Які типові вади та способи їх усунення характерні для приводів вакуумних вимикачів напругою 35 кВ та 10 кВ, розташованих в приміщенні?

У процесі експлуатації та обслуговування електроенергетичних систем ми з'ясували, що вакуумні вимикачі напругою 35 кВ та 10 кВ, як ключове первинне обладнання високовольтних комутаційних пристроїв, широко застосовуються на основних мережах та підстанціях користувачів завдяки своїй високій надійності та низькій потребі у технічному обслуговуванні. Від повсякденних перевірок і живлення до планового обслуговування, вакуумні вимикачі завжди залишаються нашим ключовим об'єктом уваги, оскільки якість їхньої роботи безпосередньо пов'язана зі стабільністю та надійністю електроенергетичної системи. Ця стаття зосереджується на принципах дії пружинних механізмів, аналізує найбільш вирізняючіся проблеми в нашій практиці експлуатації та обслуговування, а також запропоновує цілямі спрямовані заходи.

Огляд механізмів управління вакуумними вимикачами для приміщень

Як відомо, вакуумні вимикачі для приміщень складаються з пружинних механізмів управління, механізмів гасіння дуги, провідних контакти, опорних ізоляторів та вихідних клем (як показано на рис. 1). Пружинний механізм управління, який є ключовою компонентою для нас, складається з пристрою накопичення енергії, пристрою відкривання-закривання, панелі управління та керуючого контуру. Ми використовуємо пружинний механізм управління для відкривання або закривання вимикача через віддалене або локальне управління кнопками відкривання/закривання, забезпечуючи контроль включення-виключення електроенергетичної системи.

Короткий огляд механізму накопичення енергії

Як показано на рис. 2, пристрій накопичення енергії пружинного механізму управління вакуумними вимикачами, які ми обслуговуємо, має корпус з алюмінієвої отливки з редуктором, всередині якого розташовані дві пари черв'ячних передач. Вал накопичення енергії проходить через редуктор, з подшипником, який з'єднаний з великим черв'ячним колесом за допомогою шпонки, надітої на вал, та захопом, який монтується на подшипнику. Правий кінець вала накопичення енергії оснащений каменою з зубчиками, через яку захоп виконує обертання камени; лівий кінець оснащений кривошипом, на який прикріплений один кінець пружини закривання.
На піні редуктора монтується трикутний річаг з игловим подшипником. При відпусканні енергії закривання спостерігається, що камена передає енергію пружини закривання на игловий подшипник. Річаг з'єднується з штангою через пін, чий інший кінець з'єднаний з кривошипом головного вала, формуючи чотирибарний механізм для передачі сили закривання на головний вал вимикача. Додатково, на піні редуктора розташований малий роликовий подшипник, який блокує захоп закривання, щоб зберегти енергію пружини закривання.

Принцип електричного накопичення енергії

При включенні живлення двигуна в процесі роботи, оболонка вала накопичення енергії обертається за допомогою великого черв'ячного колеса в редукторі. Захоп на оболонці вала швидко входить в зубці камени, обертаючи вал накопичення енергії та поступово розтягує пружину закривання для накопичення енергії. Коли пружина розтянута до максимальної довжини, маленька штанга на кривошипі приводить до натискання на мікро-перемикач, який відключає живлення двигуна. Одночасно, пружина закривання фіксується захопом закривання, весь процес накопичення енергії триває менше 15 секунд.

Принцип дії закривання

Зараз, більшість вакуумних вимикачів напругою 35 кВ та 10 кВ, які ми обслуговуємо, використовують пружинні механізми управління, які накопичують енергію, обертаючи двигун накопичення енергії, що розтягує пружину накопичення до заданої довжини. Коли ми активуємо катушку закривання або натиснемо кнопку закривання вручну, захоп закривання розблоковується, і вал накопичення енергії обертається проти годинникової стрілки під дією пружини закривання. Камена натискає на игловий подшипник на трикутному річазі, який передає силу на головний вал вимикача через штангу. Головний вал приводить ізоляційну тягу та рухомий провідний стержень вгору. Після обертання на певний кут, головний вал блокується захопом відкривання, завершуючи процес закривання, а пружина відкривання накопичує енергію.

Неспроможність закрити

У процесі експлуатації та обслуговування ми з'ясували, що при віддаленому закриванні, катушка закривання діє, але сила удару недостатня, щоб відірвати ролик від захопу закривання, що призводить до неспроможності випустити енергію пружини - "неспроможність закрити". Катушка часто перегрівається або спалюється через довге включення. Інший випадок - помилкова робота обертового важеля у положення "блокування розділення", що механічно блокує вимикач і призводить до спалювання катушки.
На місцевій перевірці видно, що контакт між захопом та роликом є тісним, а тертя високим, що робить ручне закривання складним. Сухий масляний наліт на ролику збільшує опір. Наше рішення: відключити живлення, випустити енергію пружини, змастити захоп та ролик машинним маслом, очистити наліт, та виконати декілька операцій для перевірки. Якщо катушка спалена, замінити її.

Неспроможність відкрити

"Неспроможність відкрити" має схожі принципи та прояви з "неспроможністю закрити". Однак, під час відключення живлення, це запобігає відкриванню, і спалена катушка відкривання вимагає місцевого ручного управління.

Помилка накопичення енергії

Після кожного закривання двигун накопичення енергії автоматично повертає пружину. Мікро-перемикач відключає контур, коли накопичення завершено. Контур накопичення складається з повітряного перемикача, двигуна та контактів мікро-перемикача, які є нормально замкнутими. Для виявлення неспроможності накопичення енергії, спочатку перевіряємо повітряний перемикач та напругу, потім мікро-перемикач. У вимикачів, які довго не використовувались, часто залипають мікро-перемикачі; помилки двигуна або погані з'єднання є менш поширеними, а основною причиною є відмова мікро-перемикача.

Висновок

Три помилки, які були проаналізовані, є типовими для механізмів управління. Регулярні перевірки та обслуговування є необхідними для зменшення відмов та забезпечення надійності постачання електроенергії.