Aptomat ngoài trời 10kV bị cháy và mô tơ tích năng lượng bị hỏng

Mô tả sự cố

Tại một địa điểm cụ thể, công tắc chân không ngoài trời loại ZWG - 12 được sử dụng cho công tắc 10kV. Vào ngày 29 tháng 9 năm 2015, khi cố gắng đóng từ xa công tắc trong khoảng cách 172 Zhakou, người vận hành phát hiện rằng thao tác đóng từ xa không thành công. Khi nhân viên vận hành đến hiện trường và kiểm tra, họ phát hiện có các mảnh sắt rải rác dưới mặt đất trực tiếp bên dưới công tắc. Sau khi kích hoạt thủ công công tắc, họ thực hiện thao tác và phát hiện rằng chức năng mở và đóng thủ công vẫn hoạt động tốt, nhưng công tắc không thể hoàn thành thao tác tích trữ điện. Nhân viên vận hành thiết bị đã báo cáo lỗi này cho bộ phận bảo trì. Sau khi nhân viên bảo trì mở nắp của công tắc, họ phát hiện một đống nhỏ mảnh sắt tích tụ ở đáy hộp cơ chế của công tắc, và bánh răng tích trữ năng lượng của cơ chế công tắc bị mòn nghiêm trọng.

Phân tích nguyên nhân

Dựa trên hiện tượng lỗi là động cơ không thể tích trữ điện, nhân viên bảo trì ban đầu nghi ngờ lỗi nguồn điện cung cấp cho động cơ. Tuy nhiên, thông qua việc đo lường, giả định này đã bị loại trừ. Cân nhắc đến cơ chế tích trữ năng lượng bị mòn tại hiện trường, nhân viên bảo trì xác định rằng động cơ tích trữ năng lượng đã bị cháy. Điện trở của mạch cuộn dây động cơ được đo tại hiện trường là 247 MΩ, xác nhận động cơ đã bị cháy.

Về nguyên nhân gây cháy động cơ, thường có hai tình huống có thể xảy ra: lỗi cơ khí và lỗi điện. Lỗi cơ khí chủ yếu đề cập đến tình trạng kẹt của cơ chế tích trữ năng lượng của công tắc. Điều này khiến động cơ bị kẹt trong quá trình tích trữ năng lượng, dẫn đến cháy động cơ. Trong hệ thống điện, một số công tắc ít khi phải chịu tác động của việc ngắt điện do tải cao. Do đó, các cơ chế này thường đứng yên trong thời gian dài. Gỉ sét và bụi tích tụ có thể gây kẹt nghiêm trọng cho cơ chế. Khi đạt đến một mức độ nhất định, lực xoắn của động cơ tích trữ năng lượng không thể vượt qua sức cản của cơ chế, dẫn đến cháy động cơ.

Lỗi điện chủ yếu xảy ra trong mạch động cơ. Khi tích trữ năng lượng hoàn tất, công tắc vi mô nối tiếp trong mạch tích trữ năng lượng không kịp thời ngắt. Động cơ tiếp tục chạy, nhưng do bị cản bởi móc giữ năng lượng, động cơ bị kẹt và cháy do quá nhiệt.

Xử lý sự cố

Nhân viên bảo trì đã tháo động cơ từ công tắc dự phòng và thay thế động cơ bị cháy. Sau đó, họ kích hoạt lò xo bằng tay. Sau quá trình tích trữ năng lượng, họ đo công tắc vi mô, và kết quả đo cho thấy các tiếp điểm của công tắc vi mô đang ở trạng thái mở, cho thấy chức năng bình thường. Khi thực hiện thao tác mở và đóng, họ phát hiện không có tình trạng kẹt trong cơ chế tích trữ năng lượng của công tắc.

Nhân viên bảo trì sau đó đóng công tắc và thực hiện tích trữ năng lượng. Trong quá trình tích trữ, họ phát hiện lò xo đã hoàn thành tích trữ, nhưng động cơ vẫn tiếp tục chạy. Để ngăn động cơ cháy lần nữa, nhân viên bảo trì đã ngay lập tức mở công tắc. Với lò xo đã được kích hoạt, họ thử nghiệm nhiều lần trạng thái on-off của công tắc vi mô. Kết quả thử nghiệm cho thấy, bất kể trạng thái của công tắc vi mô, mạch động cơ vẫn duy trì kết nối. Kiểm tra thêm mạch đã loại bỏ khả năng có mạch ký sinh.

Khi thực hiện tích trữ năng lượng lần nữa, nhân viên bảo trì dùng tua vít nhẹ nhàng nhấn vào công tắc vi mô, và động cơ ngừng chạy. Dựa trên điều này, họ xác định rằng công tắc vi mô bị hỏng. Nhân viên bảo trì thay thế nó bằng công tắc vi mô mới chính hãng. Khi động cơ được sử dụng để tích trữ năng lượng lần đầu tiên sau khi thay thế, động cơ lại tiếp tục chạy khi lò xo hoàn thành tích trữ. Nhân viên bảo trì đã làm lỏng hai con vít cố định của công tắc vi mô, di chuyển công tắc giới hạn càng gần càng tốt với bánh răng ép nó, và sau đó cố định lại. Sau đó, thao tác tích trữ năng lượng trở lại bình thường.

Kết hợp với quá trình xử lý, nhân viên bảo trì đưa ra kết luận về lỗi như sau: Khi lò xo hoàn thành tích trữ, do khoảng cách lắp đặt nhỏ của chính công tắc vi mô và mòn nghiêm trọng của đầu ép công tắc vi mô, hành trình của cơ chế tích trữ năng lượng ép công tắc vi mô bị giảm. Công tắc vi mô ở trạng thái "mở ảo" cận biên. Khi công tắc được đóng, dòng điện xoay chiều 220 V phá vỡ không khí giữa các điểm tiếp xúc mở ảo, kết nối mạch tích trữ, và động cơ tiếp tục chạy. Khi sử dụng chế độ đo điện trở của đồng hồ đa năng để đo sau khi mở công tắc, điện áp pin của đồng hồ đa năng tương đối thấp, không đủ để phá vỡ khoảng cách. Do đó, kết quả đo cho thấy công tắc vi mô ở trạng thái mở.

Biện pháp khắc phục và đề xuất

Đối với loại lỗi này, đề xuất tăng cường kiểm tra loại công tắc ngoài trời này và thay thế công tắc vi mô bị mòn nghiêm trọng càng sớm càng tốt để tránh tai nạn cháy động cơ. Hiện tại, thiết kế của công tắc ngoài trời thiếu cơ chế kết nối tín hiệu hết giờ tích trữ năng lượng, và thiếu giám sát cho các tình huống tích trữ năng lượng bất thường. Đề xuất rằng khi điều kiện cho phép, tín hiệu hết giờ tích trữ năng lượng nên được kết nối với hệ thống báo động nền.