Interruptor Vacuum Defectus: Causae & Correctiones

Analyse 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 grande capacité de coupure consécutive, une taille compacte, un poids léger, une aptitude à l'opération fréquente, une prévention contre les incendies et une faible maintenance - des avantages rapidement reconnus par les opérateurs de systèmes électriques, le personnel d'entretien et les ingénieurs. Les premiers disjoncteurs à haute tension sous vide produits en Chine souffraient d'une qualité instable, d'une surtension excessive de coupure de courant pendant l'exploitation, et parfois de fuites dans l'interrupteur sous vide.

Cependant, lors de la Conférence de promotion de l'application des commutateurs sous vide à Tianjin en 1992, la technologie de fabrication des disjoncteurs sous vide en Chine était arrivée au niveau international, marquant un tournant dans son application et développement. Avec l'utilisation généralisée des disjoncteurs sous vide, des pannes se produisent occasionnellement. Cet article analyse les pannes courantes et propose des solutions correspondantes.

Conditions d'exploitation anormales courantes

1. Le disjoncteur ne ferme pas ou n'ouvre pas (refus de fonctionnement)：Après avoir reçu un ordre de fermeture (ou de tripping), l'électroaimant de fermeture (ou de tripping) s'active, le piston libère le verrou, et le ressort de fermeture (ou d'ouverture) libère l'énergie pour entraîner le mécanisme. Cependant, l'interrupteur ne ferme pas (ou n'ouvre pas).

2. Tripping non intentionnel (faux tripping)：Le disjoncteur se déclenche sans aucun signal de contrôle externe ou manipulation manuelle pendant le service normal.

3. Le moteur de stockage continue de tourner après le chargement du ressort：Après la fermeture, le moteur commence à charger le ressort. Même après le chargement complet, le moteur continue de tourner.

4. Résistance CC accrue：Après une longue période d'exploitation, la résistance de contact de l'interrupteur sous vide augmente progressivement.

5. Temps de rebond de fermeture accru：Au fil du temps, la durée du rebond de contact pendant la fermeture augmente.

6. Décharge de la surface du CT vers le support du boîtier central：Pendant l'exploitation, une arcing se produit entre la surface du transformateur de courant (CT) et la structure de support dans le boîtier central.

7. L'interrupteur sous vide ne s'ouvre pas：Après un ordre de tripping, l'interrupteur ne s'ouvre pas ou s'ouvre partiellement (fonctionnement monophasé ou biphasé).

Analyse des causes de panne

1. Refus de fermer ou d'ouvrir

Lorsque le mécanisme d'exploitation ne s'active pas, il faut d'abord déterminer si la cause est dans le circuit de commande secondaire (par exemple, le relais de protection) ou dans les composants mécaniques. Après avoir confirmé que le circuit secondaire est normal, on a trouvé un jeu excessif dans la rotule reliant le bras principal du mécanisme. Bien que le mécanisme fonctionne normalement, il ne parvient pas à entraîner la liaison, ce qui entraîne un échec de fermeture ou de tripping.

2. Tripping non intentionnel

En exploitation normale, le disjoncteur ne devrait pas se déclencher sans un ordre 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 tripping a été alimenté par ce court-circuit, causant un faux tripping. 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, causant un court-circuit des contacts.

3. Le moteur de stockage continue de tourner après le chargement du ressort

Après la fermeture, le moteur de stockage 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 limite 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 de la limite, coupant l'alimentation du moteur. Si le levier ne parvient pas à ouvrir ce contact, le circuit reste alimenté, et le moteur continue de tourner.

4. Résistance CC accrue

Les contacts de l'interrupteur sous vide sont de type butée. Une résistance de contact excessive provoque un surchauffage sous charge, nuisant à la conductivité et à la performance d'interruption. La résistance doit rester inférieure aux spécifications du fabricant. La pression du ressort de contact a un impact significatif sur la résistance et doit être mesurée dans des conditions d'excursion appropriées. Une résistance qui augmente progressivement reflète l'érosion des contacts. L'usure des contacts et les changements dans l'écart de contact sont les principales causes de l'augmentation de la résistance CC.

5. Temps de rebond de fermeture accru

Un certain rebond des contacts est normal pendant 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 réduction de la force du ressort de contact et l'usure induisant un jeu dans les leviers et les goupilles.

6. Décharge de la surface du CT vers le support

Le boîtier central abrite un transformateur de courant (CT). Pendant l'exploitation, des champs électriques inégaux peuvent se former sur la surface du CT. Pour prévenir cela, les fabricants enduisent la surface avec de la peinture semi-conductrice pour équilibrer le champ. Pendant l'assemblage, les contraintes d'espace peuvent causer l'abrasion de l'enduit semi-conducteur autour des boulons de montage, conduisant à une distorsion du champ et à une décharge de surface vers le support pendant 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 moyen 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 résistance diélectrique, empêchant une interruption correcte du courant.

Dépannage et solutions

1. Refus de fermer ou d'ouvrir：Inspectez toutes les parties de connexion dans le mécanisme d'exploitation pour un jeu excessif. Remplacez les pièces usées par de nouvelles pièces de haute dureté, qualifiées.

2. Tripping non intentionnel：Scellez tous les points potentiels d'entrée de pluie ; installez des manchons protecteurs en silicone sur la liaison 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 tourner après le chargement du ressort：Ajustez la position du contact de limite afin que le levier ouvre complètement son contact normalement fermé lorsque le ressort est complètement chargé.

4. Résistance CC accrue：Ajustez l'écart et l'excursion des contacts de l'interrupteur. Mesurez la résistance de contact en utilisant la méthode de chute de tension CC (avec un courant de test ≥100A) selon les normes. Si l'ajustement ne réduit pas 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 goupilles dépasse 0,3mm, remplacez ces pièces. Ajustez le mécanisme d'entraînement en le déplaçant 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 CT vers le support：Réappliquez uniformément une couche de peinture semi-conductrice sur la surface du CT pour restaurer la 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 l'alignement entre la tige de contact mobile et l'interrupteur. Évitez toute contrainte torsionnelle pendant l'installation.

• Après l'installation, mesurez l'écart de contact et l'excursion. Ajustez selon les besoins :① Ajustez l'excursion via la connexion filetée de la tige isolante.② Ajustez l'écart de contact 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 des ajustements supplémentaires si les résultats ne sont pas conformes aux spécifications.