Protección del mecanismo de funcionamiento de los interruptores de vacío al aire libre

En los últimos años, los interruptores automáticos de vacío de media tensión han experimentado un desarrollo sustancial y han logrado resultados notables, especialmente en la clase de tensión de 12 kV, donde los interruptores automáticos de vacío tienen una ventaja absoluta. Actualmente, los mecanismos de operación comúnmente equipados con interruptores automáticos de vacío al aire libre de 12 kV son en su mayoría mecanismos de muelle.

Actualmente, los productos de interruptores automáticos de vacío al aire libre a menudo se centran en el diseño y la protección del circuito principal del interruptor, mientras que descuidan la vida útil del mecanismo de operación durante la operación. En última instancia, toda la vida útil del interruptor se refleja en las acciones de apertura y cierre de los contactos, y estas acciones se realizan a través del mecanismo de operación. Por lo tanto, el rendimiento, la confiabilidad y la calidad del mecanismo de operación desempeñan un papel crucial en el rendimiento y la confiabilidad del interruptor.

Causas Principales de Fallas en el Mecanismo de Muelle

Modos y Causas de Fallo Durante la Operación del Interruptor

Durante la operación a largo plazo del interruptor, los modos de fallo del mecanismo incluyen la negativa del mecanismo para abrir y cerrar, así como la apertura y cierre incompletas. Las causas principales son las siguientes: daño en los componentes del interruptor y el mecanismo, corrosión de los componentes del interruptor y el mecanismo, la calidad del ensamblaje entre el mecanismo y el interruptor, y fallas en los componentes eléctricos secundarios.

• Razones del daño de los componentes: Primero, la resistencia de los componentes es insuficiente durante el proceso de diseño. Segundo, hay malas operaciones por parte de los operadores. Tercero, la resistencia de los componentes se reduce debido a la corrosión.

• Corrosión de los componentes: La corrosión de los componentes del interruptor y el mecanismo lleva a atascos en los componentes, lo que aumenta la resistencia del sistema. En un estado corroído, las fuerzas de operación de apertura y cierre del interruptor cuando sale de fábrica no pueden cumplir con las fuerzas de operación de apertura y cierre requeridas, resultando en aperturas y cierres incompletos. Especialmente, los resortes de torsión o tracción ampliamente utilizados en el mecanismo de muelle fallarán debido a la corrosión, causando el mal funcionamiento del mecanismo.

• Calidad del ensamblaje: La calidad del ensamblaje del mecanismo y el interruptor, principalmente si los componentes de fijación están asegurados de manera confiable y si el interruptor está ajustado correctamente, afectará la operación del interruptor.

• Fallas en los componentes eléctricos secundarios: Los interruptores de viaje, interruptores auxiliares y bloques terminales utilizados en el mecanismo de muelle. Si la calidad de cualquiera de estos componentes es pobre o el contacto es inseguro, afectará la operación normal del interruptor y la transmisión de señales, e incluso puede llevar a otros accidentes. Además de ser corroídos por la humedad, los componentes secundarios también pueden no cambiar normalmente debido a la corrosión de los componentes del mecanismo y el atasco del movimiento del mecanismo, resultando en el sobrecalentamiento del motor o el dispositivo de disparo.

De acuerdo con el análisis anterior, entre las cuatro causas principales, el problema de corrosión del mecanismo afecta a tres de ellas. El problema de corrosión del mecanismo es el factor principal que afecta la larga vida útil y alta confiabilidad del interruptor.

Causas Principales de la Corrosión del Mecanismo

La corrosión de los componentes del mecanismo es la causa principal del fallo del mecanismo de muelle. La corrosión severa en la superficie de los componentes afecta seriamente la apariencia del producto, reduce la resistencia mecánica de los componentes de transmisión y afecta el rendimiento del producto. Las causas fundamentales de la corrosión de los componentes son el material de los componentes, el diseño estructural, el proceso de fabricación y, especialmente, el tratamiento superficial de los componentes, que no pueden adaptarse a condiciones ambientales y climáticas adversas.

• Influencia de la calidad del material metálico: Los materiales comúnmente utilizados en el producto son acero, cobre, aluminio y sus aleaciones. El acero y el cobre son los materiales principales en el mecanismo. Se ha demostrado que los componentes de acero que dependen únicamente de una capa de zinc de 15 μm no pueden resistir la erosión de la humedad a largo plazo. El latón sufrirá corrosión dezincificación en un ambiente de aire húmedo, y las mangas de cobre comúnmente utilizadas en el mecanismo se llenarán de polvo generado por la corrosión dezincificación en el espacio de ajuste, impidiendo que el eje de pasador gire.

• Influencia de la estructura de diseño del producto, la estructura de los componentes y la tecnología de procesamiento: Los rodamientos de bolas pueden corroerse debido a un mal sellado, permitiendo que la humedad penetre en los rodamientos. Puede ocurrir óxido debido a la entrada de agua, condensación y acumulación de agua. Además, las grietas, esquinas muertas, ranuras, superficies rugosas de los componentes y los puntos de conexión entre los componentes son áreas propensas a la corrosión.

• Influencia de la tecnología de protección de superficies metálicas: La mayoría de los componentes del producto están recubiertos de zinc o pintura electroforética. En el proceso real de ensamblaje del mecanismo, a fin de la precisión de transmisión, a menudo se sacrifica el recubrimiento superficial, y se necesita eliminar el recubrimiento en la superficie de ajuste y la superficie de abrazadera, lo que contradice el propósito del tratamiento superficial.

Medidas para Solucionar el Problema de Corrosión del Mecanismo

Para solucionar el problema de corrosión de los componentes, los fabricantes generalmente utilizan una gran cantidad de componentes de acero inoxidable y fortalecen el sellado del interruptor y el mecanismo. Aunque el uso de acero inoxidable como material de base puede mejorar la resistencia a la corrosión, el precio del material es relativamente alto, el procesamiento de los componentes es difícil y no es fácil producir en grandes cantidades. La mayoría de los rodamientos de rodillos en las piezas estándar están hechos de acero, que no pueden cumplir con los requisitos de resistencia a la corrosión. Este método solo trata los síntomas y no la raíz del problema.

Adoptar una estructura hermética similar a la de ZW20A, sin llenar gas SF6, y utilizando una forma de aislamiento compuesto, llenando con nitrógeno limpio para proteger los componentes, es una opción más ideal.

Conclusión

En conclusión, la nueva generación de interruptores automáticos de vacío al aire libre debe adoptar aislamiento compuesto para reducir el volumen del cuerpo del interruptor y satisfacer la demanda de miniaturización. El cuerpo del interruptor y la caja del mecanismo deben sellarse por separado para facilitar el mantenimiento del mecanismo. Se debe llenar con nitrógeno limpio para proteger los componentes.