Các Sự Cố Máy Ngắt Đường Dây Chân Không: Nguyên Nhân và Cách Sửa Chữa

Phân tích Sự cố và Sửa chữa Máy cắt Hơi chân không Cao áp

Ưu điểm của máy cắt hơi chân không vượt xa thiết kế không dầu. Chúng cũng cung cấp tuổi thọ điện và cơ học dài, cường độ điện môi cao, khả năng cắt liên tiếp mạnh mẽ, kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, phù hợp cho hoạt động thường xuyên, phòng ngừa cháy nổ, và bảo dưỡng thấp - những lợi ích được công nhận nhanh chóng bởi các nhà vận hành hệ thống điện, nhân viên bảo trì và kỹ sư. Các máy cắt hơi chân không cao áp sản xuất trong nước ở Trung Quốc ban đầu gặp phải chất lượng không ổn định, quá áp chém dòng điện quá mức khi hoạt động, và rò rỉ bộ phận ngắt mạch chân không.

Tuy nhiên, đến Hội nghị Khuyến khích Sử dụng Máy cắt Hơi chân không tại Thiên Tân năm 1992, công nghệ sản xuất máy cắt hơi chân không của Trung Quốc đã tiến lên tầm quốc tế, đánh dấu một bước ngoặt trong việc ứng dụng và phát triển. Với sự sử dụng rộng rãi của máy cắt hơi chân không, sự cố đôi khi xảy ra. Bài viết này phân tích các lỗi phổ biến và đưa ra các giải pháp tương ứng.

Các Điều kiện Hoạt động Bất thường Thường gặp

1. Máy cắt Không đóng hoặc Mở (Từ chối Hoạt động)：Sau khi nhận lệnh đóng (hoặc mở), cuộn đóng (hoặc mở) hoạt động, plunger thả khóa, và lò xo đóng (hoặc mở) giải phóng năng lượng để làm việc. Tuy nhiên, bộ phận ngắt mạch không đóng (hoặc mở).

2. Mở Ngẫu nhiên (Mở Sai)：Máy cắt mở mà không có bất kỳ tín hiệu điều khiển ngoại vi nào hoặc thao tác bằng tay trong quá trình hoạt động bình thường.

3. Động cơ Lưu trữ Tiếp tục Chạy Sau Khi Nạp Lò xo：Sau khi đóng, động cơ bắt đầu nạp lò xo. Dù sau khi đã nạp đầy năng lượng, động cơ vẫn tiếp tục chạy.

4. Tăng Kháng DC：Sau thời gian hoạt động lâu, điện trở tiếp xúc của bộ phận ngắt mạch chân không dần tăng lên.

5. Tăng Thời gian Nhảy Khi Đóng：Theo thời gian, thời gian nhảy tiếp xúc khi đóng tăng lên.

6. Xả từ Mặt CT đến Giá đỡ Trong Buồng Giữa：Trong quá trình hoạt động, hiện tượng hồ quang xảy ra giữa mặt biến dòng (CT) và cấu trúc giá đỡ trong buồng giữa.

7. Bộ phận Ngắt mạch Chân không Không mở：Sau lệnh mở, bộ phận ngắt mạch không mở hoặc chỉ mở một phần (chỉ một pha hoặc hai pha).

Phân tích Nguyên nhân Sự cố

1. Từ chối Đóng hoặc Mở

Khi cơ chế hoạt động không hoạt động, trước tiên xác định nguyên nhân nằm ở mạch điều khiển thứ cấp (ví dụ: rơle bảo vệ) hay các thành phần cơ khí. Sau khi xác nhận mạch thứ cấp bình thường, phát hiện khoảng cách lớn giữa khớp nối với cánh tay đòn chính của cơ chế. Mặc dù cơ chế hoạt động bình thường, nhưng không thể truyền động cho liên kết, dẫn đến việc đóng hoặc mở thất bại.

2. Mở Ngẫu nhiên

Trong quá trình hoạt động bình thường, máy cắt không nên mở mà không có lệnh từ bên ngoài. Sau khi loại trừ lỗi do con người, kiểm tra phát hiện ngắn mạch tại các tiếp điểm công tắc phụ bên trong hộp cơ chế. Cuộn mở được cấp điện thông qua đoạn ngắn này, gây ra mở sai. Nguyên nhân gốc rễ là nước mưa xâm nhập vào hộp cơ chế, chảy xuống cánh tay đòn đầu ra và trực tiếp lên công tắc phụ, gây ngắn mạch tiếp điểm.

3. Động cơ Lưu trữ Tiếp tục Chạy Sau Khi Nạp Lò xo

Sau khi đóng, động cơ lưu trữ bắt đầu hoạt động. Khi lò xo đã nạp đầy, tín hiệu báo hoàn thành. Mạch lưu trữ bao gồm một tiếp điểm phụ thường mở từ máy cắt và một tiếp điểm giới hạn thường đóng. Sau khi đóng, tiếp điểm phụ đóng, khởi động động cơ. Khi lò xo đã nạp đầy, cần gạt cơ chế mở tiếp điểm giới hạn thường đóng, cắt nguồn điện cho động cơ. Nếu cần gạt không mở tiếp điểm này, mạch vẫn được cấp điện và động cơ tiếp tục chạy.

4. Tăng Kháng DC

Tiếp điểm của bộ phận ngắt mạch chân không là kiểu đối diện. Điện trở tiếp xúc quá cao gây nóng dưới tải, ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện và ngắt mạch. Điện trở phải duy trì dưới mức quy định của nhà sản xuất. Áp lực lò xo tiếp xúc ảnh hưởng đáng kể đến điện trở và phải được đo dưới điều kiện vượt quá đúng. Điện trở tăng dần phản ánh sự mài mòn tiếp xúc. Mòn tiếp xúc và thay đổi khe hở tiếp xúc là nguyên nhân chính gây tăng điện trở DC.

5. Tăng Thời gian Nhảy Khi Đóng

Một số nhảy tiếp xúc là bình thường khi đóng, nhưng nhảy quá mức có thể gây cháy hoặc hàn tiếp xúc. Tiêu chuẩn kỹ thuật giới hạn thời gian nhảy khi đóng ≤2ms. Theo thời gian, nguyên nhân chính gây tăng nhảy là giảm lực lò xo tiếp xúc và mòn tạo khoảng trống ở cần gạt và chốt.

6. Xả từ Mặt CT đến Giá đỡ

Buồng giữa chứa biến dòng (CT). Trong quá trình hoạt động, trường điện không đồng đều có thể hình thành trên mặt CT. Để ngăn chặn điều này, nhà sản xuất phủ sơn bán dẫn trên bề mặt để cân bằng trường. Trong quá trình lắp ráp, hạn chế về không gian có thể làm bong lớp sơn bán dẫn xung quanh các vít cố định, dẫn đến biến dạng trường và xả từ mặt CT đến giá đỡ.

7. Bộ phận Ngắt mạch Chân không Không mở

Trong điều kiện bình thường, máy cắt nên ngắt dòng điện một cách tin cậy, dù được mở bằng tay hay bởi rơle bảo vệ.

Máy cắt chân không khác với các loại khác bằng cách sử dụng chân không như cả chất cách điện và chất dập hồ quang. Nếu mức chân không giảm, ion hóa xảy ra bên trong buồng, tạo ra các hạt mang điện làm giảm cường độ cách điện, ngăn chặn việc ngắt dòng điện đúng cách.

Sửa chữa và Giải pháp

1. Từ chối Đóng hoặc Mở：Kiểm tra tất cả các bộ phận kết nối trong cơ chế hoạt động để tìm khoảng cách quá mức. Thay thế các bộ phận mòn bằng các bộ phận mới, cứng cáp, đạt tiêu chuẩn.

2. Mở Ngẫu nhiên：Chặn tất cả các điểm có thể xâm nhập nước mưa; lắp đặt ống silicone bảo vệ trên liên kết cần gạt đầu ra; kích hoạt thiết bị sưởi ấm và loại bỏ độ ẩm bên trong hộp cơ chế.

3. Động cơ Lưu trữ Tiếp tục Chạy Sau Khi Nạp Lò xo：Điều chỉnh vị trí của công tắc giới hạn để cần gạt mở hoàn toàn tiếp điểm thường đóng khi lò xo đã nạp đầy.

4. Tăng Kháng DC：Điều chỉnh khe hở và vượt quá tiếp xúc của bộ phận ngắt mạch. Đo điện trở tiếp xúc bằng phương pháp sụt áp DC (với dòng thử ≥100A) theo tiêu chuẩn. Nếu điều chỉnh không giảm điện trở, thay thế bộ phận ngắt mạch chân không.

5. Tăng Thời gian Nhảy Khi Đóng：Tăng nhẹ áp lực ban đầu của lò xo tiếp xúc hoặc thay thế nó. Nếu khoảng cách cần gạt hoặc chốt vượt quá 0,3mm, thay thế các bộ phận này. Điều chỉnh cơ chế truyền động bằng cách dịch chuyển nó nhẹ nhàng về phía điểm chết ở vị trí đóng - nơi tỷ lệ truyền động tối thiểu - để giảm nhảy.

6. Xả từ Mặt CT đến Giá đỡ：Phủ lại một lớp sơn bán dẫn đều trên mặt CT để khôi phục phân bố trường điện đồng đều.

7. Bộ phận Ngắt mạch Chân không Không mở

Nếu độ kín chân không được xác nhận dưới mức yêu cầu, thay thế bộ phận ngắt mạch chân không. Thực hiện theo các bước sau:

• Đảm bảo bộ phận ngắt mạch chân không mới vượt qua kiểm tra độ kín chân không trước khi lắp đặt.

• Tháo bộ phận ngắt mạch cũ và lắp bộ phận mới theo chiều dọc. Đảm bảo sự căn chỉnh giữa thanh tiếp xúc di động và bộ phận ngắt mạch. Tránh áp lực xoắn trong quá trình lắp đặt.

• Sau khi lắp đặt, đo khe hở tiếp xúc và vượt quá. Điều chỉnh nếu cần:① Điều chỉnh vượt quá thông qua kết nối ren của thanh kéo cách điện.② Điều chỉnh khe hở tiếp xúc bằng cách thay đổi độ dài của thanh dẫn điện di động.

• Sử dụng thiết bị phân tích máy cắt để đo tốc độ đóng/mở, đồng bộ ba pha, và thời gian nhảy khi đóng. Điều chỉnh thêm nếu kết quả không đạt tiêu chuẩn.