Běžné poruchy a způsoby jejich odstranění u vypínacích přerušovačů s vakuem 10kV

Přehled

Vakuový spínač na 10 kV využívá vlastnosti použití vakuu jako izolačního a uhašení čárkového oblouku mezi kontakty, což z něj dělá široce používaný prvek v transformačních stanicích a distribučních sítích. Nicméně, počet poruch během jeho konkrétní aplikace se zvyšuje. Tento článek třídí a analyzuje běžné poruchy při jeho provozu, diskutuje o různých typech metod řešení poruch a prezentuje rutinní opatření pro údržbu.

Příznaky a metody řešení poruch samotného vakuového spínače

Nízká stupeň vakuu v vakuovém přerušovači je nejčastější porucha 10kV vakuového spínače. Vakuový spínač přerušuje proud a uhasí čárkový oblouk uvnitř vakuového přerušovače. Obecně vakuový spínač není vybaven zařízením nebo přístrojem pro kvalitativní a kvantitativní měření charakteristik stupně vakuu.

Proto je porucha nízkého stupně vakuu obvykle velmi skrytá a je obtížné ji detekovat během údržby a operačních testů. Její rizikovost je mnohem větší než u jiných zřejmých poruch. Když klesne stupeň vakuu do bodu, kdy spínač již nemůže normálně uhasit čárkový oblouk, může to dokonce vést k vážným následkům, jako je shoření nebo exploze přerušovacího místa.

Důvody nízkého stupně vakuu v vakuovém přerušovači

• Existují problémy s materiálem vakuového přerušovače, které způsobují unikání plynu, nebo výrobní proces není dostatečně zdokonalen, což vede k existenci místa pro unikání v samotném vakuovém přerušovači, což ovlivňuje jeho stupeň vakuu.

• Po dlouhodobém provozu, když spínač provádí určitou akci, vygenerovaná vibrace může také způsobit, že uzavírací část vakuového přerušovače se uvolní, což snižuje stupeň vakuu vakuového přerušovače. Zvláště u vakuových spínačů vybavených mechanizmem CD10, když spínač provádí otvírání a zavírání proudu, může dojít k velkému nárazu na uzavírací spojovací část vakuového přerušovače, což vede k špatnému uzavření a snížení stupně vakuu.

• Existují problémy s materiálem nebo výrobou plic v vakuovém přerušovači a místa pro unikání se objevují po opakovaných operacích.

• Vakuový přerušovač byl náhodou poškozen během běžné údržby.

Metody řešení nízkého stupně vakuu v vakuovém přerušovači

Měly by být provedeny preventivní testy a pravidelně kontrolován stupeň vakuu vakuového přerušovače. Během běžné inspekce a údržby zařízení by měly být často prováděny testy proti AC napětí (mezi přerušovacími místy). Pokud jsou podmínky vhodné, lze použít vakuový tester k provedení kvalitativního testu stupně vakuu vakuového přerušovače, aby bylo zajištěno, že stupeň vakuu vakuového přerušovače je udržován na určité úrovni, aby splňoval provozní požadavky spínače.

Při výběru a instalaci vakuového spínače je třeba vybrat zralé produkty od výrobců s dobrým povědomím a kvalitou, a jeho doplňkový mechanismus by měl být ten, který má relativně malý dopad na spínač. Při prohlídkách zařízení by technici měli dávat pozor na změny barvy nebo neobvyklé zvuky kovového štítu vakuového přerušovače během provozu.

Pro stávající spínače s vážným znečištěním by měla být včas provedena čištění a údržba zařízení, aby se zabránilo, aby prach nebo jiné kontaminanty ovlivňovaly izolační vlastnosti spínače. Pokud je zjištěno, že vakuový přerušovač má vadu, měl by být včas nahrazen.

Příznaky a metody řešení poruch v řídicí obvod

Přehoření pojistek v signálním obvodu a spalování cívek pro otvírání a zavírání jsou mezi běžnými poruchami v provozním obvodu. Symptomem je, že spínač nemůže elektricky fungovat v otvíracím nebo zavíracím stavu a indikační světlo se nezalesťuje. V tomto okamžiku mikropočítač obvykle vysílá signál "otevřený řídicí obvod". Takové vady jsou relativně snadno zjistitelné a řešitelné. Lze přímo zkontrolovat, zda jsou cívky pro otvírání a zavírání spálené a jaký je rozdíl v odpornosti. Nahrazení problematické cívky může eliminovat vadu v provozním obvodu.

Pomocné kontakty energetického cestového spínače (CK) nejsou propojeny, hlavně z důvodu, že cestový spínač není správně nastaven nebo je poškozen, což brání mechanismu v plném nabití energie. V tomto případě se žluté světlo pro nabití energie (obvykle žluté) nezalesťuje. Chybu lze odstranit znovunastavením polohy cestového spínače nebo jeho výměnou, aby bylo zajištěno plné nabití energie mechanismu.

Zajištění kvality cestového spínače a zlepšení jeho montážní spolehlivosti jsou mezi hlavními způsoby, jak snížit výskyt obvodových vad. V praktické provozní zkušenosti jsou patrné vady cestového spínače mechanismu CT19. Během zavírání 10kV spínače došlo k vyhození vzduchového spínače řídícího napájecího zdroje, což nakonec vedlo k otevřenému řídicímu obvodu. 

V tomto okamžiku došlo k ochrannému tripu linky a vadná linka byla přetripována, což rozšířilo rozsah výpadku a způsobilo vážné následky. Kontrola ukázala, že když cestový spínač nefunguje, proudový obvod nelze efektivně zavřít, což způsobuje, že cestový spínač při svém působení snadno zapálí oblouk, což vede k vysokému proudovému obvodu, který způsobuje trip. Výměnou za zařízení jiného typu lze tento typ obvodové vady efektivně vyhnout.

Pomocný spínač (kontakty) spínače je poškozen nebo není správně nastaven, což způsobuje, že obvod není propojen nebo má špatný kontakt. To se obvykle projevuje otevřeným řídicím obvodem a světla pro otvírání a zavírání se nezalesťují nebo blikají. Když dojde k takové situaci, je třeba znovu nastavit délku otáčivé tyče pomocného spínače nebo vyměnit poškozený pomocný spínač.

Chyba způsobená elektromechanickým zamknutím, která brání spínači v otvírání nebo zavírání, se projevuje následovně: mechanické části mechanismu fungují správně, ale spínač nemůže být elektricky otevřen nebo zavřen, a kladné a záporné napájecí zdroje nelze současně dodávat cívkám pro otvírání a zavírání. 

Tento typ vady se obvykle vyskytuje u zařízení s elektromechanickým zamknutím, jako jsou spínače kondenzátorových bank, spínače s interlockem zemnice atd. Je třeba zkontrolovat, zda jsou mřížové dveře kondenzátoru, cestové (pomocné) spínače údržbové zemnice správně přepnuté nebo poškozené, a zda jsou kontakty v dobrém kontaktu, a pak provést odpovídající zpracování.

Kromě toho se v vytáhnutých rozvodných skříních často vyskytují spáleniny komponent, jako jsou motory pro nabití energie, relé Y3 a obdélníkové mosty, což vede k výskytu otevřených řídicích obvodů.

Existuje mnoho problémů v řízení provozního obvodu. Uvolněné terminály, špatné kontakty a izolační problémy zařízení mohou všechny způsobit vady, které brání spínači v správném funkčním otvírání a zavírání. Když dojde k poruše provozního obvodu, je třeba nejprve lokalizovat chybu, identifikovat její zdroj a poté implementovat příslušná řešení na základě konkrétní situace.

Příznaky a metody řešení mechanických poruch pomocných a pohonných mechanismů

Pokud spínač nemůže být otevřen nebo zavřen buď elektricky, nebo ručně, mechanicky, prvním krokem je zkontrolovat, zda je mechanismus správně nabité. Pokud je nabití energie normální, problém může být způsoben uvolněním zarážky na polovině hřídele pro otvírání a zavírání, nedostatečným tahem tyče pro otvírání a zavírání nebo deformací tyče pro otvírání a zavírání, což vede k zaseknutí nebo zadržení během otvírání a zavírání, což brání spínači v normálním fungování. 

Chybu lze odstranit znovunastavením tahu tyče pro otvírání a zavírání, pevným připevněním zarážky na polovině hřídele pro otvírání a zavírání a výměnou nebo opravou vadné tyče (změnou měděné tyče pro otvírání a zavírání na ocelovou, aby se zabránilo deformaci). Pokud je nabití energie neobvyklé nebo jsou problémy ve sekundárním obvodu, je třeba provést kontrolu motoru pro nabití energie, cestového spínače a řídicího obvodu pro odstraňování poruch.

Pohonný mechanismus nemůže být nabité ani elektricky, ani ručně. Hlavní důvody jsou poškození jednosměrného ložiska v mechanismu pro nabití energie nebo selhání závorového mechanismu pro nabití energie, aby se vrátil do původní polohy (vracecí pružina není dostatečně silná nebo cizí objekty zablokovaly vracecí pružinu), což vede k točení ozubeného kola pro nabití energie bez účinku. Tato porucha se často vyskytuje u mechanismu typu CT19. Problém lze vyřešit výměnou jednosměrného ložiska v mechanismu pro nabití energie nebo výměnou (čištěním) vracecí pružiny, aby bylo zajištěno normální nabití energie.

Pokud ukazatel otvírání a zavírání v pohonném mechanismu nesouhlasí s reálnou polohou spínače, může být způsobeno oddělením tyče mezi mechanismem a hlavním přenosovým hřídelem spínače. Ručně upravte polohu mechanismu, aby odpovídala poloze spínače, a pak znovu spojte a pevně připevněte přenosovou tyč.

Během charakteristického testu se zjistí, že spínač má nízkovoltový provoz nekvalitní. Když je nominální pracovní napětí nad 65 %, spínač nemůže spolehlivě otevřít (nemůže otevřít, když je napětí pod 30 %, a může nebo nemůže otevřít, když je napětí mezi 30 % a 65 %), a měl by moci spolehlivě zavřít v rozmezí 85 % - 110 % nominálního napětí. 

Když dojde k takové situaci, nejprve zkontrolujte, zda odpornost cívky je v kvalitním rozmezí. Pokud je kvalitní, vyčistěte mechanismus, přidejte mazivo do otáčivých částí a pak zkontrolujte hloubku zapnutí poloviny hřídele pro otvírání a zavírání. Pokud nevyhovuje, upravte upravovací šroub pro hloubku zapnutí (vložení) poloviny hřídele pro otvírání a zavírání (viz obrázek 1), aby vyhověla požadavkům (hloubka zapnutí mechanismu typu CT19 je obvykle 1 - 2 mm). 

Navíc zvýšení odpornosti cívky pro zavírání, které vede ke snížení odpornosti cívek pro otvírání a zavírání, a deformace tyčí pro otvírání a zavírání, které způsobují zaseknutí nebo zadržení během otvírání a zavírání, všechno ovlivní napětí pro otvírání a zavírání. Při řešení problémů by měla být provedena konkrétní zpracování podle situace poruchy.

U vytáhnutého spínače se nemůže přesunout ze zkoušební polohy do provozní polohy. Možné příčiny takové poruchy zahrnují selhání interlocku zemnice, deformaci spojovací desky interlocku zemnice, selhání spojovací desky interlocku zemnice, aby se vrátila do původní polohy, a poruchy v podložce vytáhnutého spínače. Vytáhnutý spínač lze přesunout do údržbové polohy. 

Zkontrolujte, zda je jazykovitá spojovací deska zemnice deformována nebo zda tato jazykovitá deska odpovídá poloze zemnice; zkontrolujte, zda je spojovací deska operativního otvoru plně vrácena do původní polohy; odstraněte podložku vytáhnutého spínače a zkontrolujte, zda jsou všechny vnitřní komponenty v dobrém stavu.

Běžná opatření pro údržbu spínačů

Při řešení poruch v mechanismu spínače je nejdříve třeba analyzovat typ poruchy, abyste určili, zda se jedná o elektrickou nebo sekundární obvodovou problém nebo mechanickou poruchu, a poté pokračujte dalším zpracováním. Metoda pro hodnocení poruch je relativně jednoduchá. Nejprve mechanismus plně naberte energii.

Pokud se spínač ručně spolehlivě otevře a zavře, mohou být základně vyloučeny mechanické poruchy. Poté proveďte elektrické otevírání a zavírání. Pokud cívky pro otevírání a zavírání fungují, ale spínač se neotevře nebo nezavře, a sekundární kontrolní napětí je normální, znamená to, že s sekundárním obvodem nejsou žádné problémy. 

Pro více skryté poruchy, jako je snížení stupně vakuu, nesynchronizace otevírání a zavírání, nedostatečná rychlost otevírání a zavírání a velký návrat, musí být během údržby použity příslušné vědecké přístroje pro testování a měření. Problémy by měly být vyřešeny prostřednictvím analýzy a hodnocení skutečných měřených dat.

Kromě opravy poruch by měla být na vakuových spínačích také v každodenní práci prováděna určitá údržba. To zahrnuje čištění přenosového mechanismu a izolačních podpěrných sloupů, aby se zabránilo zvýšení rotacního tření, a přidávání maziva, aby byl zajištěn pohyblivý provoz. Když je vakuový spínač vypnutý pro údržbu, by měly být provedeny testy smyčkového odporu a mechanických charakteristik, a poškozené komponenty způsobené přehříváním apod. by měly být včas zpracovány. 

Oprava poruch a údržba 10kV spínačů mají podobnosti s opravou poruch a údržbou spínačů nebo transformátorů jiných napěťových úrovní v principu opravy mechanických a sekundárních obvodových poruch. Stále se zvyšující zkušenosti umožňují neustálé zlepšování technických prostředků, aby byla dosažena lepší míra odstranění poruch a úroveň údržby.

Závěr

S rychlým rozvojem společnosti se stále zvyšuje poptávka po dodávce energie ve všech oblastech, a kvalita dodávacího zařízení a operační stabilita elektrizačního systému jsou kladejí vysoké požadavky. Technické úrovně a schopnost řešit vady je třeba neustále zlepšovat, aby byly splněny potřeby rozvoje, uspokojeny požadavky většiny uživatelů, zkrácen čas pro zpracování vad zařízení a údržbu a zajištěna bezpečná provoznost elektrizační sítě.

Proto bychom měli během procesu údržby a modernizace zařízení posilovat studium vlastností systémového zařízení, komplexně pochopit operační charakteristiky zařízení a existující problémy a potenciální rizika, posilovat učení a komunikaci, včas přijímat preventivní opatření, neustále zlepšovat zařízení, odstraňovat bezpečnostní rizika, prevence nehod a zajišťovat bezpečnou provoznost zařízení a spolehlivost dodávky energie.