Beskyttelse av driftsmekanismen for utendørs vakuumbrytere

I de siste årene har mellomspennings vakuum brytere opplevd betydelig utvikling og oppnådd fremragende resultater, spesielt i spenningsklassen 12 kV, der vakuum brytere har en absolutt fordel. For tiden er det vanligvis fjærdriv mekanismer som er utstyrt på 12 kV utendørs vakuum brytere.

Nå til dags fokuserer utendørs vakuum bryterprodukter ofte på designet og beskyttelsen av hovedkretsen til bryteren, mens levetiden til drivmekanismen under drift blir oversett. Til slutt reflekteres hele bryterens levetid gjennom kontakters åpne- og lukkeaksjoner, og disse aksjonene realiseres gjennom drivmekanismen. Derfor spiller arbeidsytelsen, påliteligheten og kvaliteten på drivmekanismen en avgjørende rolle for bryterens arbeidsytelse og pålitelighet.

Hovedårsaker til feil i fjærdrift mekanismer

Feilmønstre og årsaker under bryteroperasjon

Under langvarig drift av bryteren inkluderer feilmønstrene for mekanismen nekt til åpning og lukking, samt ufullstendig åpning og lukking. De hovedårsakene er følgende: skader på bryterkomponenter og mekanisme, korrosjon av bryterkomponenter og mekanisme, kvaliteten på montering mellom mekanisme og bryter, samt feil i sekundære elektriske komponenter.

• Årsaker til komponentskader: For det første er styrken på komponentene utilstrekkelig under designprosessen. For det andre finnes det misshandlinger fra operatører. For det tredje reduseres styrken på komponentene på grunn av korrosjon.

• Komponentkorrosjon: Korrosjon av bryter- og mekanisk komponenter fører til at komponenter fastner, noe som øker systemmotstanden. I et korrodert tilstand kan åpne- og lukkeoperasjonskrefter ved bryterens levering ikke møte de nødvendige åpne- og lukkeoperasjonskrefter, noe som resulterer i ufullstendig åpning og lukking. Spesielt vil reset torsjonsfjærer eller straffjærer, som er mye brukt i fjærdrift mekanismer, mislykkes på grunn av korrosjon, noe som fører til at mekanismen mislykkes.

• Monteringskvalitet: Monteringskvaliteten av mekanisme og bryter, hovedsakelig om fastsettingselementer er pålitelig fastsatt og om bryteren er riktig justert, vil påvirke bryterens drift.

• Feil i sekundære elektriske komponenter: Reiseswitcher, hjelpeswitcher og terminalblokker brukt i fjærdrift mekanismer. Hvis kvaliteten på noen av disse komponentene er dårlig eller kontakt er ureliable, vil dette påvirke bryterens normale drift og signaloverføring, og kan endda føre til andre uhell. I tillegg til å selv bli korrodert av fukt, kan sekundære komponenter også mislykkes med å skifte normalt på grunn av korrosjon av mekanisk komponenter og fastsettelser, noe som fører til motorbrenning eller trip enhet.

Fra den ovennevnte analysen, påvirker korrosjonsproblemet med mekanismen tre av de fire hovedårsakene. Korrosjonsproblemet med mekanismen er den viktigste faktoren som påvirker bryterens lange levetid og høy pålitelighet.

Hovedårsaker til mekanisk korrosjon

Korrosjon av mekaniske komponenter er den hovedårsaken til fiasko av fjærdrift mekanismer. Alvorlig korrosjon på overflaten av komponentene påvirker alvorlig produktets utseende, reduserer mekanisk styrke på overføringskomponenter, og påvirker produktets yteevne. De fundamentale årsakene til komponentkorrosjon er materialer, konstruksjonsdesign, produksjonsprosess, og spesielt overflatebehandling av komponenter, som ikke kan tilpasse seg tøffe miljø- og klimaforhold.

• Påvirkning av metallmaterialkvalitet: Vanlige materialer i produktet er stål, kobber, aluminium og deres legeringer. Stål og kobber er de hovedmaterialene i mekanismen. Det er bevist at stålkomponenter som kun støttes av et 15 μm sinkbelag kan ikke motstå erosjon av fukt over lengre tid. Messing vil oppleve dezinkningskorrosjon i et fuktig luftmiljø, og de vanlige kobberslanger som brukes i mekanismen vil fylles med pulver generert av dezinkningskorrosjon i passningskløften, slik at pinassen ikke kan rotere.

• Påvirkning av produktets designstruktur, komponentstruktur og bearbeidningsteknologi: Kullegninger kan korrodere på grunn av dårlig tettning, som tillater fukt å trenge inn i kulleggingene. Rust kan oppstå på grunn av vanninntrenging, kondensering og vannakkumulasjon. I tillegg er hull, døde hjørner, grover, ru overflater av komponenter, og koblingspunkter mellom komponenter alle områder som er utsatt for korrosjon.

• Påvirkning av metalls overflatebeskyttelses teknologi: De fleste av produktets komponenter er belagt med sink eller elektroforetisk maling. I den faktiske mekaniske monteringsprosessen, for skyld av overføringsnøyaktighet, offeres ofte overflatebelaget, og belaget på passningsflaten og knepingen må fjernes, noe som står i motsats til formålet med overflatebehandling.

Tiltak for å løse problemet med mekanisk korrosjon

For å løse problemet med komponentkorrosjon bruker produsenter vanligvis mange rustfrie stålkomponenter og forsterker tettningen av bryteren og mekanismen. Selv om bruk av rustfritt stål som råmateriale kan forbedre korrosjonsbestandheten, er materialeprisen relativt høy, behandlingen av komponenter er vanskelig, og det er ikke lett å produsere i store mengder. De fleste av standarddelene i kulleggingene er laget av stål, som ikke kan møte kravene til korrosjonsbestandhet. Dette metoden behandler bare symptomer snarere enn årsaken.

Å adoptere en lufttett struktur lik ZW20A, uten å fylle SF6 gass, og bruke en kombinert isolasjonsform, fyllt med ren nitrogen for å beskytte komponentene, er et mer ideelt valg.

Konklusjon

Konklusivt sett bør den nye generasjonen av utendørs vakuum brytere bruke kombinert isolasjon for å redusere volumet av bryterhovedet og møte etterspørselen etter miniaturisering. Bryterhovedet og mekanismeboksen skal være separat tettet for å forenkle vedlikehold av mekanismen. Ren nitrogen skal fylles for å beskytte komponentene.