تحلیل خطاهای رایج و راهکارهای آن برای برشکنندههای خلاء ولتاژ متوسط
دور مدارکنندههای خلأ در سیستمهای زیرگذر و تحلیل خطاهای رایج
در صورت بروز خطاهای در سیستم زیرگذر، مدارکنندههای خلأ نقش حفاظتی حیاتی را با قطع بار اضافی و جریانهای کوتاه مدت ایفا میکنند و عملکرد ایمن و پایدار سیستمهای برق را تضمین مینمایند. تقویت بررسیها و نگهداری معمولی مدارکنندههای خلأ ولتاژ متوسط (MV) و تحلیل دلایل رایج خرابی و اجرای اقدامات اصلاحی مؤثر برای بهبود قابلیت اطمینان زیرگذرها ضروری است که منجر به فوائد اقتصادی و اجتماعی بیشتر میشود.
1. ساختار مدارکنندههای خلأ
1.1 مولفههای اصلی
مدارکننده خلأ معمولاً شامل مولفههای کلیدی زیر میباشد: مکانیسم عملیاتی، واحد قطع جریان، سیستم کنترل الکتریکی، پشتیبانی عایق و قاب پایه.
مکانیسمهای عملیاتی میتوانند به انواع الکترومغناطیسی، بهرهبرداری از فنر، مغناطیس دائمی، هوایی و هیدرولیک تقسیمبندی شوند. بر اساس موقعیت نسبی مکانیسم عملیاتی و قطعکننده، مدارکنندههای خلأ به انواع مجتمع، مشکی، ماژولی کاملاً بسته، روی پایهای یا روی زمین طبقهبندی میشوند.
1.2 قطعکننده خلأ
قطعکننده خلأ مولفه اصلی است که عملکرد صحیح یک مدارکننده خلأ را ممکن میسازد. این شامل پوشش عایق، محافظ، پیچ، میله رسانا، تماسهای متحرک و ثابت و پوششهای انتهایی میباشد.
برای حفظ خاموشی موثر قوس الکتریکی، خلأ داخلی باید حفظ شود—معمولاً در فشار کمتر از 1.33×10⁻² Pa. پیشرفتهای قابل توجهی در مواد، فرآیندهای تولید، ساختار، اندازه و عملکرد قطعکنندههای خلأ انجام شده است.
پوشش عایق معمولاً از سرامیک آلومینا یا شیشه ساخته شده است. پوششهای سرامیک مقاومت مکانیکی و پایداری حرارتی بالاتری دارند و حالا به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرند. تماس متحرک در پایین قرار دارد و به میله رسانا متصل میشود. یک لوله راهنمایی برای اطمینان از حرکت عمودی دقیق و هموار استفاده میشود.
برای نظارت بر احتراق تماس، یک علامت نقطهای روی سطح بیرونی قطعکننده قرار داده میشود. با مشاهده جابجایی این علامت نسبت به انتهای پایین، میتوان درجه احتراق تماس را تخمین زد.
مسیر جریان و خاموشی قوس در شکاف تماس بین تماسهای متحرک و ثابت رخ میدهد. قطعات فلزی توسط پوشش عایق پشتیبانی و مهر و موم میشوند که به محافظ، تماسها و سایر قطعات فلزی جوش داده شده تا تمامیت خلأ حفظ شود.
محافظ فولاد ضد زنگ که به صورت الکتریکی شناور و حول تماسها قرار دارد، نقش مهمی ایفا میکند: در حین قطع جریان، بخار فلزی از قوس را جذب میکند و از تراکم آن روی عایق جلوگیری میکند و قدرت عایق داخلی را حفظ مینماید.
2. خطاهای رایج در مدارکنندههای خلأ ولتاژ متوسط
2.1 کاهش سطح خلأ
افت خلأ یک خطا حیاتی اما اغلب غیرقابل تشخیص است. بسیاری از نصبها از تجهیزات مراقبت کمی یا کیفی خلأ برخوردار نیستند که تشخیص را پیچیده میکند.
کاهش خلأ عمر مدارکننده را کوتاه میکند، قابلیت قطع جریان را تضعیف میکند و ممکن است منجر به خرابی کاری یا انفجار شود. دلایل شامل:
ویژگیهای مکانیکی ضعیف مانند حرکت اضافی بیش از حد، پرش تماس یا عدم همزمانی فاز.
حرکت زیاد پیوند در حین عملیات.
عیوب تولید در ظرف خلأ (مثلاً مهر و موم ضعیف یا عیوب مواد).
ریزش در پیچ از جریان خستگی یا آسیب.
2.2 خرابی عایق
بسیاری از مدارکنندههای خلأ از عایق مرکب استفاده میکنند که قطعکننده را در یک پوسته رزین اپوکسی قرار میدهند. اما اگر بخشهای ولتاژ بالا به طور کامل پوشانده نشوند، عوامل محیطی میتوانند عایق را تضعیف کنند.
گرمای تولید شده در حین عملیات میتواند عملکرد عایق را بیشتر تضعیف کند و خطر خرابی را افزایش دهد.
2.3 پرش تماس بیش از حد و عملیات غیرهمزمان
پرش تماس طولانی در حین بسته شدن و عملیات غیرهمزمان باز شدن/بسته شدن میتواند ناشی از:
عملکرد مکانیکی زیراستاندارد مدارکننده.
عیوب میلههای عایق کشی یا ساختارهای پشتیبانی.
عدم تطبیق بین صفحه تماس و محور مرکزی مدارکننده.
2.4 ذخیره سازی ناقص انرژی فنر
پس از بسته شدن، مکانیسم فنر ممکن است نتواند انرژی را به طور کامل ذخیره کند به دلیل:
قطع زودرس مدار ذخیره سازی به دلیل تنظیمات نادرست سوئیچ محدودیت.
لغزش دنده به دلیل ارتداد شدید.
سنیدن موتور ذخیره سازی.
تنش فنر بالا که باعث حرکت ناقص محور میشود.
2.5 عملیات ناموفق و عدم عملیات
تغییر شکل تماس: مواد تماس نرم میتوانند پس از تکرار عملیات تغییر شکل کنند و منجر به تماس ضعیف و از دست دادن فاز شوند.
خطای باز شدن: ناشی از تعامل ناکافی بازشو، لغزش پین، ولتاژ بازشو کم، یا تماس ضعیف سوئیچ کمکی.
خطای بسته شدن: ناشی از ولتاژ بسته شدن کم، صفحات پیوند تغییر شکل یافته، ابعاد بازشو نادرست، خطاهای سیمکشی یا تماس ضعیف سوئیچ کمکی.
3. اقدامات پیشگیری و اصلاح خطاهای
3.1 جلوگیری از تضعیف خلأ
بازرسی منظم ظرف خلأ ضروری است. از یک تستر خلأ برای اندازهگیری کمی یا انجام آزمونهای تحمل ولتاژ برای ارزیابی کیفی استفاده کنید. در صورت تشخیص افت خلأ، قطعکننده را تعویض کرده و مجدداً سفر، همزمانی و پرش را بررسی کنید تا اطمینان حاصل شود.
3.2 پیشگیری و درمان خرابی عایق
از فناوری APG (ژلاتیسازی تحت فشار خودکار) و ستونهای قطبی جامد مهر و موم شده برای پوشاندن قطعکننده و ترمینالهای خروجی استفاده کنید. این کار اندازه را کاهش میدهد و در برابر تأثیرات محیطی محافظت میکند.
به طور منظم عملکرد عایق را تست کرده و با استفاده از تجهیزات تخصصی عمر عایق را پیشبینی کنید. از رویههای نصب، راهاندازی و نگهداری دقیق پیروی کنید تا از خطای انسانی جلوگیری شود. به طور منظم عایقها و میلههای کشی را تمیز کرده و بازرسی کنید تا از خرابیهای ناشی از گرد و غبار جلوگیری شود.
3.3 رسیدگی به پرش تماس و عدم همزمانی
یک واشر مسطح بین میله کشی عایق و دستگاه انتقال قرار دهید تا پرش تماس کاهش یابد. تراز عمودی صفحه انتهای تماس را تنظیم کنید تا پرش کاهش یابد.
برای عملیات غیرهمزمان، از یک تستر ویژگی سوئیچ برای اندازهگیری زمان پرش بسته شدن، زمانهای عملیات سهفاز و همزمانی فاز استفاده کنید. بر اساس نتایج، طول میله کشی را در محدودههای سفر و سفر اضافی مشخص شده تنظیم کنید تا همزمانی حاصل شود.
3.4 حل ذخیره سازی ناقص فنر
موتورهای ذخیره سازی قدیمی را تعویض کنید.
دقیقسازی مونتاژ اجزای بازشو و قفلکننده را بهبود بخشید.
پردازش حرارتی دندههای ذخیره سازی را بهبود بخشید تا از ارتداد و لغزش جلوگیری شود.
3.5 جلوگیری از عملیات ناموفق و عدم عملیات
قابلیت اطمینان مدار کنترل را با ایمنسازی تماسهای سوئیچ کمکی و بهینهسازی مکانیسمهای پیوند برای جلوگیری از تغییر شکل یا عدم تطبیق افزایش دهید. اتصالات سیمکشی معتبر را تضمین کنید.
محیط عملیاتی تمیز را حفظ کرده و قطعات متحرک را به منظور جلوگیری از زنگزدن و خرابیهای ناشی از آلودگی لیس کنید.
برای خطاهای مدار بسته شدن، سوئیچ کمکی پایهای را بررسی کنید. از یک مولتیمتر برای چک کردن پیوستگی در پلاگ ثانویه استفاده کنید. اگر پلاگ باز باشد، پیوستگی بین ترمینالهای سوئیچ کمکی و پلاگ را برای یافتن خطا چک کنید.
4. نتیجهگیری
به طور خلاصه، برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد مدارکنندههای خلأ، شرکتها و کارکنان باید علل اصلی خطاهای رایج مانند افت خلأ، خرابی عایق، پرش تماس، مشکلات ذخیره سازی فنر و عملیات ناموفق را شناسایی کرده و اقدامات پیشگیری و اصلاح مؤثر را اجرا کنند. نگهداری پیشگیرانه و بهینهسازی فنی کلیدی برای کاهش خرابیها و افزایش ایمنی، کارایی و طول عمر سیستمهای زیرگذر است.
