Fallos comúns e métodos de tratamento dos interruptores de vácuo de 10kV

Visión xeral

O interruptor de circuito de vacío de 10kV aproveita a propiedade de usar o vacío como medio de aislamento e extinción do arco entre os contactos, o que o fai amplamente aplicable en subestacións e redes de distribución. No entanto, o número de fallos durante a súa aplicación específica está en aumento. Este artigo clasifica e analiza os fallos comúns na súa operación, discute diferentes tipos de métodos de tratamento de fallos e presenta medidas de manutención rutinaria.

Fenómenos de fallo e métodos de tratamento do propio interruptor de circuito de vacío

O baixo grao de vacío no interrompedor de vacío é o fallo máis propenso a ocorrer no interruptor de circuito de vacío de 10kV. O interruptor de circuito de vacío interrompe a corrente e extingue os arcos dentro do interrompedor de vacío. Xeralmente, o interruptor de circuito de vacío non está equipado con equipos ou dispositivos para medir cualitativa e cuantitativamente as características do grao de vacío.

Por tanto, o fallo de baixo grao de vacío é xeralmente bastante oculto e é difícil de detectar durante a manutención e as probas de funcionamento. O seu nivel de perigo é moito maior que o de outros fallos evidentes. Cando o grao de vacío desce ao punto de que o interruptor de circuito xa non pode extinguir os arcos normalmente, incluso pode levar a consecuencias graves como a quema ou explosión do punto de corte.

Razóns do baixo grao de vacío no interrompedor de vacío

• Hai problemas co material do interrompedor de vacío, provocando que este escape gas, ou o proceso de fabricación non está refinado, resultando en puntos de fuga no propio interrompedor de vacío, afectando así o seu grao de vacío.

• Despois dunha operación de longa duración, cando o interruptor realiza unha acción determinada, a vibración xerada tamén pode facer que a parte de estanqueidade do interrompedor de vacío se afrouxe, reducindo así o grao de vacío do interrompedor de vacío. Especialmente para interruptores de circuito de vacío equipados con mecanismos CD10, cando o interruptor realiza as operacións de apertura e pechado da corrente, é fácil xerar un gran impacto na parte de conexión estanque do interrompedor de vacío, resultando en mala estanqueidade e diminución do grao de vacío.

• Hai problemas co material ou a fabricación das bainhas no interrompedor de vacío, e aparecen puntos de fuga despois de múltiples operacións.

• O interrompedor de vacío sufriu danos accidentais durante o traballo de manutención rutinaria.

Métodos de tratamento para o baixo grao de vacío no interrompedor de vacío

Deberían realizarse probas preventivas e revisarse regularmente o grao de vacío do interrompedor de vacío. Durante a inspección e manutención diarias do equipo, deben realizarse frecuentemente probas de tensión alternada (entre os puntos de corte). Cando as condicións o permitan, pódese utilizar un probador de vacío para realizar unha proba cualitativa do grao de vacío do interrompedor de vacío para asegurar que o grao de vacío do interrompedor de vacío se mantenga nun nivel determinado para cumprir os requisitos operativos do interruptor de circuito.

Ao seleccionar e instalar un interruptor de circuito de vacío, é necesario escoller produtos maduros de fabricantes de boa reputación e calidade, e o seu mecanismo de apoio debe ser preferiblemente aquel que ten un impacto relativamente pequeno no interruptor de circuito. Ao patrullar o equipo, o persoal de manutención debe prestar atención á observación de se o escudo metálico do interrompedor de vacío cambiou de cor ou produciu sons anormais durante a operación.

Para interruptores existentes con forte contaminación, debe realizarse limpeza e manutención oportunamente do equipo para evitar que o polvo ou outras contamiñantes afecten o rendemento de aislamento do interruptor de circuito. Se se determina mediante inspección que o interrompedor de vacío ten defectos, debe substituírse o interrompedor de vacío oportunamente.

Fenómenos de fallo e métodos de tratamento do circuito de control

A fusión dos fusibles no circuito de sinal e a queimadura das bobinas de apertura e pechado son entre os fallos comúns no circuito de funcionamento. O síntoma é que o interruptor de circuito non pode operar eléctricamente cando está no estado de apertura ou pechado, e a luz indicadora non se encende. Nese momento, o microordenador xeralmente emite un sinal de "circuito de control aberto". Estes defectos son relativamente fáciles de detectar e tratar. Pode checar directamente se as bobinas de apertura e pechado están queimadas e a magnitude da desviación da resistencia. A substitución da bobina problemática pode eliminar o fallo no circuito de funcionamento.

Os contactos auxiliares do conmutador de viaje de almacenamento de enerxía (CK) non están conectados, principalmente debido a que o conmutador de viaje non está axustado correctamente ou está danado, impidindo que o mecanismo se almacene completamente de enerxía. Neste caso, a lampa de almacenamento de enerxía (xeralmente amarela) non se encende. O fallo pode resolverse reaxustando a posición do conmutador de viaje ou substituíndo o conmutador de viaje para asegurar que o mecanismo se almacene completamente de enerxía.

Garantir a calidade do conmutador de viaje e mellorar a súa fiabilidade de instalación son entre as principais formas de reducir a ocorrência de fallos no circuito. Na experiencia práctica de operación, os defectos do conmutador de viaje de almacenamento de enerxía do mecanismo CT19 son relativamente evidentes. Durante o proceso de pechado dun interruptor de circuito de 10kV, o interruptor de aire da fonte de alimentación de control saltou, levando finalmente a un circuito de control aberto. 

Nese momento, ocorreu a acción de protección de salto da liña, e a liña defectuosa experimentou un salto de sobrepaso, expandindo o rango de corte de enerxía e causando impactos graves. A inspección revelou que cando o conmutador de viaje non funciona, o circuito de corrente non pode ser eficazmente cortado, facendo que sexa fácil que o conmutador de viaje arque cando actúa, resultando nunha corrente de bucle grande que causa o salto. Mediante a substitución por equipos de outros modelos, pode evitarse eficazmente este tipo de fallo no circuito.

O conmutador auxiliar (contactos) do interruptor de circuito está danado ou non está axustado correctamente, causando que o circuito non estea conectado ou teña mal contacto. Isto xeralmente se manifiesta como un circuito de control aberto, e as luces indicadoras de apertura e pechado non se encenden ou parpadean. Cando ocorre esta situación, é necesario reaxustar a lonxitude da barra de tracción rotativa do conmutador auxiliar ou substituír o conmutador auxiliar danado.

O fallo causado polo interbloqueo eléctrico que impide que o interruptor de circuito se abra ou peche maniféstase do seguinte xeito: as compoñentes mecánicas do mecanismo funcionan normalmente, pero non pode abrirse ou pecharse eléctricamente, e as fontes de alimentación positiva e negativa non poden suministrarse simultaneamente ás bobinas de apertura e pechado. 

Este tipo de defecto xeralmente ocorre en equipos con interbloqueo eléctrico, como interruptores de circuito de bancos de capacitores, interruptores de circuito con interbloqueo de faca de terra, etc. É necesario verificar se as portas de rede dos capacitores, os conmutadores de viaje (auxiliares) da faca de terra de manutención están correctamente conmutados ou danados, e se os contactos están en bo contacto, e logo realizar o manejo correspondente.

Ademais, nos armarios de interruptores extraíbeis, a queimadura de compoñentes como motores de almacenamento de enerxía, relés Y3 e pontes rectificadoras ocorre con frecuencia, lo que a súa vez leva a fallos de circuito de control abertos.

Hai numerosos problemas no control do circuito de funcionamento. Conexións de terminais folgadas, mal contacto e problemas de aislamento do equipo todos poden causar defectos, impedindo que o interruptor de circuito funcione correctamente para abrir e pechar. Cando ocorre un fallo no circuito de funcionamento, o fallo debe localizarse primeiro para identificar a súa orixe, e logo implementar solucions adecuadas segundo a situación específica.

Fenómenos de fallo e métodos de tratamento de fallos mecánicos nos mecanismos auxiliares e de accionamento

Cando o interruptor de circuito non pode abrirse ou pechase eléctrica ou manualmente, mecánicamente, o primeiro paso é comprobar se o mecanismo está correctamente energizado. Se o almacenamento de enerxía é normal, o problema pode estar causado polo afrouxamento da peça de parada no semieixo de apertura e pechado, a falta de curso da varilla de impulso de apertura e pechado, ou a deformación da varilla de impulso de apertura e pechado, que resulta en bloqueo ou pegajosidade durante o proceso de apertura e pechado, impidindo que o interruptor de circuito funcione normalmente. 

O fallo pode resolverse reaxustando o curso da varilla de impulso da bobina de apertura e pechado, fixando a peça de parada do semieixo de apertura e pechado, e substituíndo ou reparando a varilla de impulso defectuosa (cambiando a varilla de impulso de cobre de apertura e pechado por unha de acero para evitar a deformación). Cando o almacenamento de enerxía é anormal ou hai problemas no circuito secundario, debe inspeccionarse o motor de almacenamento de enerxía, o conmutador de viaje e o circuito de control para a resolución de problemas.

O mecanismo de accionamento non pode ser energizado eléctrica ou manualmente. As principais razóns son o dano do rodamiento unidireccional no mecanismo de almacenamento de enerxía ou a falla do gancho de almacenamento de enerxía para reiniciar (a mola de reinicio non é suficientemente forte ou obxectos estranhos bloquean a mola de reinicio), provocando que a roda de almacenamento de enerxía gire en balde. Estes fallos son propensos a ocorrer en mecanismos de tipo CT19. O problema pode resolverse substituíndo o rodamiento unidireccional no mecanismo de almacenamento de enerxía ou substituíndo (limpiando) a mola de reinicio para restaurar o almacenamento de enerxía normal.

Se a indicación de apertura e pechado no mecanismo de accionamento non coincide coa posición real de apertura e pechado do corpo do interruptor de circuito, pode deberse á desconexión da barra de transmisión entre o mecanismo e o eixo principal de transmisión do interruptor de circuito. Ajuste manualmente para alinear a posición do mecanismo coa do interruptor de circuito, e logo reconécte e fixe a barra de tracción de transmisión.

Durante a proba de características, descubrírase que a operación a baixa tensión do interruptor de circuito non é válida. Cando a tensión de funcionamento nominal está por encima do 65%, o interruptor de circuito non pode realizar unha apertura fiable (non pode abrirse cando a tensión está por debaixo do 30%, e pode ou non abrirse cando a tensión está entre o 30% e o 65%), e debe poder pecharse fiablemente entre o 85% e o 110% da tensión nominal. 

Cando ocorre esta situación, primeiro comprobe se a resistencia da bobina está dentro do rango válido. Se está calificado, limpe o mecanismo, engada lubricante ás partes móveis, e logo comprobe a profundidade de encaixe do semieixo de apertura e pechado. Se non cumple os requisitos, axuste o parafuso de axuste para a profundidade de encaixe (insertar) do semieixo de apertura e pechado (como se mostra na Figura 1) para cumprir os requisitos (a profundidad de encaixe do mecanismo de tipo CT19 xeralmente é de 1-2 mm). 

Ademais, un aumento da resistencia da bobina de pechado que lleva a unha diminución das bobinas de apertura e pechado, así como a deformación das varillas de impulso de apertura e pechado que provoca bloqueo ou pegajosidade durante a apertura e pechado, afectarán a tensión de apertura e pechado. Ao tratar os problemas, debe realizarse un manejo específico segundo a situación do fallo.

No equipo de interruptores extraíbeis, o interruptor extraíbel non pode moverse desde a posición de proba á posición de operación. As posibles causas deste fallo inclúen a falla do interbloqueo da faca de terra, a deformación da placa de enlace do interbloqueo da faca de terra, a falla da placa de enlace do orificio de operación da faca de terra para reiniciar, e fallos no chasis do interruptor extraíbel. O interruptor extraíbel pode moverse á posición de manutención. 

Comprove se a placa de interbloqueo en forma de lingua da faca de terra está deformada ou se esta placa en forma de lingua corresponde á posición da faca de terra; comprobe se a placa de enlace do orificio de operación está completamente reiniciada; retire o chasis do interruptor extraíbel e comprobe se todos os componentes internos están en bo estado.

Medidas de manutención rutinaria para interruptores de circuito

Ao tratar fallos no mecanismo do interruptor de circuito, primeiro analice o tipo de fallo para determinar se pertence a un problema de circuito eléctrico ou secundario ou un fallo mecánico, e logo proceda co seguinte manejo. O método para xulgar os fallos é relativamente simple. Primeiro, faça que o mecanismo se energice completamente.

Se o interruptor de circuito pode abrirse e pechase manualmente de forma fiable, poden excluírse basicamente os fallos mecánicos. Logo, realice a apertura e pechado eléctricas. Se os electromagnétos de apertura e pechado funcionan, pero o interruptor non abre e pecha, e a tensión de control secundario é normal, indica que non hai problemas no circuito secundario. 

Para fallos máis ocultos como a diminución do grao de vacío, a desincronización na apertura e pechado, a velocidade de apertura e pechado insuficiente e o rebote grande, deben utilizarse instrumentos científicos pertinentes para probas e mediciones durante a manutención. Os problemas deben resolverse a través da análise e xuízo dos datos de medida reais.

Ademais da reparación de fallos, tamén debe realizarse certo traballo de manutención nos interruptores de circuito de vacío no traballo diario. Isto inclúe a limpeza do mecanismo de transmisión e as columnas de soporte de aislamento para evitar aumentar a fricción de rotación, e a adición apropiada de lubricante para asegurar un funcionamento flexible. Cando o interruptor de circuito de vacío está en interrupción para manutención, deben realizarse probas de resistencia de bucle e características mecánicas, e tratar oportunamente os compoñentes danados debido ao sobrecalentamento, etc. do interruptor de circuito. 

O traballo de reparación de fallos e manutención dos interruptores de circuito de 10kV ten similitudes coa reparación de fallos mecánicos e de circuito secundario de interruptores de circuito ou transformadores de outros niveis de tensión en termos de principios de reparación. Mediante a acumulación continua de experiencia, os medios técnicos poden mellorarse continuamente para lograr unha mellor taxa de eliminación de fallos e nivel de manutención.

Conclusión

Co rápido desenvolvemento da sociedade, a demanda de fornecemento de enerxía en todos os sectores está en constante aumento, e tamén se establecen maiores requiremientos para a calidade do equipo de fornecemento de enerxía e a estabilidade operativa do sistema de enerxía. Os niveis técnicos e a capacidade de manexo de defectos deben mellorarse continuamente para satisfacer as necesidades de desenvolvemento, satisfacer os requiremientos da maioría dos usuarios, acortar o tempo de manexo de defectos de equipo e manutención, e asegurar a operación segura da rede de enerxía.

Por tanto, durante o proceso de manutención e renovación do equipo, devemos fortalecer o estudo das características do propio equipo do sistema, entender comprehensivamente as características de operación do equipo e os problemas e potenciais perigos existentes, fortalecer o aprendizaxe e a comunicación, tomar medidas preventivas oportunamente, mellorar continuamente o equipo, eliminar os perigos de seguridade, prevenir os accidentes e asegurar a operación segura do equipo e a fiabilidade do fornecemento de enerxía.