Wat zijn de veelvoorkomende storingen en afhandelingsmethoden van de bedieningssystemen van 35kV en 10kV binnenvervuisbuisonderbrekers?

Bij het beheer en onderhoud van elektriciteitsnetwerken hebben we ontdekt dat vacuumschakelaars voor binnenruimte van 35kV en 10kV, als belangrijkste primaire apparatuur van hoogspanningsschakelkasten, breed worden toegepast in hoofdnetwerken en klantonderstations vanwege hun hoge betrouwbaarheid en lage onderhoudswerklast. Van dagelijkse inspecties en live-detectie tot routineonderhoud, vacuumschakelaars blijven ons belangrijkste focuspunt, omdat de kwaliteit van hun werking direct verband houdt met de stabiliteit en betrouwbaarheid van het elektriciteitsnetwerk. Dit artikel richt zich op de werkingsprincipes van hun veerversterkte mechanismen, analyseert prominente problemen in onze beheer- en onderhoudspraktijken en stelt gerichte behandelingmaatregelen voor.

Inleiding tot de bedieningsmechanismen van vacuumschakelaars voor binnenruimte

Zoals bekend bestaan vacuumschakelaars voor binnenruimte voornamelijk uit veerversterkte mechanismen, boogdoofmechanismen, geleidende contacten, dragende isolatoren en uitgangsterminals (zie Figuur 1). Het veerversterkte mechanisme, een cruciaal onderdeel voor ons, bestaat uit een energieopslagapparaat, een schakelapparaat, een bedieningspaneel en een regelcircuit. We laten de schakelaar openen of sluiten via het veerversterkte mechanismen door op afstand of ter plaatse de open-/sluitknoppen te bedienen, waarmee we de aan/uit-regeling van het elektriciteitsnetwerk bereiken.

Korte inleiding tot het energieopslagmechanisme

Zoals getoond in Figuur 2, heeft het energieopslagapparaat van de veerversterkte mechanismen voor vacuumschakelaars die wij onderhouden, een gegoten aluminium behuizing met een reductieversterker met twee sets wormwielen erin. De energieopslagschacht loopt door de reductieversterker, met een lager verbonden met het grote wormwiel door middel van een sleutel omgezet op de schacht en een poot gemonteerd op het lager. Aan het rechtereinde van de energieopslagschacht is een gekarteld cam-wiel gemonteerd, waardoor de poot het cam-wiel laat draaien; aan het linkereinde is een kruk bevestigd, waarop een einde van de sluitsprong hangt.
Een driehoekige hefboom met een naaldlager is gemonteerd op de pen van de reductieversterker. Bij het vrijgeven van sluitenergie observeren we dat het cam-wiel de energie van de sluitsprong overbrengt naar het naaldlager. De hefboom is verbonden met een stang via een pen, waarvan het andere eind is verbonden met de hoofdas-kruk, waardoor een vierstangenmechanisme wordt gevormd om sluitkracht over te brengen naar de hoofdschakelas. Daarnaast vergrendelt een klein rollager op de pen van de reductieversterker de sluitgrendel om de energie van de sluitsprong vast te houden.

Principe van elektrische energieopslag

Wanneer we tijdens de bedrijfsvoering de motoraandrijving inschakelen, wordt de schachtsleeve van de energieopslagschacht gedreven door het grote wormwiel in de reductieversterker om te draaien. De poot op de schachtsleeve vangt snel in in de inkeping van het cam-wiel, waardoor de energieopslagschacht roteert en de sluitsprong geleidelijk strekt voor energieopslag. Wanneer de veer maximaal gestrekt is, drijft de kleine stang op de kruk de buigplaat om de microschakelaar in te drukken, waardoor de motoraandrijving wordt afgesneden. Tegelijkertijd wordt de sluitsprong vergrendeld door de sluitgrendel, met het gehele energieopslagproces dat minder dan 15 seconden duurt.

Sluitingsactieprincipe

Momenteel gebruiken de 35kV en 10kV vacuumschakelaars die wij onderhouden, grotendeels veerversterkte mechanismen, die energie opslaan door de energieopslagmaandrijver te laten roteren om de energieopslagveer uit te strekken tot een ingestelde lengte. Wanneer we de sluitingsspoel activeren of handmatig op de sluitknop drukken, wordt de sluitgrendel ontgrendeld, en draait de energieopslagschacht tegen de klok in onder de kracht van de sluitsprong. Het cam-wiel drukt op het naaldlager op de driehoekige hefboom, die kracht overbrengt naar de hoofdschakelas via de stang. De hoofdas drijft de isolerende trekstang en de bewegende geleidende staaf omhoog. Na rotatie over een specifieke hoek wordt de hoofdas vergrendeld door de open-grendel om de sluiting te voltooien, terwijl de opensprong wordt geladen.

"Geen sluiting"-fout

Tijdens het beheer en onderhoud hebben we ontdekt dat bij afstandsbediening de sluitingsspoel werkt, maar de impactkracht onvoldoende is om de rol los te maken van de sluit-houdgrendel, wat resulteert in een "geen sluiting"-fenomeen. De spoel raakt vaak oververhit of brandt door door voortdurende spanning. Een ander geval is foute bediening van de rotatiehendel naar de "sectie-slot"-positie, wat de schakelaar mechanisch vergrendelt en leidt tot spoelbrand.
Ter plaatse inspectie toont strak contact en hoge wrijving tussen de grendel en de rol, waardoor handmatige sluiting moeilijk wordt. Droge olie op de rol verhoogt de weerstand. Onze oplossing: stroom uitschakelen, veerenergie loslaten, de grendel en de rol smeren met machineolie, residuen verwijderen en meerdere operaties uitvoeren voor verificatie. Vervang de spoel indien verbrand.

"Geen opening"-fout

De "geen opening"-fout deelt vergelijkbare principes en manifestaties met de "geen sluiting". Echter, tijdens stroomonderbreking voorkomt deze het openen, en een verbrande openingspoel vereist ter plaatse handmatige bediening.

Energieopslagfout

Na elke sluiting zet de energieopslagmaandrijver de veer automatisch terug. Een microschakelaar breekt het circuit wanneer de opslag voltooid is. Het opslagcircuit bestaat uit een luchtstopcontact, een motor en normaal gesloten microschakelaarkontakten. Bij een energieopslagfout controleren we eerst het luchtstopcontact en de spanning, vervolgens de microschakelaar. Bij lang niet gebruikte schakelaars zijn de microschakelaars vaak vastgelopen; motorfouten of slechte verbindingen komen minder vaak voor, met microschakelaarfouten als de belangrijkste oorzaak.

Conclusie

De drie fouten die zijn geanalyseerd, zijn typisch voor bedieningsmechanismen. Regelmatige inspectie en onderhoud zijn essentieel om fouten te verminderen en de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening te waarborgen.