Prekidaci pod vakuom: Uzroci i rješenja

Analiza grešaka i otklanjanje neispravnosti visokonaponskih vakuumskih prekidača

Prednosti vakuumskih prekidača idu dalje od dizajna bez ulja. Oni također nude dugotrajan električni i mehanički život, visoku dielektričnu čvrstoću, snažnu zaredovitost prekidanja, kompaktnu veličinu, lakšinu, prikladnost za često korištenje, sprječavanje požara i nisku održavajuću cijenu – prednosti koje su brzo prepoznale operativne osobe, održavatelje i inženjere sustava snage. Rani domaći visokonaponski vakuumski prekidači u Kini trpjeli su nestabilno kvalitetom, prevelikim nadnaponetom prilikom prekidanja struje i povremenim curenjem vakuumskog prekidača.

Međutim, do konferencije o primjeni vakuumskih prekidača u Tianjinu 1992. godine, tehnologija proizvodnje vakuumskih prekidača u Kini napredovala je na međunarodni nivo, označavajući preokret u njihovoj primjeni i razvoju. S širokom upotrebom vakuumskih prekidača, povremeno se javljaju neispravnosti. Ovaj članak analizira uobičajene neispravnosti i nudi odgovarajuće rješenja.

Uobičajeni neobični uvjeti rada

1. Prekidač ne može zatvoriti ili otvoriti (Odbijanje rada)：Nakon primljenog naredbe za zatvaranje (ili isključivanje), elektromagnet za zatvaranje (ili isključivanje) djeluje, plunger oslobađa zatvarač, a opruga za zatvaranje (ili otvaranje) oslobađa energiju kako bi pogonila mehanizam. Međutim, prekidač ne može zatvoriti (ili otvoriti).

2. Neplanirano isključivanje (Lažno isključivanje)：Prekidač se isključi bez bilo kakvog vanjskog kontrolnog signala ili ručnog upravljanja tijekom normalne upotrebe.

3. Motor za pohranu nastavlja raditi nakon nabijanja opruge：Nakon zatvaranja, motor započinje nabijanje opruge. Čak i nakon punog nabijanja, motor nastavlja raditi.

4. Povećana DC otpornost：Nakon dugo trajanja, otpornost kontakata vakuumskog prekidača postepeno raste.

5. Povećano vrijeme odbijanja pri zatvaranju：S vremenom, trajanje odbijanja kontakata tijekom zatvaranja povećava se.

6. Izboj između površine CT-a i nosača u srednjem odjeljku：Tijekom rada, događa se izboj između površine transformatora struje (CT) i nosača u srednjem odjeljku.

7. Vakuumski prekidač ne može otvoriti：Nakon naredbe za isključivanje, prekidač ne može otvoriti ili otvara samo djelomično (jednofazno ili dvofazno).

Analiza uzroka neispravnosti

1. Odbijanje zatvaranja ili otvaranja

Kada mehanizam ne uspije djelovati, najprije treba utvrditi je li uzrok u sekundarnom kontrolnom krugu (npr., relé za zaštitu) ili mehaničkim dijelovima. Nakon potvrde da je sekundarni krug normalan, otkriveno je preveliki razmak u univerzalnom spoju koji spaja glavni levački ramen mehanizma. Iako mehanizam radi normalno, ne uspije pokrenuti vezu, što rezultira neuspjehom zatvaranja ili isključivanja.

2. Neplanirano isključivanje

Tijekom normalnog rada, prekidač ne bi smio isključiti bez vanjske naredbe. Nakon isključivanja ljudskog faktora, inspekcija je otkrila kratko spojnica na kontaktima pomoćnog prekidača unutar kutije mehanizma. Bobina za isključivanje je energizirana kroz tu kratku spojnicu, što je dovelo do lažnog isključivanja. Glavni uzrok bio je ulazak kiše u kutiju mehanizma, koja je protjecala duž izlaznog stuba i direktno na pomoćni prekidač, uzrokujući kratku spojnicu kontakata.

3. Motor za pohranu nastavlja raditi nakon nabijanja opruge

Nakon zatvaranja, motor za pohranu energije započinje. Kada je opruga potpuno nabijena, signal pokazuje završetak. Krug za pohranu uključuje obično otvoreni pomoćni kontakt sa prekidača i obično zatvoreni kontakt granice. Nakon zatvaranja, pomoćni kontakt se zatvara, pokrećući motor. Kada je opruga potpuno nabijena, lever mehanizma otvara obično zatvoreni kontakt granice, prekidajući struju motoru. Ako lever ne uspije otvoriti taj kontakt, krug ostaje pod energijom, a motor nastavlja raditi.

4. Povećana DC otpornost

Kontakti vakuumskog prekidača su tipa "butt". Prevelika otpornost kontakata uzrokuje zagrijavanje pod opterećenjem, ometajući provodljivost i performanse prekidanja. Otpornost mora ostati ispod specifikacija proizvođača. Tajanje kontakta značajno utječe na otpornost i mora se mjeriti pod pravilnim uvjetima preopterećenja. Postepeno povećanje otpornosti odražava eroziju kontakta. Istrošenje kontakata i promjene u razmaku kontakta su glavni uzroci porasta DC otpornosti.

5. Povećano vrijeme odbijanja pri zatvaranju

Neki nivo odbijanja kontakata tijekom zatvaranja je normalan, ali preveliko odbijanje može uzrokovati gorenje ili savarenje kontakata. Tehnički standard ograničava odbijanje na ≤2ms. S vremenom, glavni uzroci povećanja odbijanja su smanjeno tajanje kontaktnog stupca i istrošenje koje dovodi do razmaka u levačkim ramenima i pinovima.

6. Izboj između površine CT-a i nosača

Srednji odjeljak sadrži transformator struje (CT). Tijekom rada, na površini CT-a mogu se formirati nejednaki električni polja. Da bi se to spriječilo, proizvođači nanose sloj poluprovodničke boje na površinu kako bi se izjednačilo polje. Tijekom montaže, ograničenja prostora mogu dovesti do strgavanja poluprovodničke boje oko montažnih vijaka, što dovodi do distorzije polja i izboja između površine i nosača tijekom rada.

7. Vakuumski prekidač ne može otvoriti

Pod normalnim uvjetima, prekidač bi trebao pouzdano prekinuti struju, bilo da je isključen ručno ili reléom za zaštitu.

Vakuumski prekidači se razlikuju od drugih vrsta time što koriste vakuum kao sredstvo izolacije i ugase strujni luk. Ako razine vakuum padne, unutar komore dolazi do jonizacije, generirajući nabijene čestice koje smanjuju čvrstoću izolacije, sprečavajući pravilno prekidanje struje.

Otklanjanje neispravnosti i rješenja

1. Odbijanje zatvaranja ili otvaranja：Provjerite sve spojeve u mehanizmu za veće razmake. Zamijenite istrošene dijelove novim, tvrdim, kvalificiranim dijelovima.

2. Neplanirano isključivanje：Zagradite sve moguće ulaze za kišu; instalirajte zaštitne silikonske manšete na izlazni stub vezanja; aktivirajte uređaj za zagrijavanje i uklanjanje vlage unutar kutije mehanizma.

3. Motor za pohranu nastavlja raditi nakon nabijanja opruge：Prilagodite položaj granice tako da lever potpuno otvori obično zatvoreni kontakt kada je opruga potpuno nabijena.

4. Povećana DC otpornost：Prilagodite razmak i preopterećenje kontakta prekidača. Mjerite otpornost kontakta metodom padanja DC napona (s testnom strujom ≥100A) prema standardima. Ako prilagodba ne smanji otpornost, zamijenite vakuumski prekidač.

5. Povećano vrijeme odbijanja pri zatvaranju：Blago povećajte početni tlak kontaktnog stupca ili ga zamijenite. Ako je razmak levačkog ramena ili pinova preko 0,3mm, zamijenite te dijelove. Prilagodite pogonski mehanizam pomakom blizu točke mrtvog centra u zatvorenom položaju – gdje je omjer prenosa minimalan – kako bi se smanjilo odbijanje.

6. Izboj između površine CT-a i nosača：Ravnomjerno ponovno nanesite sloj poluprovodničke boje na površinu CT-a kako bi se vratila uniformna distribucija električnog polja.

7. Vakuumski prekidač ne može otvoriti

Ako je integritet vakuum potvrđen ispod potrebnih razina, zamijenite vakuumski prekidač. Pratite ove korake:

• Osigurajte da novi vakuumski prekidač prođe test integriteta vakuum prije instalacije.

• Uklonite stari prekidač i vertikalno instalirajte novi. Osigurajte poravnatost pokretnog kontaktnog stuba i prekidača. Izbjegavajte torzijski stres tijekom instalacije.

• Nakon instalacije, izmjerite razmak kontakta i preopterećenje. Prilagodite po potrebi:① Prilagodite preopterećenje putem niti vezane izolacijske povlačnice.② Prilagodite razmak kontakta mijenjanjem duljine pokretnog provodnog stuba.

• Koristite analizator prekidača kako biste izmjerili brzinu zatvaranja/otvaranja, sinhronizaciju tri faze i odbijanje pri zatvaranju. Ako su rezultati izvan specifikacija, izvršite dodatne prilagodbe.