Análise de Falhas e Medidas de Melhoria do Disjuntor de Alta Tensão a Vácuo VS1 para Interior
O disjuntor de alta tensão a vácuo VS1 para interior é um dispositivo de comutação interno usado em sistemas de energia de 12 kV. Devido ao seu excelente desempenho, é especialmente adequado para locais que requerem operações frequentes na corrente de trabalho nominal ou múltiplas interrupções de corrente de curto-circuito. O mecanismo de operação do disjuntor de alta tensão a vácuo VS1 para interior é integrado ao corpo do disjuntor.
Pode ser usado não apenas para formar uma unidade móvel com um mecanismo de propulsão especial, mas também como uma unidade de instalação fixa. Além disso, o disjuntor de tipo fixo pode melhorar a confiabilidade do travamento mecânico. Este artigo analisa uma falha de queima no disjuntor a vácuo VS1 e propõe medidas de melhoria em termos de seleção de materiais, instalação, operação e manutenção para referência.
1. Situação da Falha
Em abril de 2024, o disjuntor número 224 (disjuntor a vácuo VS1) do banco X de capacitores em uma subestação de 220 kV disparou devido a uma falha. Após inspeção pelos operadores no local, foi constatado que os contatos móveis e estáticos e os braços de contato da fase W do disjuntor estavam severamente queimados e não podiam ser reativados. A situação foi imediatamente reportada. Após a chegada dos técnicos de manutenção ao local, com a aprovação do departamento de despacho, o disjuntor número 224 e a barra de 10 kV foram desligados.
No mesmo dia, às 13:00, foi preenchido um pedido de reparo de emergência para tratar da deficiência. Os técnicos de manutenção inspecionaram as partes relevantes do disjuntor acidentado no local e descobriram que os contatos móveis e estáticos da fase W do disjuntor número 224 e a caixa de contatos no gabinete estavam severamente queimados.
2. Análise da Causa da Falha
O disjuntor número 224 do banco X de capacitores tem modelo VS1 - 12/T1250 - 25 e entrou em operação em 3 de junho de 2005. Após uma inspeção abrangente, a seguinte análise da situação do acidente é feita com base na situação real no local:
Causa Principal: O envelhecimento da mola do contato móvel em forma de flor-de-mel do corpo do disjuntor é a causa principal deste acidente. Durante o processo de manutenção no local, os técnicos de manutenção descobriram que o componente mais severamente queimado era a mola do contato móvel em forma de flor-de-mel. A situação no local era que a maioria da mola do contato móvel da fase W havia derretido completamente, e a mola do contato móvel da fase V havia sofrido revenimento. Comparando os contatos antigos e novos, pode-se ver que, devido ao longo tempo de operação do disjuntor número 224, a mola do contato antigo estava severamente envelhecida, resultando em uma diminuição da pressão de contato do contato móvel e um aumento na resistência de contato, o que facilitava o superaquecimento. Ao mesmo tempo, já que o disjuntor do banco de capacitores tem altos requisitos para a capacidade de interrupção de correntes elevadas e a comutação de capacitores é relativamente frequente, durante o processo de interrupção, é fácil que os contatos móveis e estáticos fiquem em contato ruim, o que também causa o envelhecimento da mola e leva a descargas de conexão virtual, resultando na queima dos contatos.
Causa Secundária: A operação de longo prazo do corpo do disjuntor e o deslocamento oscilatório do carro são a causa secundária deste acidente. O disjuntor número 224 esteve em operação ou em espera quente por um longo período. Durante o processo de comutação do banco de capacitores, o corpo do disjuntor vibra, causando um ligeiro deslocamento do carro, o que faz com que o contato entre os contatos móveis e estáticos das três fases se desloque. Quando os técnicos de manutenção realizaram as operações de entrada e saída no local, descobriram que havia uma certa lacuna entre o carro e a trilha do gabinete. Durante a operação de comutação de longo prazo do disjuntor, o carro pode se deslocar (comparando a fase W queimada com as outras duas fases não defeituosas, essa conclusão pode ser tirada. A mola e os dedos de contato do contato móvel da fase V haviam sofrido revenimento, enquanto o contato móvel da fase U não havia mudado nada). Com base nessa avaliação, quando o acidente ocorreu, o tamanho do contato dos contatos móveis e estáticos da fase U era normal, o contato dos contatos móveis e estáticos da fase V era um pouco raso, e a fase W estava em conexão virtual ou tinha um tamanho de contato inadequado.
3. Situação de Tratamento da Falha
Os técnicos de manutenção substituíram os contatos móveis e estáticos da fase W do disjuntor número 224 e a caixa de contatos no gabinete no local. Após a conclusão, realizaram testes de características mecânicas e medições de resistência de contato no disjuntor número 224. Ao mesmo tempo, realizaram testes de resistência à tensão na barra de 10 kV e no disjuntor número 224. Todos os testes foram aprovados, atendendo aos requisitos para a comissionamento. A energia foi restaurada às 17:00 do mesmo dia.
4. Medidas de Melhoria
Seleção de Materiais: Controle rigorosamente a seleção de materiais de todos os componentes do disjuntor a vácuo de rede. Para a seleção do material e dimensões mecânicas de componentes como contatos em forma de flor-de-mel, mecanismos de operação e tomadas secundárias, siga estritamente os requisitos técnicos do produto para melhorar a confiabilidade do equipamento.
Processo de Instalação: Fortaleça o processo de instalação do carro e do gabinete do disjuntor a vácuo. O carro e o disjuntor devem ser instalados firmemente e de forma confiável. O carro deve mover-se para dentro e para fora do gabinete de forma flexível, sem travamentos. Quando o carro estiver nas posições de operação, manutenção ou espera, deve ser firmemente fixado. Ao mesmo tempo, a pressão de contato e a profundidade de inserção dos contatos móveis e estáticos devem atender aos requisitos técnicos do produto. É estritamente proibido ter pressão de contato insuficiente ou deslocamento oscilatório.
Inspetoria de Equipamentos: Fortaleça a inspetoria de equipamentos. Intensifique a inspeção geral dos disjuntores de bancos de capacitores de 10 kV com disjuntores a vácuo VS1 no gabinete. Realize inspeções regulares de acordo com o número de operações de comutação para garantir que a pressão de contato dos contatos móveis e estáticos atenda aos requisitos para a operação segura e estável do equipamento.
