Typy i awarie cewek w obniżonych napięciach przelacznika próżniowego

Cewki trip i zamknięcia w niskonapięciowych przerywaczach próżniowych

Cewki trip i zamknięcia to kluczowe komponenty kontrolujące stan przełączania niskonapięciowych przerywaczy próżniowych. Gdy cewka jest zasilana, generuje siłę magnetyczną, która napędza połączenie mechaniczne, uzupełniając operację otwierania lub zamykania. Budowę cewki tworzy zwykle nawinięcie drutu smarowanego na izolującą bobinę, z zewnętrzną warstwą ochronną, a końcówki są przymocowane do obudowy. Cewka działa na zasilaniu DC lub AC, przy typowych napięciach 24V, 48V, 110V i 220V.

Spalenie cewki jest częstym problemem. Długotrwałe zasilanie powoduje nadmierny wzrost temperatury, prowadzący do węglowania warstwy izolacyjnej i powstawania zwarcia. Gdy temperatura otoczenia przekracza 40°C lub wykonano więcej niż pięć kolejnych operacji, żywotność cewki może się skrócić o 30%. Stan cewki można ocenić mierząc jej opór, z tolerancją ±10% dla wartości normalnych. Na przykład, dla cewki o nominalnym oporze 220Ω, wartość pomiarowa poniżej 198Ω może wskazywać na zwarcie między zwitkami, a wartość powyżej 242Ω sugeruje złe stykanie.

Podczas montażu należy zwrócić uwagę na kierunek polaryzacji cewki, ponieważ odwrócone podłączenie może spowodować anulowanie siły magnetycznej. Podczas konserwacji czyszczonych są ruchome części rdzenia ferromagnetycznego alkoholem bezwodnym, a utrzymywany jest swobodny luka ruchu 0,3–0,5mm. Podczas wymiany na nową cewkę, należy zweryfikować parametry napięcia; podłączenie cewki DC do źródła AC spowoduje natychmiastowe spalenie. Dla modeli wyposażonych w przycisk manualnego tripu, wykonaj co miesiąc trzy testy manualne, aby zapobiec zacięciu mechanicznemu.

Gdy przerywacz często wytrąca, najpierw eliminujesz inne czynniki niż awaria cewki. Sprawdź, czy napięcie obwodu sterującego jest stabilne i czy kontakty przełącznika pomocniczego nie są zwapniałe. W jednej stacji energetycznej miało miejsce wielokrotne spalanie się cewek, a ostatecznie przyczyną była zbyt wysoka regulacja sprężyny tripu, co powodowało nadmierny obciążenie mechaniczne.

Wilgotne środowisko łatwo prowadzi do awarii cewek. Gdy wilgotność przekracza 85%, zaleca się zainstalowanie urządzenia ogrzewającego przeciwko wilgoci. W dystrybucyjnej sali nadmorskiej, po przejściu na cewki szczelne, wskaźnik awarii spadł ze średnio 7 razy rocznie do zera. Dla miejsc o silnych drganiach, cewka powinna być zalana żywicą epoksydową, aby zapobiec pęknięciom drutu.

Podczas wybierania części zamiennych, należy zwrócić uwagę na trzy parametry: nominalne napięcie, moc aktywacji i czas reakcji. Podczas wymiany na cewkę innego producenta, należy zweryfikować wymiary dopasowania mechanicznego; były przypadki, gdy różnica długości tłoka o 2mm powodowała niekompletne wytrącanie. Jeśli jest to konieczne, można dostosować specjalny obudów, ale musi być przeliczona moment magnetyczny.

Z perspektywy strategii systemowej, zaleca się utworzenie rejestru cyklu życia cewki. Zapisz temperaturę otoczenia, liczbę operacji i zmiany wartości oporu dla każdej operacji. Jedno biuro zaopatrzenia energią odkryło dzięki analizie big data, że gdy współczynnik zmienności oporu cewki osiąga 15%, prawdopodobieństwo awarii w ciągu najbliższych trzech miesięcy wzrasta do 82%.

Myślenie krytyczne musi przebiegać przez cały proces analizy awarii. Gdy cewka spali się, nie należy jej po prostu zastępować, lecz należy ustalić przyczynę podstawową. Fabryka doświadczyła wielokrotnych spalania się cewek, a ostateczne dochodzenie wykazało defekt projektowy w obwodzie sterującym, który powodował, że sygnał tripu nie był w porę zwalniany, prowadząc do ciągłego stanu zasilania.

W celu nagłej obsługi można tymczasowo użyć metody rezystora równoległego. Podłącz 200W rezystor równolegle do końcówek spalonej cewki, aby tymczasowo utrzymać funkcjonalność operacyjną, ale cewka musi zostać zastąpiona w ciągu 24 godzin. Ta metoda jest stosowana tylko do cewek DC i nie może być użyta dla cewek AC. Podczas operacji należy nosić rękawice izolacyjne, aby zapobiec porażeniu elektrycznym przez napięcie pozostałe.

Istnieją techniki testowania wzrostu temperatury cewki. Podczas monitorowania termometrem podczerwonym, celuj w środek cewki. Dozwolone normy wzrostu temperatury to: 75°C dla izolacji klasy A i 100°C dla izolacji klasy F. Testowanie powinno być przeprowadzone bezpośrednio po trzech kolejnych operacjach, ponieważ w tym momencie temperatura jest najbliżej swojego szczytu.

W zakresie poprawek projektowych, nowe cewki z dwoma zwitkami zaczynają być stosowane. Główny zwitek odpowiada za generowanie siły magnetycznej, podczas gdy dodatkowy zwitek służy do monitorowania stanu. Gdy wystąpi zwarcie między zwitkami głównego zwitku, zmiana indukcyjności dodatkowego zwitku wywołuje sygnał ostrzegawczy, umożliwiając predykcję awarii 20 dni wcześniej niż w tradycyjnych cewkach.

Ekonomiczna rentowność konserwacji musi być rozważana kompleksowo. Rynkowa cena standardowej cewki wynosi około 80-150 RMB, a koszt pracy zastępowania wynosi około 200 RMB. Jeśli roczne awarie przekraczają trzy razy, zaleca się modernizację na cewkę odporną na wysokie temperatury (o cenie około 280 RMB), której żywotność jest przedłużona trzykrotnie. Dla kluczowych węzłów zasilania, konfiguracja z redundantną podwójną cewką jest bardziej niezawodna.

Kluczowe punkty treningu operacyjnego obejmują: nigdy nie podłączaj ani nie odłączaj konektorów cewek pod napięciem, utrzymuj co najmniej 15-sekundowy odstęp między operacjami trip/zamknięcia, aby umożliwić chłodzenie, oraz wzmocnij testy izolacji w okresie deszczowym. Drużyna konserwacyjna nie przestrzegała wymogu chłodzenia, co spowodowało, że nowo zastąpiona cewka spaliła się ponownie w ciągu dwóch dni.

Pojawia się nowa tendencja innowacji technologicznej. Cewki magnetyczne typu latching zaczynają zastępować tradycyjne struktury, korzystając z magnesów permanentnych do utrzymania stanu trip lub zamknięcia, co redukuje zużycie energii o 90%. Jednak takie cewki mają wyższe wymagania dotyczące sygnałów sterujących i wymagają dedykowanego modułu sterownika, zwiększając koszty modernizacji o około 40%.

Bardzo zaleca się posiadanie mostka cyfrowego do diagnostyki na miejscu. Może on nie tylko mierzyć opór DC, ale także wykrywać indukcyjność cewki. Normalny zakres fluktuacji indukcyjności powinien wynosić ±5%. Jeśli zostanie wykryte znaczne spadnięcie indukcyjności, cewka powinna być zastąpiona, nawet jeśli wartość oporu wydaje się normalna.

Nie można zapominać o miarach ochronnych. W cementowniach o wysokim poziomie pyłu, instalacja nanowłóknianej osłony filtrującej na cewce efektywnie blokuje cząstki większe niż 0,3 mikrona. Dla zakładów chemicznych zaleca się użycie papieru pH do sprawdzenia kwasowości lub zaszczytności powierzchni cewki co kwartał, a w przypadku wykrycia oznak korozji, należy natychmiast przeprowadzić obróbkę antykorozyjną.

Modele prognozowania żywotności stają się coraz bardziej rozpowszechnione. Algorytmy oparte na liczbie operacji, parametrach środowiskowych i stawkach zmiany oporu osiągnęły dokładność powyżej 75%. Jeden inteligentny przerywacz już osiągnął 30-dniowe wcześniejsze ostrzeganie o awarii cewki, zapobiegając nieplanowanym przerwom zasilania.

Kryteria akceptacji po konserwacji obejmują: siłę operacji manualnej nieprzekraczającą 50N, poziom hałasu poniżej 65 dB podczas operacji elektrycznej, oraz brak zacięcia podczas 10 kolejnych operacji. Podczas akceptacji, użyj oscyloskopu, aby przechwycić falę prądu cewki. Normalna fala powinna być gładką krzywą; fala piłkowata wskazuje obecność oporu mechanicznego.