10kV 실외 회로 차단기가 고장났고 에너지 저장 모터가 오작동했습니다

고장 설명

어느 장소에서 ZWG - 12형 야외 진공 회로 차단기를 10kV 회로 차단기에 사용하고 있습니다. 2015년 9월 29일, 172 자커우 선 라인 구간의 회로 차단기를 원격으로 닫으려고 하였을 때, 원격 닫기 작업이 실패한 것을 발견했습니다. 운영 인원이 현장에 도착하여 점검했을 때, 회로 차단기 바로 아래 지면에 흩어진 철가루를 발견했습니다. 수동으로 회로 차단기를 작동시켜 보았을 때, 수동 개폐 기능은 정상이었지만, 회로 차단기는 전기 에너지 저장 작업을 완료하지 못했습니다. 설비 운영 및 유지보수 인원은 즉시 결함을 유지보수 부서에 보고했습니다. 유지보수 인원이 회로 차단기의 덮개를 열어보니, 회로 차단기 기구 상자 바닥에 소량의 철가루가 쌓여 있었으며, 스위치 기구의 에너지 저장 기어가 심하게 마모되어 있었습니다.

원인 분석

전기 모터가 전기 에너지 저장을 수행하지 못하는 고장 현상을 바탕으로, 유지보수 인원은 처음에는 모터 전원 공급에 문제가 있는 것으로 의심했습니다. 그러나 측정 결과, 이 가설은 배제되었습니다. 현장에서 마모된 에너지 저장 기구를 고려하여, 유지보수 인원은 에너지 저장 모터가 타버렸다고 판단했습니다. 현장에서 측정한 모터 회로 저항은 247 MΩ로, 모터 타버림을 확인했습니다.

모터 타버림의 원인으로는 일반적으로 두 가지 가능한 상황이 있습니다: 기계적 고장과 전기적 고장입니다. 기계적 고장은 주로 회로 차단기의 에너지 저장 기구가 걸리는 것입니다. 이로 인해 에너지 저장 과정에서 모터가 멈추게 되어 모터가 타버립니다. 전력 시스템에서 일부 회로 차단기는 고부하로 인해 정전 작업이 거의 이루어지지 않아, 기구가 오랜 시간 동안 움직이지 않습니다. 녹과 먼지가 축적되면 기구가 심각하게 걸리게 됩니다. 일정 정도에 이를 때, 에너지 저장 모터의 출력 토크가 기구의 저항을 극복할 수 없어 모터가 타버립니다.

전기적 고장은 주로 모터 회로에서 발생합니다. 에너지 저장이 완료되었을 때, 에너지 저장 회로에 직렬로 연결된 미세 스위치가 제때에 끊어지지 않습니다. 모터는 계속 작동하지만, 에너지 저장 유지 장치의 방해로 인해 모터가 멈추고 과열로 인해 타버립니다.

고장 처리

유지보수 인원은 먼저 대기 중인 회로 차단기에서 모터를 제거하고, 타버린 모터를 교체했습니다. 그 후, 수동으로 스프링을 에너지화하였습니다. 에너지 저장 과정 후, 미세 스위치를 측정하였고, 측정 결과 미세 스위치 접점이 오픈 상태임을 확인하여 정상적인 기능을 나타냈습니다. 개폐 작업을 수행할 때, 회로 차단기의 에너지 저장 기구에 걸림 현상이 없는 것을 확인했습니다.

유지보수 인원은 회로 차단기를 닫고, 전기 에너지 저장을 수행했습니다. 에너지 저장 과정에서 스프링이 에너지 저장을 완료하였지만, 모터가 계속 작동하는 것을 발견했습니다. 모터가 다시 타버리는 것을 방지하기 위해, 유지보수 인원은 즉시 회로 차단기를 열었습니다. 스프링이 에너지화된 상태에서, 미세 스위치의 온오프 상태를 반복적으로 테스트했습니다. 테스트 결과, 미세 스위치의 상태와 관계없이 모터 회로가 계속 연결되어 있음을 확인했습니다. 회로의 추가 검사로, 병렬 회로의 가능성은 배제되었습니다.

다시 전기 에너지 저장을 수행할 때, 유지보수 인원은 나사 드라이버로 미세 스위치를 가볍게 누르자, 모터가 작동을 멈추었습니다. 이를 통해 미세 스위치가 손상되었다고 판단했습니다. 유지보수 인원은 새로운 원래 공장의 미세 스위치로 교체하였습니다. 교체 후, 모터가 처음으로 에너지 저장을 수행할 때, 스프링이 에너지 저장을 완료하면 모터가 다시 작동하기 시작했습니다. 유지보수 인원은 미세 스위치의 두 개 고정 나사를 풀고, 스위치를 최대한 기어에 가깝게 이동시키고, 다시 고정하였습니다. 그 후, 전기 에너지 저장 작업이 정상적으로 돌아왔습니다.

처리 과정을 종합하여, 유지보수 인원은 다음과 같은 고장 결론을 내렸습니다: 스프링이 에너지 저장을 완료했을 때, 미세 스위치 자체의 설치 여유가 적고, 미세 스위치 압축 머리가 심하게 마모되어, 에너지 저장 기구가 미세 스위치를 압축하는 거리가 줄어들었습니다. 미세 스위치는 임계 "가상 오픈" 상태에 있었습니다. 회로 차단기가 닫힐 때, 220 V 교류 전류가 접점 간의 가상 오픈 점 사이의 공기를 뚫고, 에너지 저장 회로를 연결하여 모터가 계속 작동하였습니다. 회로 차단기를 열고, 멀티미터의 저항 기어로 측정했을 때, 멀티미터의 배터리 전압이 낮아 간극을 뚫을 수 없어서, 측정 결과 미세 스위치가 오픈 상태임을 나타냈습니다.

대책 및 제안

이런 유형의 고장에 대해서는, 이러한 야외 회로 차단기에 대한 점검을 강화하고, 심하게 마모된 미세 스위치를 가능한 빨리 교체하여 모터 타버림 사고를 피하는 것이 좋습니다. 현재 야외 회로 차단기 설계는 에너지 저장 시간 초과 신호를 연결하는 메커니즘이 부족하며, 이상적인 에너지 저장 상황에 대한 모니터링이 부족합니다. 조건이 허용될 때, 에너지 저장 시간 초과 신호를 백그라운드 경보 시스템에 연결하는 것을 제안합니다.