El interruptor automático exterior de 10kV se quemó y el motor de almacenamiento de energía falló

Descripción del fallo

En un lugar determinado, se utiliza el interruptor de circuito al vacío tipo ZWG - 12 para el interruptor de 10kV. El 29 de septiembre de 2015, cuando se intentó cerrar el interruptor en el intervalo de la línea Zhakou 172 de forma remota, se descubrió que la operación de cierre remoto falló. Cuando el personal de operaciones llegó al sitio y realizó una inspección, encontraron fragmentos de hierro dispersos en el suelo directamente debajo del interruptor. Después de energizar manualmente el interruptor, lo operaron y descubrieron que las funciones de apertura y cierre manual estaban intactas, pero el interruptor no podía completar la operación de almacenamiento de energía. El personal de operación y mantenimiento informó inmediatamente el defecto al departamento de mantenimiento. Tras abrir la placa de cubierta del interruptor, los técnicos de mantenimiento encontraron un pequeño montón de fragmentos de hierro acumulados en la base de la caja de mecanismo del interruptor, y el engranaje de almacenamiento de energía del mecanismo del interruptor estaba severamente desgastado.

Análisis de la causa

Basándose en el fenómeno de fallo de que el motor no podía realizar el almacenamiento de energía eléctrica, el personal de mantenimiento inicialmente sospechó un fallo en el suministro de energía del motor. Sin embargo, mediante mediciones, esta suposición fue descartada. Considerando el mecanismo de almacenamiento de energía desgastado en el sitio, el personal de mantenimiento determinó que el motor de almacenamiento de energía se había quemado. La resistencia medida en el circuito de bobinado del motor en el sitio fue de 247 MΩ, confirmando la quema del motor.

En cuanto a las razones de la quema del motor, generalmente, hay dos situaciones posibles: fallos mecánicos y fallos eléctricos. Un fallo mecánico se refiere principalmente al atasco del mecanismo de almacenamiento de energía del interruptor. Esto hace que el motor se atasque durante el proceso de almacenamiento de energía, lo que lleva a la quema del motor. En el sistema de potencia, algunos interruptores rara vez son sometidos a operaciones de corte de energía debido a cargas de alto nivel. Como resultado, los mecanismos permanecen inmóviles durante mucho tiempo. El óxido y la acumulación de polvo pueden causar un atasco severo del mecanismo. Cuando alcanza cierto grado, el par de salida del motor de almacenamiento de energía no puede superar la resistencia del mecanismo, resultando en la quema del motor.

Un fallo eléctrico ocurre principalmente en el circuito del motor. Cuando se completa el almacenamiento de energía, el microinterruptor conectado en serie en el circuito de almacenamiento de energía no se desconecta a tiempo. El motor sigue funcionando, pero debido a la obstrucción del perno de retención de almacenamiento de energía, el motor se atasca y se quema por sobrecalentamiento.

Manejo del fallo

El personal de mantenimiento primero retiró el motor del interruptor de repuesto y reemplazó el motor quemado. Posteriormente, energizaron manualmente el resorte. Después del proceso de almacenamiento de energía, midieron el microinterruptor, y la medición mostró que los contactos del microinterruptor estaban en estado abierto, indicando un funcionamiento normal. Al realizar las operaciones de apertura y cierre, descubrieron que no había atascos en el mecanismo de almacenamiento de energía del interruptor.

El personal de mantenimiento luego cerró el interruptor y realizó el almacenamiento de energía eléctrica. Durante el proceso de almacenamiento de energía, observaron que el resorte completó el almacenamiento de energía, pero el motor continuó funcionando. Para evitar que el motor se quemara nuevamente, el personal de mantenimiento abrió inmediatamente el interruptor. Con el resorte energizado, realizaron pruebas repetitivas del estado de encendido y apagado del microinterruptor. Los resultados de las pruebas mostraron que, independientemente del estado del microinterruptor, el circuito del motor permanecía conectado. Una inspección adicional del circuito descartó la posibilidad de un circuito parásito.

Al realizar nuevamente el almacenamiento de energía eléctrica, el personal de mantenimiento presionó suavemente el microinterruptor con un destornillador, y el motor dejó de funcionar. Basándose en esto, determinaron que el microinterruptor estaba dañado. El personal de mantenimiento lo reemplazó con un nuevo microinterruptor original de fábrica. Cuando el motor se utilizó por primera vez para el almacenamiento de energía después del reemplazo, el motor volvió a funcionar constantemente cuando el resorte completó el almacenamiento de energía. El personal de mantenimiento aflojó los dos tornillos de fijación del microinterruptor, movió el interruptor de límite lo más cerca posible del engranaje que lo presiona, y luego lo fijó. Después de eso, la operación de almacenamiento de energía eléctrica regresó a la normalidad.

Combinando el proceso de manejo, el personal de mantenimiento llegó a la siguiente conclusión de fallo: cuando el resorte completó el almacenamiento de energía, debido al pequeño margen de instalación del propio microinterruptor y al desgaste severo de la cabeza de compresión del microinterruptor, la carrera del mecanismo de almacenamiento de energía comprimiendo el microinterruptor se redujo. El microinterruptor estaba en un estado crítico de "apertura virtual". Cuando se cerró el interruptor, la corriente alterna de 220 V rompió el aire entre los puntos de contacto virtualmente abiertos, conectando el circuito de almacenamiento de energía, y el motor continuó funcionando. Al medir con la escala de resistencia de un multímetro después de abrir el interruptor, la tensión de la batería del multímetro era relativamente baja y no suficiente para romper la brecha. Por lo tanto, la medición mostró que el microinterruptor estaba en estado abierto.

Medidas correctivas y sugerencias

Para este tipo de fallo, se recomienda fortalecer la inspección de este tipo de interruptor de circuito al aire libre y reemplazar los microinterruptores severamente desgastados lo antes posible para evitar accidentes de quema de motores. Actualmente, el diseño de los interruptores de circuito al aire libre carece de un mecanismo para conectar la señal de tiempo de almacenamiento de energía, y falta la monitorización de situaciones anormales de almacenamiento de energía. Se sugiere que, cuando las condiciones lo permitan, la señal de tiempo de almacenamiento de energía se conecte al sistema de alarma de fondo.