Pagsusuri ng mga Karaniwang Kapinsalaan at mga Tugon para sa mga Medium-Voltage Vacuum Circuit Breakers

Ang Paggamit ng Vacuum Circuit Breakers sa Substation Systems at Karaniwang Analisis ng Kasalanan

Kapag may mga kasalanan sa substation system, ang vacuum circuit breakers ay gumagampan ng mahalagang tungkulin sa pagprotekta sa pamamagitan ng pagputol ng overloads at short-circuit currents, na nagbibigay-daan sa ligtas at matatag na operasyon ng mga sistema ng kuryente. Mahalaga ang pagpapatibay ng regular na pagsusuri at pag-aalamin ng medium-voltage (MV) vacuum circuit breakers, pag-analisa ng karaniwang sanhi ng pagkakamali, at pag-implementa ng epektibong hakbang-hakbang para mapabuti ang reliabilidad ng substation, na nagdudulot ng mas malaking ekonomiko at sosyal na benepisyo.

1. Struktura ng Vacuum Circuit Breakers

1.1 Mga Pangunahing Komponente

Ang isang vacuum circuit breaker karaniwang binubuo ng mga sumusunod na pangunahing komponente: operating mechanism, current interruption unit, electrical control system, insulating support, at base frame.

Ang mga operating mechanisms ay maaaring ikategorya bilang electromagnetic, spring-operated, permanent magnet, pneumatic, at hydraulic types. Batay sa relasyon ng posisyon ng operating mechanism at interrupter, ang mga vacuum circuit breakers ay mas pinagtutuunan pa ng integrated, suspended, fully enclosed modular, pedestal-mounted, o floor-standing types.

1.2 Vacuum Interrupter

Ang vacuum interrupter ang core component na nagbibigay-daan sa maayos na operasyon ng vacuum circuit breaker. Ito ay binubuo ng insulating envelope, shield, bellows, conductive rod, moving at fixed contacts, at end caps.

Para mapanatili ang epektibong pagputol ng arco, ang internal vacuum ay dapat mapanatili—karaniwang nasa presyur na mas mababa sa 1.33×10⁻² Pa. Mayroong napakaraming pag-unlad sa mga materyales, proseso ng paggawa, struktura, sukat, at performance ng vacuum interrupters.

Ang insulating envelope ay karaniwang gawa sa alumina ceramic o glass. Ang mga ceramic envelopes ay nagbibigay ng mas mahusay na mechanical strength at thermal stability at malawakang itinatangi. Ang moving contact ay nasa ilalim, konektado sa conductive rod. Ang guide sleeve ay nagbibigay ng tumpak at mulat na vertical movement.

Upang monitorein ang wear ng contact, isang dot marker ang inilalagay sa labas ng interrupter. Sa pamamagitan ng pag-observe ng displacement ng marker na ito sa kaugnayan sa ibaba, maaaring tantiyahin ang degree ng contact erosion.

Ang current path at arc interruption ay nangyayari sa contact gap sa pagitan ng moving at fixed contacts. Ang mga metal components ay suportado at sealed ng insulating envelope, na welded sa shield, contacts, at iba pang metal parts upang mapanatili ang vacuum integrity.

Ang stainless-steel shield, electrically floating at nakapaligid sa mga contacts, ay gumagampan ng vital na papel: sa panahon ng current interruption, ito ay nakukuhang metal vapor mula sa arco, na nagpapahintulot na hindi ito magdeposite sa insulator at nagpapanatili ng internal insulation strength.

2. Karaniwang Kasalanan sa Medium-Voltage Vacuum Circuit Breakers

2.1 Bawas na Level ng Vacuum

Ang pagkawala ng vacuum ay isang critical pero madalas hindi nadetekta na kasalanan. Maraming instalasyon ang walang quantitative o qualitative vacuum monitoring equipment, na nagpapahirap sa diagnosis.

Ang pagbaba ng vacuum ay nagpapahaba ng buhay ng breaker, nagbabawas ng kakayahan sa pagputol ng current, at maaaring magresulta sa catastrophic failure o explosion. Ang mga sanhi ay kinabibilangan:

• Mga poor mechanical characteristics tulad ng excessive overtravel, contact bounce, o phase asynchrony.

• Excessive linkage travel during operation.

• Manufacturing defects sa vacuum bottle (e.g., poor sealing o material flaws).

• Leakage sa bellows dahil sa fatigue o damage.

2.2 Insulation Failure

Maraming vacuum breakers ang gumagamit ng composite insulation, na embedded ang interrupter sa epoxy resin housing. Gayunpaman, kung ang high-voltage parts ay hindi lubusang encapsulated, ang mga environmental factors ay maaaring kompromitihin ang insulation.

Ang init na ginenera sa panahon ng operasyon ay maaaring paunti-unti na degrade ang insulation performance, na nagpapataas ng panganib ng pagkakamali.

2.3 Excessive Contact Bounce at Asynchronous Operation

Ang prolonged contact bounce sa panahon ng closing at asynchronous opening/closing ay maaaring resulta mula:

• Substandard mechanical performance ng breaker.

• Defective insulating pull rods o support structures.

• Misalignment sa pagitan ng contact plane at central axis ng breaker.

2.4 Incomplete Spring Energy Storage

Pagkatapos ng closing, ang spring mechanism ay maaaring hindi ganap na mag-store ng energy dahil:

• Premature disconnection ng storage circuit dahil sa improper limit switch settings.

• Gear slippage dahil sa severe wear.

• Aging ng storage motor.

• High spring tension na nagreresulta sa incomplete shaft travel.

2.5 Maloperation at Failure to Operate

• Contact deformation: Ang soft contact materials ay maaaring deforme pagkatapos ng repeated operations, na nagreresulta sa poor contact at phase loss.

• Trip failure: Dahil sa insufficient trip latch engagement, pin slippage, low trip voltage, o poor auxiliary switch contact.

• Close failure: Resulta mula sa low closing voltage, deformed linkage plates, incorrect latch dimensions, wiring errors, o poor auxiliary switch contact.

3. Mga Hakbang sa Pag-iwas at Pagwawasto ng Kasalanan

3.1 Pag-iwas sa Pagbaba ng Vacuum

Regular na pagsusuri ng vacuum bottle ay mahalaga. Gumamit ng vacuum tester para sa quantitative measurement o perform withstand voltage tests para sa qualitative assessment. Kung natukoy ang pagkawala ng vacuum, palitan ang interrupter at retest ang travel, synchronization, at bounce upang siguruhin ang compliance.

3.2 Pag-iwas at Pagwawasto ng Insulation Failure

I-apply ang APG (Automated Pressure Gelation) technology at solid-sealed pole columns upang encapsulate ang interrupter at output terminals. Ito ay nagbabawas ng sukat at nagbibigay ng proteksyon laban sa mga environmental effects.

Regular na test ang insulation performance at predict ang insulation lifespan gamit ang specialized equipment. Sundin ang strict installation, commissioning, at maintenance procedures upang iwasan ang human error. Regular na linisin at suriin ang insulators at pull rods upang iwasan ang dust-related failures.

3.3 Pagtugon sa Contact Bounce at Asynchrony

Ilagay ang flat washer sa pagitan ng insulating pull rod at transmission lever upang bawasan ang contact bounce. Ayusin ang vertical alignment ng contact end face upang bawasan ang bounce.

Para sa asynchronous operation, gumamit ng switch characteristic tester upang sukatin ang closing bounce time, three-phase operation times, at phase synchronization. Batay sa resulta, ayusin ang length ng pull rod sa loob ng specified travel at overtravel limits upang makamit ang synchronization.

3.4 Pagwawasto ng Incomplete Spring Storage

• Palitan ang aging storage motors.

• Pabutiin ang assembly precision ng tripping at interlocking components.

• Pabutiin ang heat treatment ng storage gears upang iwasan ang wear at slippage.

3.5 Pag-iwas sa Maloperation at Failure to Operate

Pabutiin ang reliability ng control circuit sa pamamagitan ng pag-secure ng auxiliary switch contacts at pag-optimize ng linkage mechanisms upang iwasan ang deformation o misalignment. Siguruhin ang reliable wiring connections.

Panatilihin ang malinis na operating environment at lubricate ang moving parts upang iwasan ang rust at contamination-induced failures.

Para sa closing circuit faults, suriin ang base-mounted auxiliary switch. Gamit ang multimeter, suriin ang continuity sa secondary plug. Kung open ang plug, suriin ang continuity sa pagitan ng auxiliary switch terminals at plug upang matukoy ang fault.

4. Conclusion

Sa kabuuan, upang matiyak ang maayos na operasyon ng vacuum circuit breakers, ang mga enterprises at personnel ay dapat matukoy ang root causes ng karaniwang kasalanan—tulad ng pagkawala ng vacuum, insulation failure, contact bounce, spring storage issues, at maloperation—at ipatupad ang epektibong preventive at corrective measures. Ang proactive maintenance at technical optimization ay susi sa pagbawas ng mga kasalanan at pagpapabuti ng safety, efficiency, at longevity ng substation systems.