Vacuüm Circuit Breaker Fouten: Oorzaken en Oplossingen
Foutanalyse en probleemoplossing van hoogspanningsvacuümschakelaars
De voordelen van vacuümschakelaars gaan verder dan een ontwerp zonder olie. Ze bieden ook een lange elektrische en mechanische levensduur, hoge dielectrische sterkte, sterke opeenvolgende onderbrekingscapaciteit, compacte afmetingen, lage gewicht, geschiktheid voor frequente bediening, brandpreventie en weinig onderhoud - voordelen die snel herkend werden door energiebedrijfsoperatoren, onderhoudspersoneel en ingenieurs. Vroeg geproduceerde hoogspanningsvacuümschakelaars in China hadden te kampen met onstabiele kwaliteit, te hoge stroomafknipovervoltage tijdens het gebruik en incidentele lekkage van de vacuümonderbreker.
Tegen de tijd van de conferentie over de toepassing van vacuümschakelaars in Tianjin in 1992 was de productietechnologie van vacuümschakelaars in China echter opgeklommen naar internationaal niveau, wat een keerpunt vormde in hun toepassing en ontwikkeling. Met de wijdverspreide toepassing van vacuümschakelaars komen er soms fouten voor. Dit artikel analyseert veelvoorkomende fouten en biedt bijbehorende oplossingen.
Gewone Abnormale Werkingstoestanden
1. Schakelaar sluit of opent niet (Weigering om te werken)：Na ontvangst van een sluit- (of open-) commando, wordt de sluit- (of open-) solenoïde geactiveerd, de plunger vrijgeeft de grendel, en de sluit- (of open-) veer ontlucht energie om het mechanisme te drijven. Echter, de onderbreker sluit (of opent) niet.
2. Onbedoelde Tripping (Valse Tripping)：De schakelaar tript zonder enig extern controle-signaal of handmatige bediening tijdens normale dienst.
3. Opslagmotor blijft draaien na veerverzadiging：Na sluiten, start de motor met de veerverzadiging. Zelfs na volledige energieopslag blijft de motor draaien.
4. Verhoogde DC-weerstand：Na langdurig gebruik neemt de contactweerstand van de vacuümonderbrekers geleidelijk toe.
5. Verhoogde sluitbouncetijd：Met de tijd neemt de duur van de contactbouncing tijdens het sluiten toe.
6. Ontlading van CT-oppervlak naar steunplaat in middenkamer：Tijdens het gebruik vindt boogvorming plaats tussen het oppervlak van de stroomtransformator (CT) en de steunconstructie in de middenkamer.
7. Vacuümonderbreker opent niet：Na een trip-commando, opent de onderbreker niet of slechts gedeeltelijk (eenfase of tweefase bediening).
Foutoorzaakanalyse
1. Weigering om te sluiten of te openen
Wanneer het bedieningsmechanisme niet functioneert, bepaal eerst of de oorzaak in het secundaire regelcircuit (bijvoorbeeld beschermingsrelais) of in mechanische componenten ligt. Na bevestiging dat het secundaire circuit normaal is, werd gevonden dat er te veel speling was in de krukas die de hoofdhefboom van het mechanisme verbindt. Hoewel het mechanisme normaal werkt, faalt het om de verbinding te drijven, wat resulteert in mislukte sluiting of opening.
2. Onbedoelde Tripping
Bij normale werking zou de schakelaar niet moeten trippen zonder externe instructie. Na uitsluiting van menselijke fout, werd een kortsluiting aangetroffen bij de hulpcontacten binnen het mechanismekastje. De trip-coil werd via deze kortsluiting geactiveerd, waardoor valse tripping ontstond. De oorzaak was waterinval in het mechanismekastje, dat langs de uitvoerarm naar beneden stroomde en rechtstreeks op de hulpcontacten terechtkwam, wat tot kortsluiting leidde.
3. Opslagmotor blijft draaien na veerverzadiging
Na sluiten, start de energieopslagmotor. Wanneer de veer volledig geladen is, geeft een signaal dit aan. Het opslagcircuit bevat een normaal open hulpcontact van de schakelaar en een normaal gesloten eindschakelaar. Na sluiten, sluit het hulpcontact, waardoor de motor start. Als de veer volledig geladen is, opent de hefboom van het mechanisme het normaal gesloten contact van de eindschakelaar, waardoor de stroom naar de motor wordt afgesneden. Als de hefboom dit contact niet opent, blijft het circuit ingeschakeld en de motor blijft draaien.
4. Verhoogde DC-weerstand
Vacuümonderbrekercontacten zijn van het type buttschakelaar. Te hoge contactweerstand veroorzaakt oververhitting onder belasting, wat de geleiding en de onderbrekingsprestaties beïnvloedt. De weerstand moet onder de fabrieks specificaties blijven. De druk van de contactveer heeft een significant effect op de weerstand en moet worden gemeten onder juiste overreiscondities. Een geleidelijke toename van de weerstand weerspiegelt slijtage van de contacten. Slijtage van de contacten en veranderingen in de contactafstand zijn de primaire oorzaken van de toename van de DC-weerstand.
5. Verhoogde sluitbouncetijd
Enige contactbouncing is normaal tijdens het sluiten, maar te veel bouncing kan leiden tot branden of lassen van de contacten. De technische standaard beperkt de sluitbouncing tot ≤2ms. Met de tijd zijn de belangrijkste oorzaken van de toename van de bouncing een verminderde contactveerdruk en slijtage van hefbomen en pennen.
6. Ontlading van CT-oppervlak naar steunplaat
De middenkamer bevat een stroomtransformator (CT). Tijdens het gebruik kunnen ongelijke elektrische velden op het oppervlak van de CT ontstaan. Om dit te voorkomen, wordt het oppervlak beschermd met halfgeleiderverf om het veld te egaliseren. Tijdens de assemblage kunnen ruimtelijke beperkingen ertoe leiden dat de halfgeleiderverf rond de montagebouten wordt weggeschraapt, wat leidt tot veldvervorming en ontlading van het oppervlak naar de steunplaat tijdens het gebruik.
7. Vacuümonderbreker opent niet
Onder normale omstandigheden zou de schakelaar betrouwbaar de stroom moeten onderbreken, ofwel handmatig getript of door een beschermingsrelais.
Vacuümschakelaars verschillen van andere types doordat ze vacuüm gebruiken als zowel isolatiemiddel als boogblusmiddel. Als het vacuüm-niveau daalt, vindt ionisatie plaats binnen de kamer, wat geladen deeltjes genereert die de isolatiesterkte verminderen, waardoor de stroom niet correct wordt onderbroken.
Probleemoplossing en Oplossingen
1. Weigering om te sluiten of te openen：Controleer alle verbindingsonderdelen in het bedieningsmechanisme op te veel speling. Vervang versleten onderdelen door nieuwe, harde, gekwalificeerde onderdelen.
2. Onbedoelde Tripping：Afsluiten van alle mogelijke regeninvalpunten; installatie van beschermende siliconen sleeves op de uitvoerarm; activering van het verwarming- en vochtverwijderingsapparaat binnen het mechanismekastje.
3. Opslagmotor blijft draaien na veerverzadiging：Aanpassen van de positie van de eindschakelaar zodat de hefboom het normaal gesloten contact volledig opent wanneer de veer volledig geladen is.
4. Verhoogde DC-weerstand：Aanpassen van de contactafstand en overreis van de onderbreker. Meet de contactweerstand met behulp van de DC-spanningsvalmethode (met teststroom ≥100A) zoals in de normen gespecificeerd. Als de aanpassing niet leidt tot een verminderde weerstand, vervang dan de vacuümonderbreker.
5. Verhoogde sluitbouncetijd：Slightly increase the initial pressure of the contact spring or replace it. If lever or pin clearance exceeds 0.3mm, replace these parts. Adjust the drive mechanism by shifting it slightly toward the dead center point in the closed position—where transmission ratio is minimal—to reduce bounce.
6. Ontlading van CT-oppervlak naar steunplaat：Evenly reapply a layer of semiconductor paint on the CT surface to restore uniform electric field distribution.
7. Vacuümonderbreker opent niet
Als de vacuümintegriteit wordt bevestigd onder de vereiste niveaus, vervang dan de vacuümonderbreker. Volg deze stappen:
Zorg ervoor dat de nieuwe vacuümonderbreker een vacuümintegriteitstest doorstaat voordat hij wordt geïnstalleerd.
Verwijder de oude onderbreker en installeer de nieuwe verticaal. Zorg voor alignering tussen de bewegende contactstok en de onderbreker. Vermijd torsiedruk tijdens de installatie.
Na installatie, meet de contactafstand en overreis. Pas indien nodig aan:① Aanpassen van de overreis via de gedraaide verbinding van de isolerende trekstok.② Aanpassen van de contactafstand door de lengte van de bewegende geleidende stok te wijzigen.
Gebruik een schakelaaranalyser om de sluit- en open-snelheid, driefase synchronisatie en sluitbouncing te meten. Pas verder aan indien de resultaten buiten de specificaties vallen.
