حفاظ بر مکانیسم عملکرد دستکش‌های برق خلاء خارج از ساختمان

در سال‌های اخیر، شیرکننده‌های خلاء با ولتاژ متوسط به ترقی قابل توجهی دست یافته و نتایج برجسته‌ای کسب کرده‌اند، به ویژه در رده ولتاژ ۱۲ kV که شیرکننده‌های خلاء مزیت مطلقی دارند. در حال حاضر، مکانیزم‌های عملیاتی که معمولاً با شیرکننده‌های خلاء بیرون از ساختمان ۱۲ kV تجهیز می‌شوند، عمدتاً مکانیزم‌های عملیاتی فنری هستند.

در حال حاضر، محصولات شیرکننده خلاء بیرون از ساختمان غالباً روی طراحی و محافظت از مدار اصلی شیرکننده تمرکز دارند و عمر مفید مکانیزم عملیاتی را در زمان عملکرد نادیده می‌گیرند. در نهایت، عمر مفید کلی شیرکننده در عملیات باز و بسته شدن تماس‌ها منعکس می‌شود و این عملیات از طریق مکانیزم عملیاتی انجام می‌شوند. بنابراین، عملکرد کاری، قابلیت اطمینان و کیفیت مکانیزم عملیاتی نقش مهمی در عملکرد کاری و قابلیت اطمینان شیرکننده دارند.

دلایل اصلی خرابی مکانیزم فنری

حالت‌ها و دلایل خرابی در طول عملکرد شیرکننده

در طول عملکرد طولانی شیرکننده، حالت‌های خرابی مکانیزم شامل عدم پاسخگویی مکانیزم برای باز و بسته شدن و باز و بسته شدن ناقص است. دلایل اصلی عبارتند از: خرابی قطعات شیرکننده و مکانیزم، فرسودگی قطعات شیرکننده و مکانیزم، کیفیت مونتاژ بین مکانیزم و شیرکننده و خرابی قطعات الکتریکی ثانویه.

• دلایل خرابی قطعات: ابتدا، قوت قطعات در فرآیند طراحی کافی نیست. ثانیاً، عملیات غیرصحیح توسط اپراتورها وجود دارد. ثالثاً، قوت قطعات به دلیل فرسودگی کاهش می‌یابد.

• فرسودگی قطعات: فرسودگی قطعات شیرکننده و مکانیزم منجر به گیر کردن قطعات می‌شود که مقاومت سیستم را افزایش می‌دهد. در حالت فرسودگی، نیروهای باز و بسته شدن شیرکننده در زمان تحویل از کارخانه نمی‌توانند نیروهای لازم برای باز و بسته شدن شیرکننده را برآورده کنند، که منجر به باز و بسته شدن ناقص می‌شود. به ویژه، فنرهای چرخشی یا کششی که به طور گسترده در مکانیزم فنری استفاده می‌شوند به دلیل فرسودگی خراب می‌شوند و موجب خرابی مکانیزم می‌شوند.

• کیفیت مونتاژ: کیفیت مونتاژ بین مکانیزم و شیرکننده، عمدتاً شامل اینکه آیا قطعات چسبنده به صورت قابل اعتماد چسبیده‌اند و آیا شیرکننده به درستی تنظیم شده‌است، تأثیری بر عملکرد شیرکننده دارد.

• خرابی قطعات الکتریکی ثانویه: سوئیچ‌های حرکتی، سوئیچ‌های کمکی و بلاک‌های انتهایی که در مکانیزم فنری استفاده می‌شوند. اگر کیفیت هر یک از این قطعات ضعیف باشد یا تماس آنها قابل اعتماد نباشد، تأثیری بر عملکرد عادی شیرکننده و انتقال سیگنال‌ها دارد و حتی ممکن است منجر به حوادث دیگری شود. علاوه بر اینکه خود قطعات ثانویه توسط رطوبت فرسوده می‌شوند، ممکن است به دلیل فرسودگی قطعات مکانیزم و گیر کردن حرکت مکانیزم قادر به تغییر حالت عادی نباشند، که موجب سوزاندن موتور یا دستگاه قطع می‌شود.

از تحلیل فوق، در بین چهار دلیل اصلی، مشکل فرسودگی مکانیزم سه تا از آنها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مشکل فرسودگی مکانیزم عامل اصلی تأثیرگذار بر عمر مفید طولانی و قابلیت اطمینان بالای شیرکننده است.

دلایل اصلی فرسودگی مکانیزم

فرسودگی قطعات مکانیزم عامل اصلی خرابی مکانیزم فنری است. فرسودگی شدید روی سطح قطعات به طور جدی ظاهر محصول را تحت تأثیر قرار می‌دهد، قوت مکانیکی قطعات انتقالی را کاهش می‌دهد و عملکرد محصول را تحت تأثیر قرار می‌دهد. دلایل اساسی فرسودگی قطعات شامل مواد قطعات، طراحی ساختاری، فرآیند تولید و به ویژه پوشش سطحی قطعات است که قادر به انطباق با شرایط محیطی و اقلیمی سخت نیست.

• تأثیر کیفیت مواد فلزی: مواد معمول در محصول شامل فولاد، مس، آلومینیوم و آلیاژهای آنها است. فولاد و مس مواد اصلی در مکانیزم هستند. ثابت شده است که قطعات فولادی که فقط به یک لایه رویکاری ۱۵ μm متکی هستند نمی‌توانند به طولانی بر ضد فرسودگی رطوبت مقاومت کنند. برنج در محیط هوای مرطوب فرسودگی دزنینگ می‌کند و محفظه‌های مسی معمول در مکانیزم با پودر تولید شده از فرسودگی دزنینگ در فضای تناسب پر می‌شوند که موجب می‌شود محور پین قادر به چرخش نباشد.

• تأثیر طراحی ساختار محصول، ساختار قطعات و فناوری پردازش: لرزه‌گیرهای کروی ممکن است به دلیل ختم کردن ضعیف فرسوده شوند که اجازه می‌دهد رطوبت به داخل لرزه‌گیرها نفوذ کند. ریزش ممکن است به دلیل ورود آب، تكثيف و انباشت آب رخ دهد. علاوه بر این، شکاف‌ها، گوشه‌های مرده، لای‌ها، سطوح خشن قطعات و نقاط اتصال بین قطعات همه مناطقی هستند که مستعد فرسودگی هستند.

• تأثیر فناوری محافظت سطح فلزی: بیشتر قطعات محصول با رویکاری روی یا رنگ الکتروفورتیک پوشانده شده‌اند. در فرآیند مونتاژ واقعی مکانیزم، به منظور دقت انتقال، معمولاً از پوشش سطحی کاسته می‌شود و پوشش روی سطح تناسب و سطح ضربه باید حذف شود که با هدف پوشش سطحی در تضاد است.

روش‌های حل مشکل فرسودگی مکانیزم

برای حل مشکل فرسودگی قطعات، تولیدکنندگان معمولاً از تعداد زیادی قطعات فولاد ضدزنگ استفاده می‌کنند و ختم کردن شیرکننده و مکانیزم را تقویت می‌کنند. اگرچه استفاده از فولاد ضدزنگ به عنوان مواد اولیه می‌تواند مقاومت در برابر فرسودگی را افزایش دهد، قیمت مواد نسبتاً بالاست، پردازش قطعات سخت است و تولید انبوه آسان نیست. بیشتر لرزه‌گیرهای لوله‌ای در قطعات استاندارد از فولاد ساخته شده‌اند که نمی‌تواند نیازهای مقاومت در برابر فرسودگی را برآورده کند. این روش فقط علائم را درمان می‌کند و نه علت اصلی.

استفاده از ساختار ختم کردن مشابه ZW20A بدون پر کردن گاز SF6 و استفاده از فرم عایق‌بندی ترکیبی و پر کردن با نیتروژن پاک برای محافظت از قطعات یک انتخاب ایده‌آل‌تر است.

نتیجه‌گیری

به طور خلاصه، نسل جدید شیرکننده‌های خلاء بیرون از ساختمان باید از عایق‌بندی ترکیبی برای کاهش حجم بدنه شیرکننده و برآورده کردن نیاز به کوچک‌سازی استفاده کند. بدنه شیرکننده و جعبه مکانیزم باید جداگانه ختم شوند تا تعمیر و نگهداری مکانیزم تسهیل شود. باید نیتروژن پاک پر شود تا قطعات محافظت شوند.