Analisis ng mga Karaniwang Kamalian at mga Tugon para sa Medium-Voltage Vacuum Circuit Breakers

Ang Paggamit ng Vacuum Circuit Breakers sa mga Sistemang Substation at Pagsusuri ng Karaniwang Sakuna

Kapag may mga sakuna sa sistema ng substation, ang mga vacuum circuit breakers ay gumagampan ng mahalagang papel sa pagprotekta sa pamamagitan ng pag-interrupt ng overloads at short-circuit currents, na nagpapahintulot sa ligtas at matatag na operasyon ng mga sistemang pwersa. Mahalaga na palakasin ang regular na pagsisiyasat at pangangalain ng mga medium-voltage (MV) vacuum circuit breakers, analisahan ang karaniwang dahilan ng pagkasira, at ipatupad ang epektibong hakbang-hakbang na koreksyon upang mapabuti ang reliabilidad ng substation, at sa gayon magbigay ng mas malaking ekonomiko at panlipunang benepisyo.

1. Struktura ng Mga Vacuum Circuit Breaker

1.1 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 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 higit na ikategorya bilang 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 wastong operasyon ng vacuum circuit breaker. Ito ay binubuo ng insulating envelope, shield, bellows, conductive rod, moving at fixed contacts, at end caps.

Upang panatiliin ang epektibong arc quenching, kailangan na mapanatili ang internal vacuum—karaniwang sa presyur na mas mababa sa 1.33×10⁻² Pa. Mayroong napakalaking pag-unlad sa mga materyales, manufacturing processes, structure, size, at performance ng vacuum interrupters.

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

Upang monitorehin ang contact wear, isinasara ang dot marker sa labas ng interrupter. Sa pamamagitan ng pag-observe sa displacement ng marker na ito kasukat sa ilalim, maaaring matantiya 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 panatiliin 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 nakukuha ang metal vapor mula sa arc, na nagpapahintulot sa pag-iwas sa deposition sa insulator at pananatili ng internal insulation strength.

2. Karaniwang Sakuna sa Medium-Voltage Vacuum Circuit Breakers

2.1 Bawas na Vacuum Level

Ang pagkawala ng vacuum ay isang kritikal na ngunit madalas hindi napapansin na sakuna. Maraming installations ang walang quantitative o qualitative vacuum monitoring equipment, na nagpapahirap sa diagnosis.

Ang pagbaba ng vacuum ay nagpapakamtim ng buhay ng breaker, nagpapahina ng kakayahan sa pag-interrupt ng current, at maaaring magresulta sa catastrophic failure o explosion. Ang mga sanhi ay kinabibilangan:

• Mababang katangian ng mekanikal tulad ng excessive overtravel, contact bounce, o phase asynchrony.

• Excessive linkage travel during operation.

• Mga defect sa paggawa ng vacuum bottle (halimbawa, poor sealing o material flaws).

• Leakage sa bellows dahil sa pagod o pinsala.

2.2 Insulation Failure

Maraming vacuum breakers ang gumagamit ng composite insulation, na naka-embed ang interrupter sa epoxy resin housing. Gayunpaman, kung ang high-voltage parts ay hindi ganap na naka-encapsulate, ang mga environmental factors ay maaaring makompromiso sa insulation.

Ang init na lumilikha sa panahon ng operasyon ay maaaring paunti-unti pang makapinsala sa insulation performance, na nagdudulot ng mas mataas na panganib ng pagkakasira.

2.3 Excessive Contact Bounce at Asynchronous Operation

Ang prolonged contact bounce sa panahon ng closing at asynchronous opening/closing 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

Matapos ang closing, maaaring mabigo ang spring mechanism na ganap na imumulan ng enerhiya dahil sa:

• 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 magdeform matapos ang repeated operations, na nagreresulta sa mahinang contact at phase loss.

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

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

3. Preventive at Remedial Measures para sa Faults

3.1 Pagpaprevent ng Vacuum Degradation

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

3.2 Insulation Failure Prevention at Treatment

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

Regular na testin ang insulation performance at i-predict ang insulation lifespan gamit ang specialized equipment. Sundin ang mahigpit na installation, commissioning, at maintenance procedures upang maiwasan ang human error. Regular na linisin at i-inspect ang insulators at pull rods upang maiwasan ang dust-related failures.

3.3 Pag-aaddress ng 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, gamitin ang 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 maabot ang synchronization.

3.4 Resolving 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 maiwasan ang wear at slippage.

3.5 Preventing 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 maiwasan ang deformation o misalignment. Siguruhin ang reliable wiring connections.

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

Para sa closing circuit faults, i-inspect ang base-mounted auxiliary switch. Gumamit ng multimeter upang i-check ang continuity sa secondary plug. Kung open ang plug, i-test ang continuity sa pagitan ng auxiliary switch terminals at plug upang lokasyonin ang fault.

4. Conclusion

Sa kabuuan, upang mapanatili ang reliable operation ng vacuum circuit breakers, ang mga enterprises at personnel ay kailangang matukoy ang root causes ng karaniwang faults—tulad ng vacuum loss, insulation failure, contact bounce, spring storage issues, at maloperation—and ipatupad ang epektibong preventive at corrective measures. Ang proactive maintenance at technical optimization ay ang key sa pag-minimize ng mga failure at pagpapabuti ng safety, efficiency, at longevity ng mga sistemang substation.