Protección do mecanismo de funcionamento dos interruptores de vacío ao aire libre

Nos últimos anos, os interruptores de corrente de vácuo de média tensión experimentaron un desenvolvemento substancial e lograron resultados remarcables, especialmente na clase de tensión de 12 kV, onde os interruptores de corrente de vácuo teñen unha vantaxe absoluta. Actualmente, os mecanismos de manobra comúnmente equipados con interruptores de corrente de vácuo exteriores de 12 kV son en maioría mecanismos de mola.

Actualmente, os produtos de interruptores de corrente de vácuo exteriores suelen centrarse no deseño e protección do circuito principal do interruptor, deixando de banda a vida útil do mecanismo de manobra durante a operación. Ao final, toda a vida útil do interruptor reflicte nas accións de abertura e pechado dos contactos, e estas accións realizanse a través do mecanismo de manobra. Polo tanto, o rendemento, fiabilidade e calidade do mecanismo de manobra xogan un papel crucial no rendemento e fiabilidade do interruptor.

Causas Principais da Fallo do Mecanismo de Mola

Modos de Fallo e Causas Durante a Operación do Interruptor

Durante a operación a longo prazo do interruptor, os modos de fallo do mecanismo inclúen a recusa do mecanismo de abrir e pechar, así como a abertura e pechado incompletas. As causas principais son as seguintes: danos nos compoñentes do interruptor e do mecanismo, corrosión dos compoñentes do interruptor e do mecanismo, a calidade da montaxe entre o mecanismo e o interruptor, e fallos nos compoñentes eléctricos secundarios.

• Razóns do dano dos compoñentes: En primeiro lugar, a resistencia dos compoñentes é insuficiente durante o proceso de deseño. En segundo lugar, hai operacións incorrectas por parte dos operadores. En terceiro lugar, a resistencia dos compoñentes diminúe debido á corrosión.

• Corrosión dos compoñentes: A corrosión dos compoñentes do interruptor e do mecanismo leva ao bloqueo dos compoñentes, que aumenta a resistencia do sistema. Neste estado corroído, as forzas de operación de abertura e pechado do interruptor cando saí da fabrica non poden satisfacer as forzas de operación de abertura e pechado requeridas, resultando en abertura e pechado incompletos. Especialmente, as molas de torsión de reinicio ou molas de tracción amplamente utilizadas no mecanismo de mola fallarán debido á corrosión, provocando a malfuncionamento do mecanismo.

• Calidade da montaxe: A calidade da montaxe do mecanismo e do interruptor, principalmente se os compoñentes de fixación están correctamente apertados e se o interruptor está adequadamente axustado, afectará a operación do interruptor.

• Fallos nos compoñentes eléctricos secundarios: Os interruptores de viaxe, interruptores auxiliares e bloques de terminais utilizados no mecanismo de mola. Se a calidade de calquera destes compoñentes é pobre ou o contacto é inseguro, afectará a operación normal do interruptor e a transmisión de sinais, e incluso pode levar a outros accidentes. Ademais de ser corroídos pola humidade, os compoñentes secundarios tamén poden fallar na conmutación normal debido á corrosión dos compoñentes do mecanismo e ao bloqueo do movemento do mecanismo, resultando no sobrecalentamento do motor ou do dispositivo de disparo.

A partir desta análise, das catro causas principais, o problema de corrosión do mecanismo afecta tres delles. O problema de corrosión do mecanismo é o factor principal que afecta a longa vida útil e alta fiabilidade do interruptor.

Causas Principais da Corrosión do Mecanismo

A corrosión dos compoñentes do mecanismo é a causa principal da fallo do mecanismo de mola. A corrosión grave na superficie dos compoñentes afecta seriamente a apariencia do produto, reduce a resistencia mecánica dos compoñentes de transmisión e afecta o rendemento do produto. As causas fundamentais da corrosión dos compoñentes son o material dos compoñentes, o deseño estrutural, o proceso de fabricación e, especialmente, o tratamento superficial dos compoñentes, que non se adaptan ás condicións ambientais e climáticas adversas.

• Influencia da calidade do material metálico: Os materiais comúnmente utilizados no produto son acero, cobre, aluminio e súas ligas. O acero e o cobre son os materiais principais no mecanismo. Probase que os compoñentes de acero que dependen só dunha capa de zinco de 15 μm non poden resistir a erosión da humidade a longo prazo. O latón sofrerá corrosión dezincificación nun ambiente de aire húmido, e as mangas de cobre comúnmente utilizadas no mecanismo estarán cheas de polvo xerado pola corrosión dezincificación, facendo que o eixe de pivote non poida xirar.

• Influencia do deseño estrutural do produto, estrutura dos compoñentes e tecnoloxía de procesado: Os rodamientos de bolas poden corroerse debido a un selo deficiente, permitindo que a humidade penetre nos rodamientos. Pode ocorrer ferralla debido á entrada de auga, condensación e acumulación de auga. Ademais, as fendas, cantos mortos, ranuras, superficies rugosas dos compoñentes e os puntos de conexión entre os compoñentes son todas áreas propensas á corrosión.

• Influencia da tecnoloxía de protección da superficie metálica: A maioría dos compoñentes do produto están revestidos con zinco ou pintura electroforética. No proceso real de montaxe do mecanismo, para obter precisión de transmisión, adoita sacrificar o revestimento superficial, e é necesario eliminar o revestimento na superficie de emparellamiento e na superficie de prensado, o que contradiz o propósito do tratamento superficial.

Medidas para Solucionar o Problema de Corrosión do Mecanismo

Para solucionar o problema de corrosión dos compoñentes, os fabricantes adoitan utilizar un gran número de compoñentes de acero inoxidable e reforzar o hermetismo do interruptor e do mecanismo. Aínda que o uso de acero inoxidable como material bruto pode mellorar a resistencia á corrosión, o prezo do material é relativamente alto, o procesado dos compoñentes é difícil e non é fácil producir en grandes cantidades. A maioría dos rodamientos de rodillos en pezas estándar están feitos de acero, que non pode cumprir os requisitos de resistencia á corrosión. Este método só trata os síntomas e non a raíz do problema.

Adoptar unha estrutura hermética semellante á de ZW20A, sen rellenar gas SF6, e usar unha forma de aislamento composto, rellenando con nitróxeno limpo para protexer os compoñentes, é unha opción máis ideal.

Conclusión

En conclusión, a nova xeración de interruptores de corrente de vácuo exteriores debe adoptar aisolamento composto para reducir o volume do corpo do interruptor e satisfacer a demanda de miniaturización. O corpo do interruptor e a caixa do mecanismo deben ser selados separadamente para facilitar a manutención do mecanismo. Debe rellenarse con nitróxeno limpo para protexer os compoñentes.