VS1 실내 고압 진공 회로 차단기 고장 분석 및 개선 조치
VS1 실내 고압 진공 회로 차단기는 12 kV 전력 시스템에서 사용되는 실내 스위칭 장치입니다. 뛰어난 성능으로 인해 정격 작업 전류에서의 빈번한 작동이나 단락 전류의 여러 차례 중단이 필요한 장소에 특히 적합합니다. VS1 실내 고압 진공 회로 차단기의 작동 기구는 회로 차단기 본체와 통합되어 있습니다.
특별한 추진 기구와 함께 트롤리 유닛을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 고정 설치 유닛으로도 사용할 수 있습니다. 또한 고정형 회로 차단기는 기계적 상호 잠금의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 이 논문은 VS1 진공 회로 차단기의 소모 고장 사례를 분석하고, 재료 선택, 설치, 운전, 유지보수 측면에서 개선 조치를 제안하여 참고 자료로 제공합니다.
1. 고장 상황
2024년 4월, 220 kV 변전소의 X-콘덴서 뱅크의 224번 회로 차단기(VS1 진공 회로 차단기)가 고장으로 인해 트립되었습니다. 현장 운영 인원의 점검 결과, W상의 동적 및 정적 접점과 접점 암이 심하게 소모되어 재운전이 불가능하다는 것이 확인되었습니다. 즉시 상황이 보고되었고, 유지보수 인원이 현장에 도착한 후, 디스패치 부서의 승인 하에 224번 회로 차단기와 10 kV 버스바가 정지되었습니다.
당일 오후 1시, 결함 처리를 위한 사고 긴급 수리 명령이 작성되었습니다. 유지보수 인원은 사고 스위치의 관련 부분을 현장에서 점검하고, 224번 회로 차단기의 W상의 동적 및 정적 접점과 캐비닛 내 접점 박스가 심하게 소모되었다는 것을 발견했습니다.
2. 고장 원인 분석
X-콘덴서 뱅크의 224번 회로 차단기는 VS1-12/T1250-25 모델이며, 2005년 6월 3일부터 운전되었습니다. 종합적인 점검 후, 실제 현장 상황을 바탕으로 다음과 같은 사고 상황 분석을 수행하였습니다:
주요 원인: 회로 차단기 본체의 메이플 플라워 동적 접점 스프링의 노화가 이번 사고의 주요 원인입니다. 현장 유지보수 과정에서, 유지보수 인원은 가장 심하게 소모된 부품이 메이플 플라워 동적 접점 스프링임을 발견했습니다. 현장 상황은 W상의 동적 접점 스프링이 대부분 용융되었으며, V상의 동적 접점 스프링은 연화되었습니다. 구 접점과 새 접점을 비교하면, 224번 회로 차단기의 오랜 운전 시간으로 인해 구 접점 스프링이 심하게 노화되어 동적 접점의 접촉 압력이 감소하고 접촉 저항이 증가하여 과열되기 쉽습니다. 동시에, 콘덴서 뱅크의 회로 차단기는 대전류 차단 능력에 대한 요구사항이 높고, 콘덴서의 스위칭이 비교적 빈번하므로, 차단 과정에서 동적 및 정적 접점 사이의 접촉이 좋지 않아 스프링이 노화되고 가상 접속 방전이 발생하여 접점이 소모됩니다.
부차적 원인: 회로 차단기 본체의 장기간 운전과 차량 본체의 진동 이동은 이번 사고의 부차적 원인입니다. 224번 회로 차단기는 장기간 운전 또는 열 대기 상태였습니다. 콘덴서 뱅크의 스위칭 과정에서 회로 차단기 본체가 진동하여 차량 본체가 미세하게 이동하여 3상 동적 및 정적 접점 사이의 접촉이 이동되었습니다. 유지보수 인원이 현장에서 랙-인 및 랙-아웃 작업을 수행할 때, 차량 본체와 캐비닛 트랙 사이에 일정한 간격이 있음을 발견했습니다. 회로 차단기의 장기간 스위칭 운전 과정에서 트롤리가 이동할 수 있었습니다 (소모된 W상과 다른 두 개의 비고장 상을 비교하여 이 결론을 도출할 수 있습니다. V상의 동적 접점 스프링과 접점 손가락은 연화되었으나, U상의 동적 접점은 전혀 변화가 없었습니다). 이러한 판단에 따라, 사고 발생 시 U상의 동적 및 정적 접점의 접촉 크기는 정상이었으며, V상의 동적 및 정적 접점의 접촉은 약간 얕았고, W상은 가상 접속이거나 접촉 크기가 적합하지 않았습니다.
3. 고장 처리 상황
유지보수 인원은 현장에서 224번 회로 차단기의 W상의 동적 및 정적 접점과 캐비닛 내 접점 박스를 교체하였습니다. 완료 후, 224번 회로 차단기에 대해 기계적 특성 시험과 접촉 저항 측정을 수행하였으며, 동시에 10 kV 버스바와 224번 회로 차단기에 대해 내압 시험을 수행하였습니다. 모든 시험이 합격하여 운전 요구사항을 충족하였으며, 당일 오후 5시에 전력 공급이 복구되었습니다.
4. 개선 조치
재료 선택: 네트워크 진입 진공 회로 차단기의 모든 구성 요소의 재료 선택을 엄격히 관리합니다. 메이플 플라워 접점, 작동 기구, 2차 플러그 등의 구성 요소의 재료와 기계적 치수 선택은 제품 기술 요구사항을 엄격히 준수하여 설비의 신뢰성을 향상시킵니다.
설치 공정: 진공 회로 차단기의 트롤리와 캐비닛의 설치 공정을 강화합니다. 트롤리와 회로 차단기는 견고하고 안정적으로 설치되어야 합니다. 트롤리는 캐비닛으로 자유롭게 진입 및 이탈하며, 트롤리가 운전, 유지보수 또는 대기 위치에 있을 때 견고하게 고정되어야 합니다. 또한, 동적 및 정적 접점의 접촉 압력과 삽입 깊이는 제품 기술 요구사항을 충족해야 합니다. 접촉 압력 부족이나 진동 이동은 엄격히 금지됩니다.
설비 점검: 설비 점검을 강화합니다. 캐비닛 내 VS1 진공 회로 차단기를 갖춘 10 kV 콘덴서 뱅크 회로 차단기의 전체 점검을 강화합니다. 스위칭 횟수에 따라 정기적인 점검을 수행하여 동적 및 정적 접점의 접촉 압력이 설비의 안전하고 안정적인 운전 요구사항을 충족하도록 합니다.
