Protecció del mecanisme d'operació dels interruptors de circuit vacuums exteriors

En els darrers anys, els interruptors de medi tensió sota buit han experimentat un desenvolupament substancial i han aconseguit resultats remarcables, especialment en la classe de tensió de 12 kV, on els interruptors de buit tenen una avantatge absolut. Actualment, els mecanismes d'operació més comuns equipats amb els interruptors de buit al aire lliure de 12 kV són principalment mecanismes d'operació de molla.

Actualment, els productes d'interruptors de buit al aire lliure sovint es centren en el disseny i la protecció del circuit principal de l'interruptor, mentre negligencien la vida útil del mecanisme d'operació durant l'operació. Finalment, tota la vida útil de l'interruptor es reflecteix en les accions d'obertura i tancament dels contactes, i aquestes accions es realitzen a través del mecanisme d'operació. Per tant, el rendiment, la fiabilitat i la qualitat del mecanisme d'operació juguen un paper crucial en el rendiment i la fiabilitat de l'interruptor.

Causas principals del fall de mecanismes de molla

Modes de fall i causes durant l'operació de l'interruptor

Durant l'operació a llarg termini de l'interruptor, els modes de fall del mecanisme inclouen la negativa del mecanisme a obrir i tancar, així com l'obertura i tancament incomplets. Les causes principals són les següents: daus als components de l'interruptor i el mecanisme, corrosió dels components de l'interruptor i el mecanisme, la qualitat de la montatge entre el mecanisme i l'interruptor, i falles en components elèctrics secundaris.

• Rasons per als danys dels components: Primer, la resistència dels components és insuficient durant el procés de disseny. Segon, hi ha operacions errònies per part dels operadors. Tercer, la resistència dels components es redueix degut a la corrosió.

• Corrosió dels components: La corrosió dels components de l'interruptor i el mecanisme porta a l'enganxament dels components, augmentant la resistència del sistema. En un estat corroït, les forces d'operació d'obertura i tancament de l'interruptor quan surt de fàbrica no poden complir les forces d'operació d'obertura i tancament requerides de l'interruptor, resultant en una obertura i tancament incompletes. Especialment, les muelles de torsió o de tracció ampliament utilitzades en el mecanisme de molla fallaran degut a la corrosió, causant que el mecanisme no funcioni correctament.

• Qualitat de la montatge: La qualitat de la montatge del mecanisme i l'interruptor, principalment incloent si els components de fixació estan assegurats de manera fiable i si l'interruptor està ajustat correctament, afectarà l'operació de l'interruptor.

• Falles en components elèctrics secundaris: Els commutadors de recorregut, els commutadors auxiliars i les taules de connexió utilitzades en el mecanisme de molla. Si la qualitat de qualsevol d'aquests components és dolenta o el contacte no és fiable, això afectarà l'operació normal de l'interruptor i la transmissió de senyals, i pot arribar a provocar altres accidents. A més de ser corroïdes per humitat, els components secundaris també poden no commutar normalment degut a la corrosió dels components del mecanisme i l'enganxament del moviment del mecanisme, resultant en la cremada del motor o del dispositiu de desconnectar.

Des de l'anàlisi anterior, entre les quatre causes principals, el problema de la corrosió del mecanisme afecta tres d'elles. El problema de la corrosió del mecanisme és el factor principal que afecta la llarga vida útil i la alta fiabilitat de l'interruptor.

Causas principals de la corrosió del mecanisme

La corrosió dels components del mecanisme és la causa principal del fall del mecanisme de molla. La corrosió severa a la superfície dels components afecta gravement l'aparença del producte, redueix la resistència mecànica dels components de transmissió i afecta el rendiment del producte. Les causes fonamentals de la corrosió dels components són el material dels components, el disseny estructural, el procés de fabricació, i especialment el tractament superficial dels components, que no poden adaptar-se a condicions ambientals i climàtiques adverses.

• Influència de la qualitat del material metàl·lic: Els materials comuns utilitzats en el producte són l'acer, el cobre, l'alumini i les seves lligatures. L'acer i el cobre són els materials principals en el mecanisme. S'ha demostrat que els components d'acer que depenen només d'una capa de zinc de 15 μm no poden resistir l'erosió de l'humitat a llarg termini. El lató patirà corrosió dezincificadora en un entorn d'aire humit, i les mangues de cobre comunes utilitzades en el mecanisme es faran plenes de pols generat per la corrosió dezincificadora en el clavellat, fent que el pivot no pugui girar.

• Influència de la estructura de disseny del producte, la estructura dels components i la tecnologia de processament: Les rodaments poden corroïr-se degut a un mal hermetisme, permetent que l'humitat penetri als rodaments. Pot aparèixer ferralla degut a la penetració d'aigua, condensació i acumulació d'aigua. A més, els espais, angles morts, ranures, superfícies rugoses dels components, i els punts de connexió entre els components són àrees propenses a la corrosió.

• Influència de la tecnologia de protecció de la superfície metàl·lica: La majoria dels components del producte estan revestits amb zinc o pintura electrorreticulada. En el procés real de montatge del mecanisme, per a la precisió de transmissió, sovint es sacrifiquen els revestiments superficials, i el revestiment en la superfície de juntura i la superfície de presa necessita ser eliminat, contradient el propòsit del tractament superficial.

Mesures per solucionar el problema de la corrosió del mecanisme

Per solucionar el problema de la corrosió dels components, els fabricants solen utilitzar una gran quantitat de components d'acer inoxidable i reforçar l'hermetisme de l'interruptor i el mecanisme. Tot i que utilitzar acer inoxidable com a matèria prima pot millorar la resistència a la corrosió, el preu del material és relativament elevat, el processament dels components és difícil, i no és fàcil produir-los en gran quantitat. La majoria dels rodaments rodants en peças estàndard estan fets d'acer, que no compleixen els requisits de resistència a la corrosió. Aquest mètode només tracta els símptomes i no la causa arrel.

Adoptar una estructura hermètica similar a la de ZW20A, sense omplir amb gas SF6, i utilitzar una forma d'aislament compost, omplint amb nitrògen net per protegir els components, és una opció més ideal.

Conclusió

En conclusió, la nova generació d'interruptors de buit al aire lliure hauria d'adoptar aislament compost per reduir el volum del cos de l'interruptor i complir la demanda de miniaturització. El cos de l'interruptor i la caixa del mecanisme haurien de ser hermetitzats separat per facilitar la manteniment del mecanisme. Hauria d'omplir-se amb nitrògen net per protegir els components.