低圧真空ブレーカコイルの種類と故障

低圧真空遮断器のトリップコイルとクローズコイル

トリップコイルとクローズコイルは、低圧真空遮断器のスイッチング状態を制御する核心的な部品です。コイルに電流が流れると、磁力が発生し、機械的連動装置を駆動して開閉動作を完了します。構造的には、コイルは通常、絶縁ボビンにエナメル線を巻き、外側に保護層を持ち、端子がハウジングに固定されています。コイルは直流または交流で動作し、一般的な電圧は24V、48V、110V、220Vです。

コイルの焼損は高頻度の故障です。長時間の通電により温度が上昇し、絶縁層が炭化してショート回路を引き起こします。周囲温度が40°Cを超えるか、5回以上の連続操作を行うと、コイルの寿命は30%短くなります。コイルの状態は抵抗値を測定することで評価でき、正常値に対して±10%の許容範囲があります。例えば、公称抵抗値が220Ωのコイルの場合、測定値が198Ω未満であればターン間ショートを示し、242Ω以上であれば接触不良を示します。

設置時にはコイルの極性方向に注意が必要で、逆接続すると磁力が相殺されます。メンテナンス時には、鉄心の可動部を無水アルコールで清掃し、自由移動ギャップを0.3～0.5mmに保つ必要があります。新しいコイルに交換する際には、電圧パラメータを確認してください。直流コイルを交流電源に接続すると即座に焼損します。手動トリップボタン付きのモデルでは、月に3回の手動テストを行い、機械的な固着を防ぎます。

遮断器が頻繁にトリップする場合、まずコイル以外の要因を排除してください。制御回路の電圧が安定しているか確認し、補助スイッチの接点が酸化していないかチェックします。ある変電所では、コイルの反復焼損が発生し、最終的に原因はトリップバネのプリロードが調整されすぎていたことが判明しました。これにより過度の機械的負荷が生じていました。

湿気の多い環境ではコイルの故障が引き起こされやすくなります。湿度が85%を超える場合は、防湿ヒーターの設置を推奨します。沿岸の配電室では、密封型コイルに切り替えることで、年平均7回の故障からゼロに減少しました。強い振動のある場所では、コイルをエポキシ樹脂で封止してワイヤーの折れを防止します。

交換部品を選択する際には、定格電圧、作動電力、応答時間を注意してください。異なるブランドのコイルに交換する際には、機械的な適合寸法を確認してください。プラグナーの長さが2mm違いで完全なトリップができないという事例もあります。必要に応じてトランジションブラケットをカスタマイズできますが、電磁吸引力を再計算する必要があります。

システム戦略的には、コイルのライフサイクル記録を作成することをお勧めします。各操作ごとの周囲温度、操作回数、抵抗値の変化を記録します。ある電力局では、大規模データ分析により、コイルの抵抗値変動率が15%に達した場合、次の3ヶ月以内に故障する確率が82%に増加することが判明しました。

故障分析プロセス全体を通じて批判的思考が不可欠です。コイルが焼損した場合、単に交換するだけでなく、根本原因を追跡してください。ある工場では、コイルの反復焼損がありましたが、最終的に制御回路の設計上の欠陥が原因で、トリップ信号がタイムリーに解放されず、継続的に通電状態になっていたことが判明しました。

緊急対応として一時的に並列抵抗法を使用することができます。焼損したコイルの端子間に200Wの抵抗を並列接続して一時的に機能を維持しますが、コイルは24時間以内に交換する必要があります。この方法は直流コイルのみに適用可能であり、交流コイルには使用しないでください。操作時には絶縁手袋を着用して残存電圧による感電を防ぎます。

コイルの温度上昇試験には技術があります。赤外線温度計を使用する際には、コイルの中心を狙ってください。許容温度上昇基準は、A級絶縁で75°C、F級絶縁で100°Cです。試験は3回連続操作直後に実施すると、その時点で温度がピークに近いです。

設計改善としては、新しいデュアルワインドコイルが導入され始めています。主ワインドは磁力を生成し、補助ワインドは状態監視に使用されます。主ワインドでターン間ショートが発生すると、補助ワインドのインダクタンスの変化により早期警告信号が発生し、従来のコイルよりも20日早く故障予測が可能です。

メンテナンスの経済性も総合的に考慮する必要があります。標準コイルの市場価格は約80～150人民元で、交換労働コストは約200人民元です。年間故障回数が3回を超える場合は、耐熱性コイル（約280人民元）へのアップグレードを推奨します。その寿命は3倍に延びます。重要な電力ノードでは、冗長なデュアルコイル構成の方が信頼性が高いです。

運用訓練のポイントには、電源がオンの状態でコイルコネクタを抜いたり差し込んだりしないこと、トリップ/クローズ操作の間隔を最低15秒以上空けて熱を逃がすこと、雨季には絶縁テストを強化することが含まれます。あるメンテナンステームでは冷却時間の要件を守らず、新しく交換したコイルが2日以内に再び焼損しました。

技術革新の傾向として、ラッチ式磁気コイルが伝統的な構造を置き換える動きが見られます。永磁石を使用してトリップまたはクローズ状態を保持し、消費電力を90%削減します。ただし、このようなコイルは制御信号に対する要求が高く、専用ドライバーモジュールが必要で、リトロフィットコストが約40%増加します。

現場診断のためにデジタルブリッジを携帯することをお勧めします。これにより直流抵抗だけでなく、コイルのインダクタンスも測定できます。インダクタンスの正常な変動範囲は±5%です。インダクタンスが大幅に低下している場合、抵抗値が正常であってもコイルを交換する必要があります。

保護措置は見過ごしてはなりません。粉塵が多いセメント工場では、コイルにナノファイバーフィルターカバーを取り付けることで、0.3ミクロン以上の粒子を効果的にブロックできます。化学工場では、四半期ごとにpH試験紙を使用してコイル表面の酸性またはアルカリ性をチェックし、腐食の兆候が見られたらすぐに防腐処理を行うことをお勧めします。

寿命予測モデルが広く普及しています。操作回数、環境パラメータ、抵抗値変動率に基づくアルゴリズムは、75%以上の精度を達成しています。あるスマート遮断器は、コイルの故障を30日前に予告し、予期せぬ停電を防ぐことに成功しています。

メンテナンス後の受け入れ基準には、手動操作力が50N以下、電気操作時の騒音レベルが65dB以下、10回連続操作中にジャミングがないことが含まれます。受け入れ時にオシロスコープを使用してコイル電流波形をキャプチャします。正常な波形は滑らかな曲線であり、ギザギザの波形は機械的な抵抗があることを示します。