Jaké jsou běžné závady a způsoby jejich odstranění u provozních mechanismů vakuových vypínačů 35kV a 10kV pro vnitřní instalaci

V provozu a údržbě elektrických systémů jsme zjistili, že vakuové vypínače pro interiér s napětím 35 kV a 10 kV, jako klíčové primární zařízení vysokonapěťových rozvodu, jsou široce používány v hlavních síťových uzlech a uživatelských transformačních stanicích díky své vysoké spolehlivosti a nízkému úsilí o údržbu. Od běžných kontrol a měření při provozu po rutinní údržbu se vakuové vypínače stávají naším klíčovým zaměřením, protože jejich kvalita provozu je přímo spojena se stabilitou a spolehlivostí elektrického systému. Tento článek se zaměřuje na principy působení pružinových pohonů, analyzuje významné problémy v naší praxi provozu a údržby a navrhuje cílená opatření.

Úvod do pohonů vakuových vypínačů pro interiér

Jak víme, vakuové vypínače pro interiér se skládají zejména z pružinových pohonů, mechanismů pro uhasení oblouku, vodičových kontaktů, nosných izolátorů a vývodů (viz obrázek 1). Pružinový pohon, který je pro nás klíčový, se skládá z zařízení pro akumulaci energie, otevíracího-zavíracího mechanismu, ovládacího panelu a řídící obvodu. Poháněme vypínač k otevření nebo zavření prostřednictvím pružinového pohonu vzdáleně nebo lokálně pomocí tlačítek otevírání/zavírání, což umožňuje řízení zapnutí/vypnutí elektrického systému.

Stručný přehled mechanismu akumulace energie

Jak je znázorněno na obrázku 2, zařízení pro akumulaci energie pružinového pohonu vakuového vypínače, který udržujeme, má litinovou schránku s redukčním převodovým skříněm obsahujícím dvě sadu hřebenových kol. Hřídel akumulace energie prochází redukčním převodovým skříněm, kde je spojen s velkým hřebenovým kolem klíčem usazeným na hřídeli a pákou montovanou na ložisku. Pravý konec hřídele akumulace energie je vybaven ozubenou korbou, kterou paka otočí korbu; levý konec je opatřen klikou, na které je zavěšen jeden konec zavírací pružiny.
Na osu redukčního převodového skříně je montována trojúhelníková páka s jehlovým ložiskem. Při uvolnění zavírací energie pozorujeme, že korba přenáší energii zavírací pružiny na jehlové ložisko. Páka je spojena s tyčí pomocí osy, její druhý konec je spojen s klikou hlavního hřídele, tvoří čtyřpákový mechanismus pro přenos zavírací síly na hlavní hřídel vypínače. Dále je na ose redukčního převodového skříně umístěno malé valivé ložisko, které zajišťuje uzamčení zavírací páky a udržuje energii zavírací pružiny.

Princip elektrické akumulace energie

Když při provozu zapneme zdroj napájení motoru, hřídelová roura hřídele akumulace energie je poháněna velkým hřebenovým kolem v redukčním převodovém skříní k otáčení. Paka na hřídelové rourě rychle zapadne do ozubené korby, což pohání hřídel akumulace energie k otáčení a postupnému natáhnutí zavírací pružiny pro akumulaci energie. Když je pružina natáhnutá do maximální polohy, malá tyč na kliku pohne ohýbací deskou, která stiskne mikropřepínač a odpojí zdroj napájení motoru. Zároveň je zavírací pružina uzamčena zavírací pákou, celý proces akumulace energie trvá méně než 15 sekund.

Princip zavírací akce

V současnosti mají vakuové vypínače s napětím 35 kV a 10 kV, které udržujeme, většinou pružinové pohony, které akumulují energii rotací motoru pro akumulaci energie, který natáhne pružinu akumulace energie na nastavenou délku. Když aktivujeme zavírací cívek nebo ručně stiskneme tlačítko zavírání, zavírací paka je odemčena a hřídel akumulace energie se otáčí proti směru hodinových ručiček pod vlivem síly zavírací pružiny. Korba tlačí na jehlové ložisko trojúhelníkové páky, která přenáší sílu na hlavní hřídel vypínače prostřednictvím tyče. Hlavní hřídel pohne izolační tažnou tyčí a pohyblivým vodičovým tyčí směrem nahoru. Po otočení na specifický úhel je hlavní hřídel uzamčen otevírací pákou, aby bylo dokončeno zavření, a zároveň je napnuta otevírací pružina.

Případ „Neschopnost zavřít“

Během provozu a údržby jsme zjistili, že při vzdáleném zavírání zavírací cívka jedná, ale síla nárazu není dostatečná k uvolnění válečku ze zavírací páky, což vedne k tomu, že energie pružiny nebude uvolněna - „neschopnost zavřít“. Cívka často přehřívá nebo shoří kvůli dlouhému napájení. Dalším případem je nesprávná manipulace s otočnou klikou do polohy „uzamčení oddílu“, což mechanicky zablokuje vypínač a vedne k shoření cívky.
Místní inspekce ukazuje, že mezi pákou a válečkem je těsný kontakt a vysoký tření, což ztěžuje ruční zavírání. Sucho olejové zbytky na válečku zvyšují odpor. Naše řešení: odpojit napájení, uvolnit energii pružiny, nasmastit páku a váleček strojním olejem, oškrabat zbytky a provést několik operací pro ověření. Pokud je cívka shořelá, nahradit ji.

Případ „Neschopnost otevřít“

Případ „neschopnost otevřít“ sdílí podobné principy a projevy s „neschopností zavřít“. Nicméně, během vypínacích operací brání otevření a shořelá otevírací cívka vyžaduje místní ruční operaci.

Chyba akumulace energie

Po každém zavření se motor pro akumulaci energie automaticky resetuje pružinu. Mikropřepínač odpojí obvod, když je akumulace dokončena. Obvod akumulace energie se skládá z pojistky, motoru a kontakty normálně uzavřeného mikropřepínače. Pro chybu akumulace energie nejprve zkontrolujeme pojistku a napětí, pak mikropřepínač. U vypínačů, které dlouho nebyly používány, bývá mikropřepínač často zakleslý; poruchy motoru nebo špatné spojení jsou méně časté, hlavní příčinou je selhání mikropřepínače.

Závěr

Tři analýzované chyby jsou typické pro pohony. Pravidelné kontroly a údržba jsou nezbytné pro snížení poruch a zajištění spolehlivosti dodávky elektrické energie.