Zaštita mehanizma rada spoljašnjih vakuumskih prekidača

U poslednjih nekoliko godina, srednje-naponski vakuumski prekidači su doživeli značajan razvoj i postigli izuzetne rezultate, posebno u klasi napona od 12 kV, gde vakuumski prekidači imaju apsolutnu prednost. Trenutno, operativni mehanizmi koji se najčešće koriste sa vanjskim vakuumskim prekidačima na 12 kV uglavnom su mjenjači na oprugu.

Trenutno, proizvodi vanjskih vakuumskih prekidača često fokusiraju na dizajn i zaštitu glavnog kruga prekidača, zanemarujući životnu vreme operativnog mehanizma tijekom rada. Konačno, cijelo životno vreme prekidača odbija se u otvarajućim i zatvarajućim radnjama kontakata, a te radnje ostvaruju se kroz operativni mehanizam. Stoga, radno ispunjavanje, pouzdanost i kvaliteta operativnog mehanizma igraju ključnu ulogu u radnim karakteristikama i pouzdanosti prekidača.

Glavni uzroci neispravnosti mjenjača na oprugu

Načini neispravnosti i uzroci tijekom rada prekidača

Tijekom dugotrajnog rada prekidača, načini neispravnosti mehanizma uključuju odbijanje otvaranja i zatvaranja mehanizma, kao i nepotpuno otvaranje i zatvaranje. Glavni uzroci su sljedeći: oštećenje komponenti prekidača i mehanizma, korozija komponenti prekidača i mehanizma, kvaliteta montaže između mehanizma i prekidača, te greške u sekundarnim električnim komponentama.

• Uzroci oštećenja komponenti: Prvo, jakost komponenti je nedovoljna tijekom procesa dizajna. Drugo, postoje pogrešne operacije operatera. Treće, jakost komponenti se smanjuje zbog korozije.

• Korozija komponenti: Korozija komponenti prekidača i mehanizma dovodi do zaključavanja komponenti, što povećava otpor sustava. U stanju korozije, otvarajuće i zatvarajuće sile prekidača pri izlasku iz tvornice ne mogu ispuniti potrebne otvarajuće i zatvarajuće sile prekidača, što rezultira nepotpunim otvaranjem i zatvaranjem. Posebno, resetni savijaci ili vratna opruga široko korišteni u mjenjaču na oprugu mogu propasti zbog korozije, što dovodi do neispravnosti mehanizma.

• Kvaliteta montaže: Kvaliteta montaže mehanizma i prekidača, uključujući da li su fiksne komponente pouzdano fiksirane i da li je prekidač pravilno podešen, utiče na rad prekidača.

• Greške u sekundarnim električnim komponentama: Putni prekidači, pomoćni prekidači i terminalne kolone korišteni u mjenjaču na oprugu. Ako je kvaliteta bilo koje od ovih komponenti loša ili kontakt nije pouzdan, to će utjecati na normalni rad prekidača i prijenos signala, te može dovesti čak i do drugih nesreća. Osim što same sekundarne komponente mogu biti podmokle, one također mogu neispravno prebacivati zbog korozije komponenti mehanizma i zaključavanja pokreta mehanizma, što dovodi do spaljenja motora ili skoknog uređaja.

Iz gore navedene analize, među četiri glavna uzroka, problem korozije mehanizma utiče na tri od njih. Problem korozije mehanizma je glavni faktor koji utiče na dug životni vijek i visoku pouzdanost prekidača.

Glavni uzroci korozije mehanizma

Korozija komponenti mehanizma je glavni uzrok neispravnosti mjenjača na oprugu. Što je korozija komponenti na površini komponenti, to je ozbiljan uticaj na izgled proizvoda, smanjuje mehaničku čvrstoću prenosnih komponenti i utiče na performanse proizvoda. Temeljni uzroci korozije komponenti su materijal komponenti, strukturni dizajn, proizvodni proces, a posebno površinska obrada komponenti, koja se ne može prilagoditi teškim okružnim i klimatskim uslovima.

• Utjecaj kvalitete metala: Uobičajeni materijali u proizvodu su čelik, bakar, aluminijum i njihovi leguri. Čelik i bakar su glavni materijali u mehanizmu. Dovedeno je do izražaja da komponenti od čelika koje se oslanjaju samo na sloj cinka debljine 15 μm ne mogu dugoročno odoljeti eroziji vlage. Bakar će doživjeti dezincifikacijsku koroziju u vlažnoj atmosferi, a bakrene buše često korištene u mehanizmu biće ispunjene prahom generisanim dezincifikacijom u fitrazmacu, što će omogućiti pinu da se ne može vrtiti.

• Utjecaj dizajna strukture proizvoda, strukture komponenti i obradnog procesa: Lošeg sigurnosnog zatvaranja loptastih ležnji može dovesti do korozije, što dopušta penetraciju vlage u ležnje. Mogu nastati ružice zbog penetracije vode, kondenzacije i akumulacije vode. Također, praznine, mrtve kutove, grobove, grubu površinu komponenti, te tačke vezivanja između komponenti su sve područje podložno koroziji.

• Utjecaj tehnologije zaštitne površinske obrade metala: Većina komponenti proizvoda je pokrivena cinkom ili elektroforetskom bojom. U stvarnom procesu montaže mehanizma, radi preciznosti prenosa, često se kompromituje površinska obrada, i potrebno je ukloniti površinsku obradu sa površine prilaganja i površine savijanja, što je u suprotnosti sa svrhom površinske obrade.

Mere za rešavanje problema korozije mehanizma

Da bi se rešio problem korozije komponenti, proizvođači obično koriste veliki broj komponenti od nerjestave čelike i jačaju zatvaranje prekidača i mehanizma. Iako upotreba nerjestave čelike kao sirovinskog materijala može poboljšati odoljivost koroziji, cena materijala je relativno visoka, obrada komponenti je teška, i teško ih je proizvoditi u velikim količinama. Većina standardnih valjkastih ležnji proizvedena je od čelika, što ne može zadovoljiti zahtjeve za odoljivost koroziji. Ova metoda leči samo simptome, a ne uzrok.

Uvođenje hermetičke strukture slične ZW20A, bez punjenja SF6 gasa, i korištenje kompozitne oblikovanja izolacije, punjenjem čistim dušikom za zaštitu komponenti, predstavlja bolju opciju.

Zaključak

Zaključno, nova generacija vanjskih vakuumskih prekidača trebalo bi da koristi kompozitnu izolaciju kako bi smanjila volumen tela prekidača i zadovoljila potrebu za miniaturizacijom. Telo prekidača i kutija mehanizma trebalo bi da budu posebno zatvoreni kako bi se olakšao održavanje mehanizma. Trebalo bi da se puni čist dušik za zaštitu komponenti.