10 кВ наружный выключатель сгорел, и двигатель накопителя энергии вышел из строя

Описание неисправности

В определенном месте используется вакуумный выключатель типа ZWG - 12 для 10-киловольтного выключателя. 29 сентября 2015 года при попытке дистанционного закрытия выключателя на интервале линии Жакоу 172 было обнаружено, что дистанционное закрытие не удалось. Когда операторы прибыли на место и осмотрели оборудование, они обнаружили металлические стружки, разбросанные на земле непосредственно под выключателем. После ручного приведения выключателя в действие они обнаружили, что функции ручного открытия и закрытия были исправны, но выключатель не мог выполнить операцию накопления энергии. Оперативный персонал немедленно сообщил о дефекте в ремонтную службу. После того как ремонтный персонал открыл крышку выключателя, они обнаружили небольшую кучу металлической стружки, накопившейся в нижней части механизма выключателя, а также значительный износ шестерни накопления энергии механизма выключателя.

Анализ причины

На основании феномена, что двигатель не мог выполнять накопление энергии, ремонтный персонал предположил, что проблема связана с питанием двигателя. Однако, после измерений, это предположение было исключено. Учитывая изношенный механизм накопления энергии на месте, ремонтный персонал определил, что двигатель накопления энергии выгорел. Измеренное сопротивление обмотки двигателя на месте составило 247 МОм, что подтвердило выгорание двигателя.

Причины выгорания двигателя, как правило, могут быть связаны с двумя возможными ситуациями: механическими и электрическими неисправностями. Механическая неисправность в основном относится к заеданию механизма накопления энергии выключателя. Это приводит к тому, что двигатель останавливается во время процесса накопления энергии, что вызывает его выгорание. В энергетической системе некоторые выключатели редко подвергаются отключению из-за высокой нагрузки. В результате механизмы остаются неподвижными длительное время. Коррозия и накопление пыли могут вызвать значительное заедание механизма. Когда степень заедания достигает определенного уровня, выходной момент двигателя накопления энергии не может преодолеть сопротивление механизма, что приводит к выгоранию двигателя.

Электрическая неисправность в основном происходит в цепи двигателя. Когда накопление энергии завершено, микропереключатель, последовательно соединенный в цепи накопления энергии, не отключается вовремя. Двигатель продолжает работать, но из-за препятствия, создаваемого удерживающим зубом накопления энергии, двигатель останавливается и выгорает из-за перегрева.

Устранение неисправности

Ремонтный персонал сначала демонтировал двигатель с выключателя запасного интервала и заменил выгоревший двигатель. Затем они ручным способом привели в действие пружину. После завершения процесса накопления энергии они измерили микропереключатель, и измерение показало, что контакты микропереключателя находятся в отключенном состоянии, что указывает на нормальную работу. При выполнении операций открытия и закрытия они обнаружили, что нет заедания в механизме накопления энергии выключателя.

Затем ремонтный персонал закрыл выключатель и начал накопление энергии. Во время процесса накопления энергии они обнаружили, что пружина завершила накопление энергии, но двигатель продолжал работать. Чтобы предотвратить повторное выгорание двигателя, ремонтный персонал немедленно открыл выключатель. С пружиной, заряженной энергией, они многократно тестировали состояние включения и отключения микропереключателя. Результаты тестирования показали, что независимо от состояния микропереключателя, цепь двигателя оставалась подключенной. Дальнейшая проверка цепи исключила возможность наличия паразитной цепи.

При повторном накоплении энергии ремонтный персонал аккуратно надавил на микропереключатель отверткой, и двигатель остановился. На основании этого они определили, что микропереключатель был поврежден. Ремонтный персонал заменил его новым оригинальным микропереключателем. Когда двигатель использовался для накопления энергии в первый раз после замены, он снова продолжал работать, когда пружина завершила накопление энергии. Ремонтный персонал ослабил два крепежных винта микропереключателя, переместил концевой выключатель как можно ближе к шестерне, которая его нажимает, и затем закрепил его. После этого операция накопления энергии вернулась к нормальному режиму.

Объединив процесс устранения, ремонтный персонал пришел к следующему выводу: когда пружина завершила накопление энергии, из-за малого запаса установки самого микропереключателя и значительного износа головки сжатия микропереключателя, ход механизма накопления энергии, сжимающего микропереключатель, уменьшился. Микропереключатель находился в критическом "виртуально открытом" состоянии. Когда выключатель был закрыт, переменный ток 220 В пробил воздух между виртуально открытыми контактами, подключив цепь накопления энергии, и двигатель продолжал работать. При измерении с помощью резисторного диапазона мультиметра после открытия выключателя, напряжение батареи мультиметра было относительно низким и недостаточным для пробоя зазора. Поэтому измерение показало, что микропереключатель находится в отключенном состоянии.

Меры и рекомендации

Для предотвращения такого типа неисправностей рекомендуется усилить инспекцию таких наружных выключателей и как можно скорее заменить сильно изношенные микропереключатели, чтобы избежать аварий с выгоранием двигателя. В настоящее время конструкция наружных выключателей не имеет механизма подключения сигнала тайм-аута накопления энергии, и отсутствует мониторинг аномальных ситуаций накопления энергии. Рекомендуется, при возможности, подключить сигнал тайм-аута накопления энергии к системе заднего плана тревоги.