Загальні вади та методи їх усунення для вакуумних вимикачів на 10 кВ

Огляд

Вакуумний вимикач на 10 кВ використовує властивість використання вакууму як ізоляційного та дугогасного середовища між контактами, що робить його широко застосованим у підстанціях та розподільчих мережах. Проте, кількість аварій, що виникають під час його конкретного застосування, зростає. Ця стаття класифікує та аналізує типові аварії в його роботі, обговорює різні види методів лікування аварій та представляє рутинні заходи з технічного обслуговування.

Явища та методи лікування аварій самого вакуумного вимикача

Низький ступінь вакууму в вакуумному переривачі є найбільш поширеною аварією вакуумного вимикача на 10 кВ. Вакуумний вимикач перериває струм та гасить дугу всередині вакуумного переривача. Зазвичай, вакуумний вимикач не оснащений пристроями або приладами для якісного та кількісного вимірювання характеристик ступеня вакууму.

Тому аварія низького ступеня вакууму, зазвичай, досить прихована, і важко виявити її під час технічного обслуговування та експлуатаційних тестів. Рівень його небезпеки значно більший, ніж у інших очевидних аварій. Коли ступінь вакууму опускається до рівня, коли вимикач більше не може нормально гасити дугу, це може навіть призвести до серйозних наслідків, таких як спалювання або вибух точки переривання.

Причини низького ступеня вакууму в вакуумному переривачі

• Існують проблеми з матеріалом вакуумного переривача, що призводять до витоку газу з вакуумного переривача, або процес виробництва недостатньо відточен, що призводить до існування точок витоку саме в вакуумному переривачі, що в свою чергу впливає на його ступінь вакууму.

• Після довготривалої експлуатації, коли вимикач виконує певну дію, виникаюче вібрацією може також призвести до послаблення частини герметизації вакуумного переривача, що в свою чергу знижує його ступінь вакууму. Особливо для вакуумних вимикачів, оснащених механізмами CD10, коли вимикач виконує операції відключення та включення струму, легко виникнути великий вдарний вплив на частину герметизації вакуумного переривача, що призводить до поганої герметизації та зниження ступеня вакууму.

• Існують проблеми з матеріалом або виробництвом гофри в вакуумному переривачі, і після багатьох операцій з'являються точки витоку.

• Вакуумний переривач випадково пошкоджений під час рутинного технічного обслуговування.

Методи лікування низького ступеня вакууму в вакуумному переривачі

Потрібно проводити профілактичні випробування та регулярно перевіряти ступінь вакууму вакуумного переривача. Під час щоденного огляду та технічного обслуговування обладнання слід часто проводити випробування на витривалість при постійному струмі (між точками переривання). Якщо дозволять обставини, можна використовувати вакуумний тестер для проведення якісного випробування ступеня вакууму вакуумного переривача, щоб забезпечити, що ступінь вакууму вакуумного переривача підтримується на певному рівні, що задовольняє експлуатаційним вимогам вимикача.

При виборі та встановленні вакуумного вимикача необхідно вибирати зрілі продукти виробників з хорошою репутацією та якістю, а його супровідний механізм повинен бути таким, що має відносно невеликий вплив на вимикач. При патрулюванні обладнання, обслуговуючий персонал повинен звертати увагу на те, чи змінився колір металевого екрана вакуумного переривача або чи виникли аномальні звуки під час роботи.

Для існуючих вимикачів з серйозним забрудненням, слід своєчасно проводити очистку та технічне обслуговування обладнання, щоб запобігти тому, щоб пил або інші забруднювачі вплинули на ізоляційні характеристики вимикача. Якщо в результаті огляду буде встановлено, що вакуумний переривач має дефекти, вакуумний переривач слід замінити вчасно.

Явища та методи лікування аварій керуючого контуру

Перегоріння паличок у сигналному контурі та вгоріння катушок відключення та включення є одними з типових аварій в робочому контурі. Симптом полягає в тому, що вимикач не може електрично відключитися або включитися, а індикаторне світло не світиться. У цей час, мікрокомп'ютер зазвичай висилає сигнал "керуючий контур відкритий". Такі дефекти відносно легко виявити та виправити. Можна безпосередньо перевірити, чи вгоріли катушки відключення та включення, та величину відхилення опору. Заміна проблемної катушки може усунути дефект у робочому контурі.

Допоміжні контакти перехідного переключника (CK) не під'єднані, головним чином через те, що перехідний переключник не налаштований на місці або пошкоджений, що не дозволяє механізму повністю зарядитися. У цьому випадку, індикаторне світло зарядки (зазвичай жовте) не світиться. Дефект можна виправити, переналаштувавши положення перехідного переключника або замінивши перехідний переключник, щоб забезпечити повну зарядку механізму.

Забезпечення якості перехідного переключника та підвищення надійності його встановлення є одними з основних способів зменшення виникнення аварій у контурах. На практиці, дефекти перехідного переключника механізму CT19 є достатньо очевидними. Під час процесу включення вимикача на 10 кВ, повітряний вимикач джерела живлення керування відключився, що врешті-решт призвело до відкриття керуючого контуру. 

У цей момент, відбувся захист від відключення лінії, і проблемна лінія відключилася, що призвело до розширення області відключення живлення та серйозних наслідків. Перевірка показала, що коли перехідний переключник не працює, струмовий контур не може бути ефективно відключений, що робить його вразливим до дуги, що призводить до великого контурного струму, що призводить до відключення. Заміна його обладнанням інших моделей може ефективно уникнути такого типу аварій у контурах.

Допоміжний вилючник (контакти) вимикача пошкоджений або не налаштований на місці, що призводить до того, що контур не під'єднаний або має погане з'єднання. Це зазвичай проявляється як відкритий керуючий контур, і індикаторні світла відключення та включення не світяться або миготять. Коли така ситуація відбувається, необхідно переналаштувати довжину обертаючого штока допоміжного вилючника або замінити пошкоджений допоміжний вилючник.

Аварія, спричинена електричною блокуванкою, що не дозволяє вимикачу відключитися або включитися, проявляється наступним чином: механічні деталі механізму працюють нормально, але його не можна електрично відключити або включити, і позитивне та негативне живлення не можуть одночасно подаватися на катушки відключення та включення. 

Цей тип дефекту зазвичай відбувається у обладнанні з електричною блокуванкою, таких як вимикачі конденсаторних банок, вимикачі з блокуванням заземлювального ножа тощо. Необхідно перевірити, чи правильно переключені або пошкоджені решітки конденсатора, перехідні (допоміжні) переключники обслуговування заземлювального ножа, та чи добре з'єднані контакти, а потім виконати відповідне обслуговування.

Крім того, у виштовхувальних шафах часто відбувається вгоріння компонентів, таких як мотори зарядки, реле Y3 та прямокутні мости, що, в свою чергу, призводить до аварій відкриття керуючого контуру.

Існує багато питань у керуванні робочим контуром. Слабкі з'єднання клем, погані контакти та проблеми ізоляції обладнання можуть призвести до дефектів, що не дозволяють вимикачу правильно відключатися або включатися. Коли відбувається аварія робочого контуру, спочатку слід визначити місце аварії, а потім впровадити відповідні рішення залежно від конкретної ситуації.

Явища та методи лікування механічних аварій допоміжних та привідних механізмів

Коли вимикач не може бути відключений або включений електрично або механічно, спочатку слід перевірити, чи правильно заряджений механізм. Якщо зарядка нормальні, проблема може бути спричинена розслабленням зупинки на півосі відключення та включення, недостатнім ходом толкача відключення та включення або деформацією толкача відключення та включення, що призводить до застревання або заклинивания під час процесу відключення та включення, що не дозволяє вимикачу правильно працювати. 

Дефект можна виправити, переналаштувавши хід толкача катушки відключення та включення, фіксуючи зупинку півосі відключення та включення, та замінюючи або ремонтуючи дефектний толкач (змінюючи медний толкач відключення та включення на сталевий, щоб уникнути деформації). Коли зарядка ненормальна або є проблеми в другорядному контурі, слід перевірити мотор зарядки, перехідний переключник та керуючий контур для виявлення і виправлення несправностей.

Привідний механізм не може бути заряджений електрично або механічно. Основні причини – пошкодження одностороннього підшипника в механізмі зарядки або невдача в поверненні блокування зарядки (пружина повернення недостатньо міцна або посторонні предмети заклинивають пружину повернення), що призводить до прокручування шестерні зарядки. Такі аварії часто відбуваються в механізмах типу CT19. Проблему можна виправити, замінивши односторонній підшипник в механізмі зарядки або замінивши (очистивши) пружину повернення, щоб відновити нормальну зарядку.

Якщо показник відключення та включення в привідному механізмі не відповідає фактичному положенню відключення та включення корпусу вимикача, це може бути через роз’єднання штанги між механізмом та основним передавальним валом вимикача. Ручне вирівнювання положення механізму з положенням вимикача, а потім повторне з’єднання та фіксація передавальної штанги.

Під час випробування характеристик виявляється, що низьковольтне управління вимикачем не відповідає вимогам. Коли номінальне напруга операції становить більше 65%, вимикач не може надійно відключитися (не може відключитися, коли напруга нижче 30%, а може або не може відключитися, коли напруга становить від 30% до 65%), і він повинен могти надійно включитися при 85% - 110% номінальної напруги. 

Коли відбувається така ситуація, спочатку слід перевірити, чи опір катушок знаходиться в рамках кваліфікованих параметрів. Якщо він кваліфікований, очистіть механізм, додайте смазку до обертових частин, а потім перевірте глибину вставлення півосі відключення та включення. Якщо вона не відповідає вимогам, налаштуйте винт налаштування глибини вставлення (як показано на рис. 1), щоб вона відповідала вимогам (глибина вставлення механізму типу CT19 зазвичай становить 1 - 2 мм). 

Крім того, збільшення опору катушки включення, що призводить до зменшення опору катушок відключення та включення, а також деформація толкачів відключення та включення, що призводить до застревання або заклинивания під час відключення та включення, будуть впливати на напругу відключення та включення. При вирішенні проблем, конкретні дії повинні проводитися залежно від ситуації з дефектом.

У виштовхувальному обладнанні, виштовхувальний вимикач не може бути переміщений з тестового положення в робоче. Можливі причини такої аварії включають аварію заземлювальної блокуванки, деформацію плівки заземлювальної блокуванки, невдачу в поверненні плівки заземлювальної блокуванки, а також аварії в шафі виштовхувального вимикача. Виштовхувальний вимикач може бути переміщений в положення обслуговування. 

Перевірте, чи деформована мовкоподібна плівка заземлювальної блокуванки або чи ця мовкоподібна плівка відповідає положенню заземлювального ножа; перевірте, чи повністю повернулася плівка заземлювальної блокуванки; зніміть шафу виштовхувального вимикача та перевірте, чи всі внутрішні компоненти в порядку.

Рутинні заходи з технічного обслуговування вимикачів

При вирішенні аварій у механізмі вимикача, спочатку проаналізуйте тип аварії, щоб визначити, чи він належить до електричних або вторинних контурів, чи до механічних аварій, а потім продовжуйте наступні кроки. Метод визначення аварій відносно простий. Спочатку повністю зарядіть механізм.

Якщо вимикач може надійно відключитися та включитися вручну, механічні аварії можна практично виключити. Потім проведіть електричне відключення та включення. Якщо електромагніти відключення та включення працюють, але вимикач не відключається та не включається, а вторинна контрольна напруга нормальна, це означає, що з вторинним контуром немає проблем. 

Для більш прихованих аварій, таких як зниження ступеня вакууму, недосконалість синхронізації відключення та включення, недостатня швидкість відключення та включення, та великий відскок, під час технічного обслуговування повинні бути використані відповідні наукові прилади для випробувань та вимірювань. Проблеми повинні бути вирішені через аналіз та визначення реальних вимірюваних даних.

Окрім відновлення після аварій, в повсякденній роботі також слід проводити певні роботи з технічного обслуговування вакуумних вимикачів. Це включає очистку передавального механізму та ізоляційних підтримок, щоб уникнути збільшення обертального тертя, та відповідне додавання смазки, щоб забезпечити гнучку роботу. Коли вакуумний вимикач відключений для технічного обслуговування, слід проводити випробування опору контуру та механічних характеристик, а також своєчасно виправляти пошкоджені компоненти, спричинені перегріванням тощо вимикача. 

Роботи з відновлення після аварій та технічного обслуговування вимикачів на 10 кВ мають схожості з роботами з відновлення після аварій та технічного обслуговування вимикачів або трансформаторів інших напруг у відношенні до принципів відновлення після аварій механічних та вторинних контурів. Постійне накопичення досвіду дозволяє постійно покращувати технологічні засоби, щоб досягти кращого відсотку відновлення після аварій та рівня технічного обслуговування.

Висновок

Зі швидким розвитком суспільства, потреба у забезпеченні електроенергією різних галузей постійно зростає, і висуваються більш високі вимоги до якості обладнання живлення та стабільності роботи системи живлення. Технічні рівні та здатність до вирішення дефектів повинні постійно покращуватися, щоб задовольнити потреби розвитку, задовольнити вимоги більшості користувачів, скоротити час на вирішення дефектів обладнання та технічного обслуговування, та забезпечити безпечну роботу мережі живлення.

Тому, під час процесу технічного обслуговування та модернізації обладнання, ми повинні посилити вивчення характеристик самих систем обладнання, комплексно зрозуміти характеристики роботи обладнання, існуючі проблеми та потенційні небезпеки, посилити навчання та комунікацію, своєчасно впроваджувати профілактичні заходи, постійно покращувати обладнання, усунути небезпеки, запобігти аваріям, та забезпечити безпечну роботу обладнання та надійність живлення.