Quels sont les défauts courants et les méthodes de traitement des mécanismes d'exploitation des disjoncteurs à vide pour intérieur de 35 kV et 10 kV

Dans l'exploitation et la maintenance des systèmes électriques, nous avons constaté que les disjoncteurs à vide de 35 kV et 10 kV pour intérieur, en tant qu'équipements principaux clés des tableaux de distribution haute tension, sont largement utilisés dans les réseaux principaux et les postes de transformation des utilisateurs en raison de leur haute fiabilité et de leur faible charge de maintenance. Des inspections quotidiennes et des détections sous tension jusqu'à l'entretien régulier, les disjoncteurs à vide restent notre point de focalisation principal, car la qualité de leur fonctionnement est directement liée à la stabilité et à la fiabilité du système électrique. Cet article se concentre sur les principes de fonctionnement de leurs mécanismes d'entraînement à ressort, analyse les problèmes saillants dans nos pratiques d'exploitation et de maintenance, et propose des mesures de traitement ciblées.

Introduction aux mécanismes d'entraînement des disjoncteurs à vide pour intérieur

Comme nous le savons, les disjoncteurs à vide pour intérieur sont principalement composés de mécanismes d'entraînement à ressort, de mécanismes d'extinction d'arc, de contacts conducteurs, d'isolateurs de support et de bornes de sortie (comme illustré à la Figure 1). Le mécanisme d'entraînement à ressort, un composant clé pour nous, est constitué d'un dispositif de stockage d'énergie, d'un dispositif d'ouverture-fermeture, d'un panneau de commande et d'un circuit de commande. Nous actionnons le disjoncteur pour ouvrir ou fermer via le mécanisme d'entraînement à ressort en opérant à distance ou localement les boutons d'ouverture/fermeture, réalisant ainsi le contrôle de l'alimentation du système électrique.

Présentation succincte du mécanisme de stockage d'énergie

Comme illustré à la Figure 2, le dispositif de stockage d'énergie du mécanisme d'entraînement à ressort des disjoncteurs à vide que nous entretenons présente un boîtier en aluminium moulé avec une boîte de vitesse contenant deux jeux de pignons à vis sans fin. L'arbre de stockage d'énergie traverse la boîte de vitesse, avec un palier connecté au grand pignon à vis sans fin par une clavette montée sur l'arbre et un cliquet monté sur le palier. La partie droite de l'arbre de stockage d'énergie est équipée d'un cam à encoches, par lequel le cliquet entraîne la rotation du cam ; la partie gauche est munie d'un manivelle, où est suspendu un bout du ressort de fermeture.
Un levier triangulaire avec un roulement à aiguilles est monté sur la broche de la boîte de vitesse. Lors de la libération de l'énergie de fermeture, nous observons que le cam transmet l'énergie du ressort de fermeture au roulement à aiguilles. Le levier est connecté à une tige de liaison par une broche, dont l'autre extrémité est reliée au bras de manivelle de l'arbre principal, formant un mécanisme à quatre barres pour transmettre la force de fermeture à l'arbre principal du disjoncteur. De plus, un petit roulement à billes sur la broche de la boîte de vitesse verrouille le loquet de fermeture pour maintenir l'énergie du ressort de fermeture.

Principe du stockage d'énergie électrique

Lorsque nous fermions l'alimentation du moteur lors de l'exploitation, la gaine de l'arbre de stockage d'énergie est entraînée par le grand pignon à vis sans fin dans la boîte de vitesse pour tourner. Le cliquet sur la gaine de l'arbre s'insère rapidement dans l'encoche du cam, entraînant la rotation de l'arbre de stockage d'énergie et étirant progressivement le ressort de fermeture pour le stockage d'énergie. Lorsque le ressort est étiré au maximum, la petite tige de liaison sur la manivelle entraîne la plaque de flexion pour appuyer sur le micro-contact, coupant l'alimentation du moteur. En même temps, le ressort de fermeture est verrouillé par le loquet de fermeture, le processus de stockage d'énergie complet prenant moins de 15 secondes.

Principe de l'action de fermeture

Actuellement, les disjoncteurs à vide de 35 kV et 10 kV que nous entretenons adoptent principalement des mécanismes d'entraînement à ressort, qui stockent l'énergie en faisant tourner le moteur de stockage d'énergie pour étirer le ressort de stockage à une longueur définie. Lorsque nous activons la bobine de fermeture ou appuyons sur le bouton de fermeture manuellement, le loquet de fermeture est déverrouillé, et l'arbre de stockage d'énergie tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sous la force du ressort de fermeture. Le cam appuie sur le roulement à aiguilles du levier triangulaire, qui transmet la force à l'arbre principal du disjoncteur par la tige de liaison. L'arbre principal entraîne la tige isolante et la tige conductrice mobile vers le haut. Après avoir tourné à un angle spécifique, l'arbre principal est verrouillé par le loquet d'ouverture pour achever la fermeture, tandis que le ressort d'ouverture est chargé.

Défaut de "non-fermeture"

Au cours de l'exploitation et de la maintenance, nous avons constaté qu'en fermant à distance, le capuchon de la bobine de fermeture agit mais la force d'impact est insuffisante pour libérer le rouleau du loquet de maintien de fermeture, ce qui empêche la libération de l'énergie du ressort - le phénomène de "non-fermeture". La bobine surchauffe souvent ou brûle en raison d'une alimentation prolongée. Un autre cas est la mauvaise manipulation de la poignée rotative à la position de "verrouillage de section", qui verrouille mécaniquement le disjoncteur et conduit à la brûlure de la bobine.
L'inspection sur site montre un contact serré et un frottement élevé entre le loquet et le rouleau, rendant la fermeture manuelle difficile. Les résidus de graisse sèche sur le rouleau augmentent la résistance. Notre solution : couper l'alimentation, libérer l'énergie du ressort, lubrifier le loquet et le rouleau avec de l'huile de machine, gratter les résidus, et effectuer plusieurs opérations pour vérification. Remplacer la bobine si elle est brûlée.

Défaut de "non-ouverture"

Le défaut de "non-ouverture" partage des principes et des manifestations similaires avec le "non-fermeture". Cependant, pendant les opérations de coupure de courant, il empêche l'ouverture, et une bobine d'ouverture brûlée nécessite une opération manuelle sur site.

Défaut de stockage d'énergie

Après chaque fermeture, le moteur de stockage d'énergie remet automatiquement le ressort en place. Un micro-contact coupe le circuit lorsque le stockage est terminé. Le circuit de stockage est composé d'un interrupteur différentiel, d'un moteur et de contacts de micro-contact normalement fermés. Pour un défaut de stockage d'énergie, nous vérifions d'abord l'interrupteur différentiel et la tension, puis le micro-contact. Les disjoncteurs peu utilisés ont souvent des micro-contacts bloqués ; les pannes de moteur ou les mauvaises connexions sont moins courantes, la panne de micro-contact étant la cause principale.

Conclusion

Les trois défauts analysés sont typiques des mécanismes d'entraînement. Une inspection et une maintenance régulières sont essentielles pour réduire les pannes et assurer la fiabilité de l'alimentation électrique.