در عملیات و نگهداری سیستم برق، مشاهده کردهایم که دوسری از مداربر قطعکنندههای خلاء داخلی ۳۵kV و ۱۰kV به عنوان تجهیزات اصلی هستهای تجهیزات قطعکننده فشار بالا، به دلیل قابلیت اطمینان بالا و حجم کم کار نگهداری، در شبکه اصلی و زیرстанسیونهای کاربردی به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. از بازرسیهای روزانه تا آزمونهای زنده و نگهداری معمولی، قطعکنندههای خلاء همیشه نقطه تمرکز ما هستند، زیرا کیفیت عملکرد آنها مستقیماً مربوط به پایداری و قابلیت اطمینان سیستم برق است. این مقاله بر روی اصول عملکرد مکانیسمهای عملیاتی فنری آنها تمرکز دارد، مشکلات برجسته در عملیات و نگهداری ما را تحلیل میکند و تدابیر درمانی موجه را پیشنهاد میدهد.
آشنایی با مکانیسمهای عملیاتی قطعکنندههای خلاء داخلی
همانطور که میدانیم، قطعکنندههای خلاء داخلی عمدتاً شامل مکانیسمهای عملیاتی فنری، مکانیسمهای خاموش کردن قوس الکتریکی، تماسهای رسانا، دیالکتریکهای پشتیبان و ترمینالهای خروجی (مانند شکل ۱) هستند. مکانیسم عملیاتی فنری، که جزء کلیدی برای ما است، شامل دستگاه ذخیرهسازی انرژی، دستگاه باز و بسته کردن، صفحه کنترل و مدار کنترلی است. ما با عملیات دور یا محلی روی دکمههای باز و بسته کردن، قطعکننده را از طریق مکانیسم عملیاتی فنری به حرکت درمیآوریم و کنترل روشن و خاموش کردن سیستم برق را انجام میدهیم.
آشنایی مختصر با مکانیسم ذخیرهسازی انرژی
مانند شکل ۲، دستگاه ذخیرهسازی انرژی مکانیسم عملیاتی فنری قطعکنندههای خلاء که نگهداری میکنیم دارای بدنه آلومینیومی ریختهگری شده با گیربکس کاهش دهنده با دو ست دندانههای صدپایه در داخل آن است. محور ذخیرهسازی از طریق گیربکس کاهش دهنده عبور میکند و یک لغزنده با چرخ دنده بزرگ با کلید روی محور و یک دندانه روی لغزنده متصل میشود. سمت راست محور ذخیرهسازی با یک کام با دندانههایی تجهیز شده است که دندانه کام را به چرخش میاندازد؛ سمت چپ با یک دسته تجهیز شده است که یک سر فنر بسته شده به آن متصل است.
یک دسته مثلثی با یک میلهی سوزنی روی پین گیربکس کاهش دهنده نصب شده است. هنگام آزاد کردن انرژی بسته شدن، مشاهده میکنیم که کام انرژی فنر بسته شدن را به میلهی سوزنی منتقل میکند. دسته از طریق یک پین به یک میلهی اتصال متصل است که سر دیگرش به بازوی دسته اصلی متصل است و یک مکانیسم چهارباره تشکیل میدهد که نیروی بسته شدن را به محور اصلی قطعکننده منتقل میکند. علاوه بر این، یک چرخ دندهی کوچک روی پین گیربکس کاهش دهنده، قفل بسته شدن را قفل میکند تا انرژی فنر بسته شدن حفظ شود.
اصول ذخیرهسازی انرژی الکتریکی
وقتی ما در حین عملیات منبع تغذیه موتور را بسته میکنیم، یک جعبه محور ذخیرهسازی توسط دندانهی بزرگ گیربکس کاهش دهنده به چرخش درمیآید. دندانه روی جعبه محور سریعاً در دندانهی کام قرار میگیرد و محور ذخیرهسازی را به چرخش درمیآورد و فنر بسته شدن را به تدریج کش میدهد تا انرژی ذخیره شود. وقتی فنر به حداکثر کشش خود میرسد، میلهی کوچک روی دسته باعث فشار دادن میکروسوئیچ میشود و منبع تغذیه موتور قطع میشود. در عین حال، فنر بسته شدن توسط قفل بسته شدن قفل میشود و کل فرآیند ذخیرهسازی انرژی کمتر از ۱۵ ثانیه طول میکشد.
اصول عملکرد بسته شدن
در حال حاضر، بیشتر قطعکنندههای خلاء ۳۵kV و ۱۰kV که نگهداری میکنیم از مکانیسمهای عملیاتی فنری استفاده میکنند که انرژی را با چرخاندن موتور ذخیرهسازی و کشیدن فنر ذخیرهسازی به طول تعیین شده ذخیره میکنند. وقتی که ما کویل بسته شدن را فعال میکنیم یا دکمهی بسته شدن را دستی فشار میدهیم، قفل بسته شدن باز میشود و محور ذخیرهسازی تحت نیروی فنر بسته شدن به چرخش معکوس درمیآید. کام فشار دادن میلهی سوزنی روی دسته مثلثی را انجام میدهد که نیرو را از طریق میلهی اتصال به محور اصلی قطعکننده منتقل میکند. محور اصلی میلهی کششی دیالکتریک و میلهی رسانای متحرک را به بالا میبرد. پس از چرخش به زاویهی خاصی، محور اصلی توسط قفل باز شدن قفل میشود و بسته شدن کامل میشود و در عین حال فنر باز شدن انرژی میگیرد.
خطای "عدم بسته شدن"
در عملیات و نگهداری، مشاهده کردهایم که هنگام بسته شدن از راه دور، کلاهک کویل بسته شدن عمل میکند اما نیروی ضربهای کافی برای جدا کردن چرخ از قفل بسته شدن وجود ندارد که باعث عدم آزاد شدن انرژی فنر - "عدم بسته شدن" میشود. کویل معمولاً به دلیل تغذیه طولانی مدت گرم میشود یا سوختن میکند. مورد دیگر، عملیات اشتباه دسته چرخشی به موقعیت "قفل تقسیم" که قطعکننده را به صورت مکانیکی قفل میکند و منجر به سوختن کویل میشود.
بررسی محلی نشان میدهد که تماس تنگ و اصطکاک بالا بین قفل و چرخ وجود دارد که باعث سختی بسته شدن دستی میشود. باقیماندهی روغن خشک روی چرخ مقاومت را افزایش میدهد. راهحل ما: قطع برق، آزاد کردن انرژی فنر، چرب کردن قفل و چرخ با روغن ماشینی، خراشیدن باقیمانده و انجام چندین عملیات برای تأیید. اگر کویل سوخته باشد، آن را جایگزین کنید.
خطای "عدم باز شدن"
خطای "عدم باز شدن" اصول و نمایش مشابهی با "عدم بسته شدن" دارد. با این حال، در عملیات قطع برق، باز شدن را مسدود میکند و کویل باز شدن سوخته نیاز به عملیات دستی محلی دارد.
خطای ذخیرهسازی انرژی
بعد از هر بسته شدن، موتور ذخیرهسازی فنر را به طور خودکار بازنشانی میکند. یک میکروسوئیچ زمانی که ذخیرهسازی کامل شد مدار را قطع میکند. مدار ذخیرهسازی شامل یک کلید هوایی، موتور و تماسهای میکروسوئیچ بسته شده است. برای خطای ذخیرهسازی انرژی، ابتدا کلید هوایی و ولتاژ را بررسی میکنیم، سپس میکروسوئیچ. قطعکنندههایی که طولانی مدت استفاده نشدهاند معمولاً میکروسوئیچهای گیر کرده دارند؛ خرابی موتور یا اتصال ضعیف کمتر رایج است و خرابی میکروسوئیچ علت اصلی است.
نتیجهگیری
سه خطا که تحلیل شدند نمونههایی از مکانیسمهای عملیاتی هستند. بازرسی و نگهداری منظم برای کاهش خرابیها و تضمین قابلیت اطمینان تأمین برق ضروری است.