír estas pezas. Ajustar o mecanismo de transmisión desprazándoo levemente cara ao punto morto na posición pechada—onde a relación de transmisión é mínima—para reducir o rebote.

6. Descarga desde a superficie do CT ao soporte：Volver a aplicar uniformemente unha capa de pintura semiconductora na superficie do CT para restaurar a distribución uniforme do campo eléctrico.

7. O interrumpidor de vacío non se abre

Se a integridade do vacío está confirmada por debaixo dos niveis requeridos, substituír o interrumpidor de vacío. Seguir estes pasos:

• Asegurar que o novo interrumpidor de vacío pasa as probas de integridade de vacío antes da instalación.

• Remover o antigo interrumpidor e instalar o novo verticalmente. Asegurar a alineación entre o varão de contacto móvel e o interrumpidor. Evitar o estrés torsional durante a instalación.

• Despois da instalación, medir a separación de contacto e o sobretravés. Ajustar como sea necesario:① Ajustar o sobretravés mediante a conexión roscada da barra de tracción aislante.② Ajustar a separación de contacto modificando a lonxitude do varão conductor móvel.

• Usar un analizador de interruptores para medir a velocidade de pechado/apertura, a sincronización trifásica e o rebote de pechado. Realizar ajustes adicionais se os resultados están fóra das especificacións.