Pemutus Sirkuit Vakum Kerusakan: Penyebab dan Perbaikan

Analisis Kegagalan dan Pemecahan Masalah pada Pemutus Sirkuit Vakum Tegangan Tinggi

Keunggulan pemutus sirkuit vakum tidak hanya terletak pada desain bebas minyak. Mereka juga menawarkan umur panjang listrik dan mekanis, kekuatan dielektrik tinggi, kapasitas pemutusan beruntun yang kuat, ukuran kompak, berat ringan, cocok untuk operasi sering, pencegahan kebakaran, dan perawatan rendah—manfaat yang segera diakui oleh operator sistem tenaga, personel pemeliharaan, dan insinyur. Pemutus sirkuit vakum tegangan tinggi produksi domestik awal di China mengalami kualitas yang tidak stabil, overvoltage pemotongan arus yang berlebihan selama operasi, dan kebocoran interupsi vakum sesekali.

Namun, pada Konferensi Promosi Aplikasi Saklar Vakum Tianjin 1992, teknologi manufaktur pemutus sirkuit vakum China telah maju ke depan internasional, menandai titik balik dalam aplikasi dan pengembangannya. Dengan penggunaan luas pemutus sirkuit vakum, kegagalan kadang-kadang terjadi. Artikel ini menganalisis kegagalan umum dan memberikan solusi yang sesuai.

Kondisi Operasi Abnormal Umum

1. Pemutus Sirkuit Gagal Menutup atau Membuka (Penolakan Operasi)：Setelah menerima perintah tutup (atau putus), solenoid penutup (atau pemutus) beroperasi, plunger melepaskan engkol, dan pegas penutup (atau pembuka) melepaskan energi untuk menggerakkan mekanisme. Namun, interupsi gagal menutup (atau membuka).

2. Pemutusan Tidak Disengaja (Pemutusan Palsu)：Pemutus sirkuit terputus tanpa sinyal kontrol eksternal atau operasi manual selama layanan normal.

3. Motor Penyimpan Terus Berjalan Setelah Pengisian Pegas：Setelah penutupan, motor mulai mengisi pegas. Bahkan setelah penyimpanan energi penuh, motor terus berjalan.

4. Penambahan Hambatan DC：Setelah operasi jangka panjang, hambatan kontak dari kontak interupsi vakum bertambah secara bertahap.

5. Waktu Lompatan Penutupan Bertambah：Dalam jangka waktu, durasi lompatan kontak selama penutupan bertambah.

6. Pembuangan dari Permukaan CT ke Braket Penyangga di Ruang Tengah：Selama operasi, busur listrik terjadi antara permukaan transformator arus (CT) dan struktur penyangga di ruang tengah.

7. Interupsi Vakum Gagal Membuka：Setelah perintah putus, interupsi gagal membuka atau hanya membuka sebagian (operasi satu fase atau dua fase).

Analisis Penyebab Kegagalan

1. Penolakan Penutupan atau Pembukaan

Ketika mekanisme operasi gagal berfungsi, pertama-tama tentukan apakah penyebabnya ada di rangkaian kontrol sekunder (misalnya, relai perlindungan) atau komponen mekanis. Setelah memastikan rangkaian sekunder normal, ditemukan clearance berlebih pada universal joint yang menghubungkan lengan utama mekanisme. Meskipun mekanisme beroperasi normal, ia gagal menggerakkan tautan, menghasilkan penutupan atau pemutusan yang gagal.

2. Pemutusan Tidak Disengaja

Dalam operasi normal, pemutus sirkuit seharusnya tidak terputus tanpa perintah eksternal. Setelah mengesampingkan kesalahan manusia, pemeriksaan menunjukkan adanya hubungan pendek pada kontak saklar bantu di dalam kotak mekanisme. Kumparan trip dipasok melalui hubungan pendek ini, menyebabkan pemutusan palsu. Penyebab utamanya adalah air hujan masuk ke dalam kotak mekanisme, mengalir turun lengan output dan langsung ke saklar bantu, menyebabkan hubungan pendek kontak.

3. Motor Penyimpan Terus Berjalan Setelah Pengisian Pegas

Setelah penutupan, motor penyimpanan energi dimulai. Ketika pegas sepenuhnya terisi, sinyal menunjukkan selesainya proses. Rangkaian penyimpanan mencakup kontak bantu biasa terbuka dari pemutus sirkuit dan kontak switch batas biasa tertutup. Setelah penutupan, kontak bantu menutup, memulai motor. Setelah pegas sepenuhnya terisi, lengan mekanisme membuka kontak switch batas biasa tertutup, memutus aliran listrik ke motor. Jika lengan gagal membuka kontak ini, rangkaian tetap hidup, dan motor terus berjalan.

4. Penambahan Hambatan DC

Kontak interupsi vakum bersifat butt-type. Hambatan kontak berlebihan menyebabkan panas berlebihan di bawah beban, mengganggu konduktivitas dan kinerja pemutusan. Hambatan harus tetap di bawah spesifikasi produsen. Tekanan pegas kontak sangat mempengaruhi hambatan dan harus diukur dalam kondisi overtravel yang tepat. Penambahan hambatan secara bertahap mencerminkan erosi kontak. Aus kontak dan perubahan celah kontak adalah penyebab utama peningkatan hambatan DC.

5. Waktu Lompatan Penutupan Bertambah

Beberapa lompatan kontak normal selama penutupan, tetapi lompatan berlebihan dapat menyebabkan pembakaran atau penyolderan kontak. Standar teknis membatasi lompatan penutupan ≤2ms. Dalam jangka waktu, penyebab utama peningkatan lompatan adalah penurunan tekanan pegas kontak dan aus yang menyebabkan clearance pada lengan dan pin.

6. Pembuangan dari Permukaan CT ke Braket Penyangga

Ruang tengah menampung transformator arus (CT). Selama operasi, medan listrik yang tidak merata dapat terbentuk pada permukaan CT. Untuk mencegah hal ini, produsen mengecat permukaan dengan cat semikonduktor untuk menyamakan medan. Selama perakitan, keterbatasan ruang dapat menyebabkan cat semikonduktor di sekitar baut pemasangan terkelupas, menyebabkan distorsi medan dan pembuangan dari permukaan ke braket selama operasi.

7. Interupsi Vakum Gagal Membuka

Dalam kondisi normal, pemutus sirkuit seharusnya dapat menghentikan arus, baik dipicu secara manual atau oleh relai perlindungan.

Pemutus sirkuit vakum berbeda dari jenis lain dengan menggunakan vakum sebagai media isolasi dan pemadam busur. Jika tingkat vakum menurun, ionisasi terjadi di dalam ruang, menghasilkan partikel bermuatan yang mengurangi kekuatan isolasi, mencegah pemutusan arus yang tepat.

Pemecahan Masalah dan Solusi

1. Penolakan Penutupan atau Pembukaan：Periksa semua bagian yang terhubung dalam mekanisme operasi untuk clearance berlebih. Ganti komponen yang aus dengan bagian baru, keras, dan berkualifikasi.

2. Pemutusan Tidak Disengaja：Tutup semua titik masuk potensial air hujan; pasang lengan silikon pelindung pada tautan lengan output; aktifkan perangkat pemanas dan penghilang kelembaban di dalam kotak mekanisme.

3. Motor Penyimpan Terus Berjalan Setelah Pengisian Pegas：Atur posisi switch batas sehingga lengan sepenuhnya membuka kontak biasa tertutup ketika pegas sepenuhnya terisi.

4. Penambahan Hambatan DC：Atur celah kontak dan overtravel interupsi. Ukur hambatan kontak menggunakan metode penurunan tegangan DC (dengan arus uji ≥100A) sesuai standar. Jika penyesuaian gagal mengurangi hambatan, ganti interupsi vakum.

5. Waktu Lompatan Penutupan Bertambah：Sedikit meningkatkan tekanan awal pegas kontak atau ganti pegas. Jika clearance lengan atau pin melebihi 0,3mm, ganti bagian tersebut. Atur mekanisme penggerak dengan menggesernya sedikit ke titik mati tengah dalam posisi tertutup—di mana rasio transmisi minimal—untuk mengurangi lompatan.

6. Pembuangan dari Permukaan CT ke Braket Penyangga：Ulangi lapisan cat semikonduktor secara merata di permukaan CT untuk memulihkan distribusi medan listrik yang seragam.

7. Interupsi Vakum Gagal Membuka

Jika integritas vakum dikonfirmasi di bawah level yang diperlukan, ganti interupsi vakum. Ikuti langkah-langkah berikut:

• Pastikan interupsi vakum baru lulus tes integritas vakum sebelum pemasangan.

• Lepaskan interupsi lama dan pasang interupsi baru secara vertikal. Pastikan perataan antara batang kontak gerak dan interupsi. Hindari stres torsional selama pemasangan.

• Setelah pemasangan, ukur celah kontak dan overtravel. Sesuaikan jika diperlukan:① Sesuaikan overtravel melalui koneksi ulir batang tarik isolasi.② Sesuaikan celah kontak dengan memodifikasi panjang batang konduktif gerak.

• Gunakan analisis pemutus sirkuit untuk mengukur kecepatan buka/tutup, sinkronisasi tiga fasa, dan lompatan penutupan. Lakukan penyesuaian lebih lanjut jika hasilnya diluar spesifikasi.