10kV udendørs spændingsbryter brændte ud og energilagringsmotoren fejlede

Fejlbeskrivelse

På et bestemt sted bruges ZWG - 12 type udendørs vakuumkredsløbsbryder til 10kV kredsløbsbryder. Den 29. september 2015, da man forsøgte at lukke kredsløbsbryderen i intervallet 172 Zhakou Line fjernstyre, opdagede man, at den fjernstyrede lukning mislykkedes. Når driftspersonalet ankom til stedet og undersøgte, fandt de spredte jernspænder på jorden lige under kredsløbsbryderen. Efter at have manuelt aktiveret kredsløbsbryderen, opererede de den og fandt, at manuelle åbne- og lukkefunktioner var intakte, men kredsløbsbryderen kunne ikke udføre energilagringsoperation. Drifts- og vedligeholdelsespersonalet rapporterede hurtigt fejlen til vedligeholdelsesafdelingen. Efter at vedligeholdelsespersonalet havde åbnet dækpladen af kredsløbsbryderen, fandt de en lille hobe med jernspænder nederst i mekanismens boks, og lagringsmekanismens tandhjul var alvorligt slidt.

Årsagsanalyse

Baseret på fejlphænomenet, at motoren ikke kunne udføre elektrisk energilagring, mistænkte vedligeholdelsespersonalet først en fejl i motorstrømforsyningen. Gennem måling blev denne antagelse dog udelukket. Med hensyn til det slidte energilagringsmekanisme på stedet konkluderede vedligeholdelsespersonalet, at energilagringsmotoren var brændt ud. Målingen af motorens vindingcirkuits modstand på stedet var 247 MΩ, hvilket bekræftede motorbrænding.

Hvad angår årsagerne til motorbrænding, er der generelt to mulige situationer: mekaniske fejl og elektriske fejl. En mekanisk fejl refererer hovedsageligt til, at kredsløbsbryderens energilagringsmekanisme bliver blokeret. Dette får motoren til at stå stille under energilagringsprocessen, hvilket fører til motorbrænding. I strømsystemet er nogle kredsløbsbrydere sjældent udsat for strømafbrydelsesoperationer på grund af høje belastninger. Dette resulterer i, at mekanismerne står stille i lang tid. Rust og støvakkumulation kan føre til alvorlig blokering af mekanismen. Når det når et bestemt niveau, kan energilagringsmotorens outputmoment ikke overvinde mekanismens modstand, hvilket fører til motorbrænding.

En elektrisk fejl forekommer hovedsageligt i motorcirkuitet. Når energilagringsprocessen er fuldført, frigør mikrokontakten, der er koblet i serie i energilagringscirkuitet, ikke i tide. Motoren fortsætter med at køre, men pga. hindring fra energilagringsholdfast, stopper motoren og brænder ud pga. overophedning.

Fejlbehandling

Vedligeholdelsespersonalet fjernede først motoren fra reserveintervallets kredsløbsbryder og erstattede den brændte ud. Derefter manuelt aktiverede de fjederen. Efter energilagringsprocessen målte de mikrokontakten, og målingen viste, at mikrokontaktens kontakter var i åben tilstand, hvilket indikerer normal funktion. Under udførelsen af åbne- og lukkeoperationer fandt de, at der ikke var blokering i kredsløbsbryderens energilagringsmekanisme.

Vedligeholdelsespersonalet lukkede derefter kredsløbsbryderen og udførte elektrisk energilagring. Under energilagringsprocessen fandt de, at fjederen fuldførte energilagringer, men motoren fortsatte med at køre. For at undgå, at motoren brændte ud igen, åbnede vedligeholdelsespersonalet straks kredsløbsbryderen. Med fjederen aktiveret testede de flere gange mikrokontaktens tilsynsstillinger. Testresultaterne viste, at uanset mikrokontaktens tilstand forblev motorcirkuitet forbundet. Yderligere inspektion af cirkuitet udelukkede muligheden for en parasitcirkuit.

Når man udførte elektrisk energilagring igen, trykkede vedligeholdelsespersonalet forsigtigt på mikrokontakten med en skruetrækker, og motoren stoppede med at køre. Baseret herpå konkluderede de, at mikrokontakten var defekt. Vedligeholdelsespersonalet erstattede den med en ny originalmikrokontakt. Da motoren første gang blev brugt til energilagring efter erstattelsen, fortsatte motoren at køre, når fjederen fuldførte energilagringer. Vedligeholdelsespersonalet løsnede de to fastgørende skruer af mikrokontakten, flyttede grænsekontakten så tæt som muligt på tandhjulet, der presser den, og fastgjorde den derefter. Efter dette vendte elektrisk energilagringsoperation tilbage til normal.

Sammenlagt vedligeholdelsesproces nåede vedligeholdelsespersonalet følgende fejlkonklusion: Når fjederen fuldførte energilagringer, pga. mikrokontaktens egen små installationsspire og alvorlige slid på mikrokontaktens komprimeringshoved, blev energilagringsmekanismens komprimering af mikrokontakten reduceret. Mikrokontakten var i en kritisk "virtuel åben" tilstand. Når kredsløbsbryderen blev lukket, ødelagde 220 V AC strøm luften mellem virtuelle åbne punkter, forbandt energilagringscirkuitet, og motoren fortsatte med at køre. Når man målte med multimeterets modstandsforhold efter at have åbnet kredsløbsbryderen, var multimeterets batterispænding relativt lav og ikke nok til at ødelægge kløften. Derfor viste målingen, at mikrokontakten var i åben tilstand.

 Foranstaltninger og Anbefalinger

For denne type fejl anbefales det at styrke inspektionen af denne type udendørs kredsløbsbrydere og hurtigt erstatte alvorligt slidede mikrokontakter for at undgå motorbrændingsulykker. I øjeblikket mangler designet af udendørs kredsløbsbrydere en mekanisme til at forbinde energilagrings timeout signal, og der er mangel på overvågning af abnorme energilagrings situationer. Det foreslås, at når forholdene tillader det, skal energilagrings timeout signal forbindes til baggrundsalarm systemet.