Análisis de fallas y medidas de mejora para el interruptor de circuito de alta tensión al vacío VS1 interior
El interruptor de circuito de alta tensión al vacío VS1 interior es un dispositivo de conmutación interior utilizado en sistemas de energía de 12 kV. Debido a su excelente rendimiento, es especialmente adecuado para lugares que requieren operaciones frecuentes a la corriente nominal de trabajo o múltiples interrupciones de corriente de cortocircuito. El mecanismo de operación del interruptor de circuito de alta tensión al vacío VS1 interior está integrado con el cuerpo del interruptor.
Puede usarse no solo para formar una unidad de carrito con un mecanismo de propulsión especial, sino también como una unidad de instalación fija. Además, el interruptor fijo puede mejorar la confiabilidad del interbloqueo mecánico. Este artículo analiza una falla de quemado en un interruptor de circuito al vacío VS1 y propone medidas de mejora en términos de selección de materiales, instalación, operación y mantenimiento para referencia.
1. Situación de la falla
En abril de 2024, el interruptor número 224 (interruptor de circuito al vacío VS1) del banco de capacitores X en una subestación de 220 kV se disparó debido a una falla. Tras la inspección por parte del personal operativo en el sitio, se descubrió que los contactos móviles y estáticos y los brazos de contacto de la fase W del interruptor estaban severamente quemados y no podían volver a ponerse en operación. La situación se reportó inmediatamente. Luego de la llegada del personal de mantenimiento al sitio, con la aprobación del departamento de despacho, el interruptor número 224 y la barra de 10 kV fueron desconectados.
A las 13:00 del mismo día, se llenó una orden de reparación de emergencia para la atención de la falla. El personal de mantenimiento inspeccionó las partes relevantes del interruptor accidentado en el sitio y encontró que los contactos móviles y estáticos de la fase W del interruptor número 224 y la caja de contactos en el gabinete estaban severamente quemados.
2. Análisis de la causa de la falla
El interruptor número 224 del banco de capacitores X tiene un modelo VS1 - 12/T1250 - 25 y fue puesto en operación el 3 de junio de 2005. Tras una inspección integral, se realiza el siguiente análisis de la situación del accidente basado en la situación real en el sitio:
Causa principal: El envejecimiento del resorte del contacto móvil en forma de flor de cerezo del cuerpo del interruptor es la causa principal de este accidente. Durante el proceso de mantenimiento en el sitio, el personal de mantenimiento encontró que el componente más severamente quemado era el resorte del contacto móvil en forma de flor de cerezo. La situación en el sitio era que la mayor parte del resorte del contacto móvil de la fase W se había derretido completamente, y el resorte del contacto móvil de la fase V había experimentado recocido. Al comparar los contactos viejos y nuevos, se puede ver que debido al largo tiempo de operación del interruptor número 224, el resorte del contacto viejo estaba severamente envejecido, lo que resultó en una disminución de la presión de contacto del contacto móvil y un aumento de la resistencia de contacto, lo que era propenso a causar sobrecalentamiento. Al mismo tiempo, dado que el interruptor del banco de capacitores tiene altos requisitos para la capacidad de interrupción de corrientes grandes y la conmutación de capacitores es relativamente frecuente, durante el proceso de interrupción, es fácil que los contactos móviles y estáticos tengan un mal contacto, lo que también provoca el envejecimiento del resorte y lleva a descargas de conexión virtual, resultando en el quemado de los contactos.
Causa secundaria: La operación a largo plazo del cuerpo del interruptor y el desplazamiento oscilatorio del carro son la causa secundaria de este accidente. El interruptor número 224 ha estado en operación o en reserva caliente durante mucho tiempo. Durante el proceso de conmutación del banco de capacitores, el cuerpo del interruptor vibra, causando un ligero desplazamiento del carro, lo que hace que el contacto entre los contactos móviles y estáticos de las tres fases se desplace. Cuando el personal de mantenimiento realizó las operaciones de entrada y salida del carro en el sitio, encontraron que había cierta separación entre el carro y la pista del gabinete. Durante la operación de conmutación a largo plazo del interruptor, el carro puede desplazarse (al comparar la fase W quemada con las otras dos fases no defectuosas, se puede sacar esta conclusión. El resorte y los dedos de contacto del contacto móvil de la fase V habían experimentado recocido, mientras que el contacto móvil de la fase U no había cambiado en absoluto). Basándose en este juicio, cuando ocurrió el accidente, la dimensión de contacto de los contactos móviles y estáticos de la fase U era normal, el contacto de los contactos móviles y estáticos de la fase V era un poco superficial, y la fase W estaba en conexión virtual o tenía una dimensión de contacto no calificada.
3. Situación de manejo de la falla
El personal de mantenimiento reemplazó los contactos móviles y estáticos de la fase W del interruptor número 224 y la caja de contactos en el gabinete en el sitio. Después de completar, realizaron pruebas de características mecánicas y mediciones de resistencia de contacto en el interruptor número 224. Al mismo tiempo, llevaron a cabo pruebas de resistencia a la tensión en la barra de 10 kV y el interruptor número 224. Todas las pruebas fueron calificadas, cumpliendo con los requisitos para la puesta en servicio. Se restauró el suministro de energía a las 17:00 del mismo día.
4. Medidas de mejora
Selección de materiales: Control estricto de la selección de materiales de todos los componentes del interruptor de circuito al vacío de red. Para la selección de materiales y dimensiones mecánicas de componentes como contactos en forma de flor de cerezo, mecanismos de operación y conectores secundarios, seguir estrictamente los requisitos técnicos del producto para mejorar la confiabilidad del equipo.
Proceso de instalación: Fortalecer el proceso de instalación del carro y el gabinete del interruptor de circuito al vacío. El carro y el interruptor deben instalarse de manera firme y confiable. El carro debe moverse dentro y fuera del gabinete de manera flexible sin atascarse. Cuando el carro está en posición de operación, mantenimiento o reserva, debe estar firmemente fijado. Al mismo tiempo, la presión de contacto y la profundidad de inserción de sus contactos móviles y estáticos deben cumplir con los requisitos técnicos del producto. Está estrictamente prohibido tener una presión de contacto insuficiente o un desplazamiento oscilatorio.
Inspección de equipos: Fortalecer la inspección de equipos. Intensificar la inspección general de los interruptores de circuito de 10 kV con interruptores de circuito al vacío VS1 en el gabinete. Realizar inspecciones regulares según el número de operaciones de conmutación para asegurar que la presión de contacto de los contactos móviles y estáticos cumpla con los requisitos para la operación segura y estable del equipo.
