10kV 진공 회로 차단기의 일반적인 고장 및 처리 방법

개요

10kV 진공 회로 차단기는 접점 간 절연 및 소멸 매체로 진공을 사용하는 특성을 활용하여 변전소와 배전 네트워크에서 널리 적용되고 있습니다. 그러나 특정 응용 과정에서 발생하는 고장의 수가 증가하고 있습니다. 이 기사는 그 운영 과정에서 발생하는 일반적인 고장들을 분류하고 분석하며, 다양한 유형의 고장 처리 방법과 일상적인 유지 관리 조치를 제시합니다.

진공 회로 차단기 자체의 고장 현상 및 처리 방법

진공 중단기의 낮은 진공도는 10kV 진공 회로 차단기에 가장 많이 발생하는 고장입니다. 진공 회로 차단기는 진공 중단기 내부에서 전류를 차단하고 아크를 소멸시킵니다. 일반적으로 진공 회로 차단기는 진공도 특성을 정성적이고 정량적으로 측정하는 장비나 장치가 장착되어 있지 않습니다.

따라서 낮은 진공도 고장은 보통 매우 숨겨져 있으며, 유지 관리 및 운전 테스트 중에 발견하기 어려울 수 있습니다. 이러한 고장의 위험성은 다른 명백한 고장보다 훨씬 큽니다. 진공도가 회로 차단기가 더 이상 아크를 정상적으로 소멸시키지 못하도록 떨어질 경우, 심각한 결과로 이어질 수 있으며, 절연 부위의 타거나 폭발 등이 발생할 수 있습니다.

진공 중단기의 낮은 진공도 원인

• 진공 중단기의 재료에 문제가 있어 가스 누출이 발생하거나, 제조 공정이 미세하지 않아 진공 중단기 자체에 누출 지점이 존재하여 진공도에 영향을 미칩니다.

• 장시간 운전 후, 회로 차단기가 특정 동작을 수행할 때 발생하는 진동으로 인해 진공 중단기의 밀봉 부분이 느슨해져 진공도가 감소할 수 있습니다. 특히 CD10 메커니즘을 장착한 진공 회로 차단기의 경우, 회로 차단기가 전류의 개폐 작업을 수행할 때, 진공 중단기의 밀봉 연결 부분에 큰 충격이 가해져 밀봉이 악화되고 진공도가 감소하기 쉽습니다.

• 진공 중단기의 벨로우즈 재료나 제조에 문제가 있어 여러 번의 작동 후 누출 지점이 나타납니다.

• 일상적인 유지 관리 작업 중에 진공 중단기가 우발적으로 손상됩니다.

진공 중단기의 낮은 진공도 처리 방법

예방 시험을 실시하고, 진공 중단기의 진공도를 정기적으로 점검해야 합니다. 일상적인 장비 점검 및 유지 관리 중에는 AC 내압 테스트(절연 부위 사이)를 자주 수행해야 합니다. 가능하다면 진공도 측정기를 사용하여 진공 중단기의 진공도를 정성적으로 테스트하여, 회로 차단기의 운전 요구 사항을 충족할 수 있도록 진공도를 일정 수준으로 유지해야 합니다.

진공 회로 차단기를 선택하고 설치할 때는 신뢰성 있고 품질 좋은 제조사의 성숙한 제품을 선택해야 하며, 그 지원 메커니즘은 회로 차단기에 상대적으로 작은 충격을 주는 것이 좋습니다. 장비 순찰 중에 유지 관리 인력은 진공 중단기의 금속 차폐막이 색상 변화나 이상 소음이 있는지 주의 깊게 관찰해야 합니다.

오염이 심한 기존 회로 차단기의 경우, 적시에 장비를 청소하고 유지 관리를 해야 하며, 먼지나 기타 오염물질이 회로 차단기의 절연 성능에 영향을 미치지 않도록 해야 합니다. 점검을 통해 진공 중단기에 결함이 있음을 확인한 경우, 진공 중단기를 적시에 교체해야 합니다.

제어 회로의 고장 현상 및 처리 방법

신호 회로의 유스(fuse)가 녹고, 개폐 코일이 타버리는 것은 운전 회로에서 발생하는 일반적인 고장들입니다. 증상은 회로 차단기가 개폐 상태에서도 전기적으로 작동하지 않고, 표시등이 켜지지 않는 것입니다. 이때, 마이크로컴퓨터는 일반적으로 "제어 회로 오픈" 신호를 보내게 됩니다. 이러한 결함은 비교적 쉽게 감지하고 처리할 수 있습니다. 직접 개폐 코일이 타버렸는지와 저항 편차의 크기를 확인한 후, 문제 있는 코일을 교체하면 운전 회로의 고장을 해결할 수 있습니다.

에너지 저장 여행 스위치(CK)의 보조 접점이 연결되지 않는 주된 이유는 여행 스위치가 제자리에 조정되지 않았거나 손상되어 메커니즘이 완전히 에너지를 저장하지 못하기 때문입니다. 이 경우, 에너지 저장 램프(보통 노란색)가 켜지지 않습니다. 여행 스위치의 위치를 다시 조정하거나 여행 스위치를 교체하여 메커니즘이 완전히 에너지를 저장하도록 할 수 있습니다.

여행 스위치의 품질을 확보하고 설치 신뢰성을 향상시키는 것은 회로 고장 발생을 줄이는 주요 방법 중 하나입니다. 실제 운전 경험에 따르면, CT19 메커니즘의 에너지 저장 여행 스위치의 결함이 비교적 두드러집니다. 10kV 회로 차단기의 닫힘 과정에서 제어 전원 공급의 에어 스위치가 트립되면서 결국 제어 회로 오픈이 발생했습니다.

이때, 선로의 트립 보호 동작이 발생하여 고장 선로가 강제 트립되며, 정전 범위가 확대되고 심각한 영향을 미쳤습니다. 점검 결과, 여행 스위치가 작동하지 않을 때, 전류 회로가 효과적으로 차단되지 않아, 여행 스위치가 작동할 때 아크가 발생하여 큰 회로 전류가 발생하여 트립되는 것으로 나타났습니다. 다른 모델의 장비로 교체하여 이러한 회로 고장을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

회로 차단기의 보조 스위치(접점)가 손상되었거나 제자리에 조정되지 않아, 회로가 연결되지 않거나 접촉이 불량합니다. 이는 일반적으로 제어 회로 오픈으로 나타나며, 개폐 표시등이 켜지지 않거나 깜빡입니다. 이러한 상황이 발생할 때는 보조 스위치의 회전 팔의 길이를 다시 조정하거나 손상된 보조 스위치를 교체해야 합니다.

전기 연동으로 인해 회로 차단기가 개폐되지 않는 고장은 다음과 같이 나타납니다: 메커니즘의 기계적 구성 요소가 정상적으로 작동하지만, 전기적으로 개폐되지 않고, 개폐 코일에 양극과 음극 전원이 동시에 공급되지 않습니다.

이런 종류의 결함은 전기 연동이 있는 장비, 예를 들어 커패시터 뱅크의 회로 차단기, 접지 칼 연동이 있는 회로 차단기 등에서 일반적으로 발생합니다. 커패시터의 메쉬 도어, 유지 보수 접지 칼의 여행(보조) 스위치가 올바르게 전환되었는지 또는 손상되었는지, 접점이 잘 접촉되는지 확인한 후, 해당 처리를 수행해야 합니다.

또한, 드로우-아웃 스위치 캐비닛에서는 에너지 저장 모터, Y3 릴레이, 정류기 등의 구성 요소가 타버리는 경우가 많으며, 이로 인해 제어 회로 오픈 고장이 발생합니다.

운전 회로의 제어에는 많은 문제가 있습니다. 단자 연결이 느슨하거나 접촉이 불량하거나, 장비의 절연 문제가 모두 결함을 일으켜, 회로 차단기가 정상적으로 개폐되지 못하게 만들 수 있습니다. 운전 회로 고장이 발생할 때는 먼저 고장의 위치를 찾아 그 원인을 파악한 후, 구체적인 상황에 따라 적절한 해결책을 실행해야 합니다.

보조 및 작동 메커니즘의 기계적 고장 현상 및 처리 방법

회로 차단기가 전기적으로나 수동적으로 개폐되지 않을 때, 첫 번째 단계는 메커니즘이 적절히 에너지를 저장했는지 확인하는 것입니다. 에너지 저장이 정상이라면, 개폐 반축의 스톱 피스가 느슨해졌거나, 개폐 푸시 로드의 스트로크가 부족하거나, 개폐 푸시 로드가 변형되어 개폐 과정에서 걸림이나 막힘이 발생하여 회로 차단기가 정상적으로 작동하지 못할 수 있습니다.

이 고장은 개폐 코일의 푸시 로드 스트로크를 다시 조정하고, 개폐 반축의 스톱 피스를 고정하며, 결함 있는 푸시 로드를 교체하거나 수리(구리 개폐 푸시 로드를 강철로 변경하여 변형을 방지)하여 해결할 수 있습니다. 에너지 저장이 비정상적이거나 2차 회로에 문제가 있는 경우, 에너지 저장 모터, 여행 스위치, 제어 회로를 점검하여 문제를 해결해야 합니다.

작동 메커니즘이 전기적으로나 수동적으로 에너지를 저장하지 못하는 주된 이유는 에너지 저장 메커니즘의 일방향 베어링이 손상되었거나, 에너지 저장 래치가 리셋되지 않아(리셋 스프링이 충분히 강하지 않거나 외부 물체가 리셋 스프링을 막아) 에너지 저장 기어가 빈 회전을 하는 것입니다. 이러한 고장은 CT19 형 메커니즘에서 자주 발생합니다. 에너지 저장 메커니즘의 일방향 베어링을 교체하거나, 리셋 스프링을 교체(청소)하여 정상적인 에너지 저장을 복원할 수 있습니다.

작동 메커니즘의 개폐 표시가 회로 차단기 본체의 실제 개폐 위치와 일치하지 않을 경우, 메커니즘과 회로 차단기의 주 전송 축 사이의 연결 막대가 분리되었을 수 있습니다. 수동으로 메커니즘의 위치를 회로 차단기와 일치시키고, 전송 풀 로드를 다시 연결하고 고정해야 합니다.

특성 테스트 중에 회로 차단기의 저전압 작동이 불량하다는 것을 발견했습니다. 정격 작동 전압이 65% 이상일 때, 회로 차단기가 신뢰성 있게 개폐되지 못합니다(전압이 30% 미만일 때는 개폐되지 않고, 30%부터 65% 사이에서는 개폐될 수도 있고 안 될 수도 있습니다). 85%~110%의 정격 전압에서 신뢰성 있게 닫힐 수 있어야 합니다.

이런 상황이 발생할 때는 먼저 코일의 저항이 합격 범위 내에 있는지 확인해야 합니다. 합격이라면, 메커니즘을 청소하고 회전 부위에 윤활유를 추가한 후, 개폐 반축의 맞물림 깊이를 확인해야 합니다. 요구사항을 충족하지 못한다면, 개폐 반축의 맞물림(삽입) 깊이를 조정하는 조정 나사를 조정하여 요구사항을 충족시켜야 합니다(CT19 형 메커니즘의 맞물림 깊이는 일반적으로 1~2mm입니다).

또한, 닫힘 코일의 저항 증가로 인해 개폐 코일의 저항이 감소하고, 개폐 푸시 로드의 변형으로 인해 개폐 시 걸림이나 막힘이 발생하면, 개폐 전압에도 영향을 미칩니다. 문제를 처리할 때는 구체적인 고장 상황에 따라 적절한 처리를 수행해야 합니다.

드로우-아웃 스위치 장비에서, 드로우-아웃 스위치가 시험 위치에서 운전 위치로 이동할 수 없습니다. 이러한 고장의 가능한 원인으로는 접지 칼 연동 실패, 접지 칼 연동 링크 플레이트의 변형, 접지 칼 작동 홀 링크 플레이트의 리셋 실패, 그리고 드로우-아웃 스위치 섀시의 고장 등이 있습니다. 드로우-아웃 스위치는 유지 보수 위치로 이동할 수 있습니다.

접지 칼의 혀 모양 연동 플레이트가 변형되었는지, 이 혀 모양 플레이트가 접지 칼의 위치와 일치하는지 확인하세요. 작동 홀 링크 플레이트가 완전히 리셋되었는지 확인하세요. 드로우-아웃 스위치의 섀시를 제거하고 모든 내부 구성 요소가 정상인지 확인하세요.

회로 차단기의 일상적인 유지 관리 조치

회로 차단기 메커니즘의 고장을 처리할 때는 먼저 고장 유형을 분석하여 전기적 또는 2차 회로 문제인지, 기계적 고장인지 판단한 후 다음 단계를 진행해야 합니다. 고장 판단 방법은 비교적 간단합니다. 먼저 메커니즘이 완전히 에너지를 저장하도록 합니다.

만약 회로 차단기가 수동으로 신뢰성 있게 개폐된다면, 기계적 고장은 기본적으로 제외할 수 있습니다. 그런 다음, 전기적으로 개폐를 수행합니다. 만약 개폐 전자석이 작동하지만 스위치가 개폐되지 않고, 2차 제어 전압이 정상이라면, 2차 회로에는 문제가 없다는 것을 의미합니다.

낮은 진공도, 개폐 동기화 부족, 개폐 속도 부족, 큰 반발력과 같은 더 숨겨진 고장의 경우, 유지 관리 중에 관련 과학적 기기를 사용하여 테스트와 측정을 수행해야 합니다. 실제 측정 데이터의 분석과 판단을 통해 문제를 해결해야 합니다.

고장 수리를 넘어서, 일상적인 작업에서도 진공 회로 차단기에 대한 일정한 유지 관리 작업을 수행해야 합니다. 이에는 전송 메커니즘과 절연 지지 기둥을 청소하여 회전 마찰을 증가시키지 않도록 하고, 적절한 윤활유를 추가하여 유연한 작동을 보장하는 것이 포함됩니다. 진공 회로 차단기가 정전 상태에서 유지 관리를 받을 때는 루프 저항과 기계적 특성 테스트를 수행하고, 회로 차단기의 과열 등으로 인한 손상된 구성 요소를 적시에 처리해야 합니다.

10kV 회로 차단기의 고장 수리와 유지 관리 작업은 다른 전압 수준의 회로 차단기나 변압기의 기계적 및 2차 회로 고장 수리 원칙과 유사성이 있습니다. 계속해서 경험을 축적함으로써 기술 수단을 지속적으로 개선하여 더 나은 고장 제거율과 유지 관리 수준을 달성할 수 있습니다.

결론

사회가 빠르게 발전하면서 각 분야에서 전력 공급에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 전력 공급 장비의 품질과 전력 시스템의 운전 안정성에 대해서도 더 높은 요구가 제기되고 있습니다. 기술 수준과 결함 처리 능력을 지속적으로 향상시켜 발전에 필요한 요구를 충족하고, 다수의 사용자의 요구를 만족하며, 장비 결함 처리와 유지 관리 시간을 단축하고, 전력망의 안전한 운전을 보장해야 합니다.

따라서, 장비 유지 관리 및 개조 과정에서 시스템 장비 자체의 특성을 강화하여 연구하고, 장비의 운전 특성과 기존 문제 및 잠재적 위험을 포괄적으로 이해하며, 학습과 소통을 강화하고, 적시에 예방 조치를 취하며, 장비를 지속적으로 개선하고, 안전 위험을 제거하며, 사고를 예방하고, 장비의 안전한 운전과 전력 공급의 신뢰성을 보장해야 합니다.