Der 10kV-Außenschaltkreisprüfer ist ausgefallen und der Energiespeicherantrieb hat versagt

Fehlerbeschreibung

An einem bestimmten Ort wird der ZWG-12-Typ Freiluft-Vakuumschalter für den 10kV-Schalter verwendet. Am 29. September 2015 konnte bei dem Versuch, den Schalter im 172 Zhakou-Linienintervall fernzuschalten, die ferne Schaltoperation nicht ausgeführt werden. Als das Betriebspersonal vor Ort eintraf und eine Inspektion durchführte, fand es zerstreute Eisenspäne direkt unter dem Schalter auf dem Boden. Nachdem der Schalter manuell gespannt wurde, stellte man fest, dass die manuellen Öffnungs- und Schließfunktionen intakt waren, aber der Schalter die elektrische Energiespeicherung nicht abschließen konnte. Das Betriebs- und Wartungspersonal meldete den Defekt unverzüglich an das Wartungsabteilung. Nachdem das Wartungspersonal die Abdeckplatte des Schalters geöffnet hatte, fand es einen kleinen Haufen Eisenspäne am Boden des Schaltwerksgehäuses, und das Energiespeichergetriebe des Schaltwerks war stark abgenutzt.

Ursachenanalyse

Basierend auf dem Fehlerphänomen, dass der Motor die elektrische Energiespeicherung nicht ausführen konnte, vermuteten die Wartungstechniker zunächst einen Fehler in der Stromversorgung des Motors. Durch Messungen wurde diese Annahme jedoch ausgeschlossen. Angesichts des abgenutzten Energiespeichermechanismus am Ort kamen die Wartungstechniker zu dem Schluss, dass der Energiespeicher-Motor ausgebrannt war. Die gemessene Widerstandswert des Motorkreises betrug 247 MΩ, was den Ausfall des Motors bestätigte.

Hinsichtlich der Gründe für den Motorausfall gibt es in der Regel zwei mögliche Situationen: mechanische und elektrische Fehler. Ein mechanischer Fehler bezieht sich hauptsächlich auf das Blockieren des Energiespeichermechanismus des Schalters. Dies führt dazu, dass der Motor während des Energiespeicherprozesses stecken bleibt und ausbrennt. In der Energieversorgung sind einige Schalter aufgrund hoher Lasten selten Gegenstand von Stromausfällen. Daher bleiben die Mechanismen über lange Zeit unbewegt. Rost und Staubansammlungen können zu schwerem Blockieren des Mechanismus führen. Wenn dies ein gewisses Maß erreicht, kann der Drehmoment des Energiespeicher-Motors das Widerstandsvermögen des Mechanismus nicht mehr überwinden, was zum Ausbrennen des Motors führt.

Ein elektrischer Fehler tritt hauptsächlich im Motorkreis auf. Wenn die Energiespeicherung abgeschlossen ist, trennt der in der Energiespeicherschaltung serienmäßig geschaltete Mikroschalter nicht rechtzeitig. Der Motor läuft weiter, aber aufgrund des Hindernisses des Energiespeicher-Haltebolzens blockiert der Motor und brennt durch Überhitzung aus.

Fehlerbehebung

Die Wartungstechniker entfernten zunächst den Motor vom Ersatzintervallschalter und ersetzten den ausgebrannten Motor. Anschließend spannten sie die Feder manuell. Nach dem Energiespeicherprozess maßen sie den Mikroschalter, und die Messung zeigte, dass die Kontakte des Mikroschalters im offenen Zustand waren, was auf normale Funktion hinweist. Bei der Durchführung von Öffnungs- und Schließvorgängen stellten sie fest, dass es keine Verklemmungen im Energiespeichermechanismus des Schalters gab.

Die Wartungstechniker schlossen dann den Schalter und führten die elektrische Energiespeicherung durch. Während des Energiespeicherprozesses stellten sie fest, dass die Feder die Energiespeicherung vollständig abschloss, aber der Motor weiterlief. Um erneutes Ausbrennen des Motors zu verhindern, öffneten die Wartungstechniker sofort den Schalter. Mit der gespannten Feder testeten sie wiederholt den Ein- und Ausschaltzustand des Mikroschalters. Die Testergebnisse zeigten, dass unabhängig vom Zustand des Mikroschalters der Motorkreis verbunden blieb. Eine weitere Prüfung des Kreises schloss die Möglichkeit eines Parasitenkreises aus.

Beim erneuten Durchführen der elektrischen Energiespeicherung drückten die Wartungstechniker den Mikroschalter vorsichtig mit einem Schraubenzieher, und der Motor hörte auf zu laufen. Basierend darauf stellten sie fest, dass der Mikroschalter defekt war. Die Wartungstechniker ersetzten ihn durch einen neuen Original-Mikroschalter. Beim ersten Einsatz des Motors nach dem Austausch lief der Motor erneut, nachdem die Feder die Energiespeicherung abgeschlossen hatte. Die Wartungstechniker lockerten die beiden Befestigungsschrauben des Mikroschalters, bewegten den Endschalter so nah wie möglich an das Getriebe, das ihn drückt, und befestigten ihn anschließend. Danach kehrte der elektrische Energiespeicherungsvorgang zur Normalität zurück.

Aus der Behandlung des Fehlers leiteten die Wartungstechniker folgende Fehlerfolgerung ab: Nach Abschluss der Energiespeicherung durch die Feder war aufgrund des geringen Montagespielraums des Mikroschalters selbst und der starken Abnutzung des Druckkopfes des Mikroschalters die Hubstrecke des Energiespeichermechanismus, der den Mikroschalter drückt, reduziert. Der Mikroschalter befand sich in einem kritischen "virtuell offen" Zustand. Wenn der Schalter geschlossen wurde, brach der 220 V Wechselstrom die Luft zwischen den virtuell offenen Kontaktpunkten, verband den Energiespeicherungskreis, und der Motor lief weiter. Beim Messen mit dem Widerstandsbereich eines Multimeters nach dem Öffnen des Schalters war die Batteriespannung des Multimeters relativ niedrig und nicht ausreichend, um die Lücke zu durchbrechen. Daher zeigte die Messung, dass der Mikroschalter im offenen Zustand war.

Gegenmaßnahmen und Empfehlungen

Für diesen Typ von Fehlern wird empfohlen, die Inspektion dieser Art von Freiluftschialtern zu verstärken und stark abgenutzte Mikroschalter so bald wie möglich zu ersetzen, um Motorausfälle zu vermeiden. Aktuell fehlt in der Konstruktion von Freiluftschialtern ein Mechanismus, um das Signal für eine Energiespeicherzeitüberschreitung zu verbinden, und es gibt keinen Überwachungsmechanismus für anomale Energiespeicherungssituationen. Es wird empfohlen, wenn die Bedingungen dies zulassen, das Signal für die Energiespeicherzeitüberschreitung mit dem Hintergrundalarmierungssystem zu verbinden.