Skydd av driftmekanismen för utomhusvakuumbrytare

Under de senaste åren har medelspänningsvakuumkretsutsläggare upplevt betydande utveckling och uppnått imponerande resultat, särskilt i spänningklassen 12 kV, där vakuumparallellbrytare har en absolut fördel. För närvarande är det vanligt att 12 kV-utomhusvakuumparallellbrytare är utrustade med fjädertjänstverk.

Nuväsende utomhusvakuumparallellbrytare fokuserar ofta på design och skydd av brytarens huvudkrets samtidigt som de ignorerar tjänstlivet för tjänstverket under drift. Slutligen återspeglas hela brytarens tjänstliv i öppnings- och stängningsåtgärder, och dessa åtgärder genomförs via tjänstverket. Därför spelar tjänstverkets funktionsförmåga, tillförlitlighet och kvalitet en avgörande roll för brytarens prestanda och tillförlitlighet.

Huvudsakliga orsaker till fel hos fjädertjänstverk

Felmodeller och orsaker under brytardrift

Under långsiktig drift av brytaren inkluderar felmodellerna för mekanismen nekad öppning och stängning samt ofullständig öppning och stängning. De huvudsakliga orsakerna är följande: skador på komponenter i brytaren och mekanismen, korrosion av komponenter i brytaren och mekanismen, kvaliteten på montering mellan mekanism och brytare, samt fel på sekundära elektriska komponenter.

• Orsaker till komponentskador: För det första är komponenternas styrka otillräcklig under designprocessen. För det andra finns det felaktiga operationer av operatörer. För det tredje minskar komponenternas styrka på grund av korrosion.

• Komponentkorrosion: Korrosion av komponenter i brytaren och mekanismen leder till fastsittande av komponenter, vilket ökar systemets motstånd. I ett korroderat tillstånd kan inte brytarens öppnings- och stängningskraft vid leverans möta den nödvändiga öppnings- och stängningskraften för brytaren, vilket resulterar i ofullständig öppning och stängning. Särskilt sett kommer de återställande vringspränger eller dragfjäderna som ofta används i fjädertjänstverket att misslyckas på grund av korrosion, vilket leder till att mekanismen misslyckas.

• Monteringskvalitet: Monteringskvaliteten av mekanism och brytare, inklusive om fasta komponenter är pålitligt fastnådda och om brytaren är korrekt justerad, påverkar brytarens drift.

• Fel på sekundära elektriska komponenter: Resebrytare, hjälpbrytare och terminalblock som används i fjädertjänstverket. Om kvaliteten på någon av dessa komponenter är dålig eller kontakt är opålitlig, påverkar det brytarens normala drift och signalöverföring, och kan till och med leda till andra olyckor. Utöver att bli korroderade av fukt själva kan sekundära komponenter också misslyckas att växla normalt på grund av korrosion av mekanismkomponenter och fastsittande av mekanisk rörelse, vilket leder till uppbränd motor eller utlösare.

Från denna analys påverkar korrosionsproblemet med mekanismen tre av de fyra huvudsakliga orsakerna. Mekanismens korrosionsproblem är den huvudsakliga faktorn som påverkar brytarens långa livslängd och höga tillförlitlighet.

Huvudsakliga orsaker till mekanismens korrosion

Korrosion av mekanismkomponenter är den huvudsakliga orsaken till misslyckandet av fjädertjänstverket. Allvarlig korrosion på komponenternas yta påverkar allvarligt produkten, minskar den mekaniska styrkan hos överföringskomponenterna och påverkar produktens prestanda. De grundläggande orsakerna till komponentkorrosion är komponenternas material, strukturell design, tillverkningsprocess och särskilt komponenternas ytbehandling, som inte kan anpassa sig till hårda miljö- och klimatförhållanden.

• Påverkan av metallmaterialens kvalitet: De vanligt förekommande materialen i produkten är stål, koppar, aluminium och deras legeringar. Stål och koppar är de huvudsakliga materialen i mekanismen. Det har visat sig att stålkomponenter som bara litar på en 15 μm zinkbeläggning inte kan motstå fuktens erosion under lång tid. Messing genomgår dezinkering i en fuktig luftmiljö, och de vanligt förekommande kopparmuffarna i mekanismen fylls med pulver genererat av dezinkering i passningsklara, vilket gör att axeln inte kan rotera.

• Påverkan av produktdesign, komponentstruktur och bearbetningsteknik: Kugghjul kan korrodera på grund av dålig täthet, vilket tillåter fukt att tränga in i kugghjulen. Rost kan uppstå på grund av vatteninträngning, kondensation och vattenackumulering. Dessutom är gap, döda hörn, kanaler, råa ytor på komponenter och anslutningspunkter mellan komponenter alla områden som är benägna för korrosion.

• Påverkan av metallytskyddsteknik: De flesta av produkten komponenter är belagda med zink eller elektroforser. Under den faktiska mekanismens monteringsprocess offras oftast ytbeläggningen för transmissionens precision, och beläggningen på passningsytan och knytnätsytan måste tas bort, vilket motsäger syftet med ytbearbetning.

Åtgärder för att lösa problemet med mekanismens korrosion

För att lösa problemet med komponentkorrosion använder tillverkare vanligtvis en stor mängd rostfria stålkomponenter och förstärker tätheten av brytaren och mekanismen. Även om användning av rostfritt stål som råmaterial kan förbättra korrosionsbeständigheten, är materialpriset relativt högt, bearbetningen av komponenterna är svår, och det är inte lätt att producera i stora mängder. De flesta av standarddelarnas rullager är gjorda av stål, vilket inte uppfyller kraven på korrosionsbeständighet. Denna metod behandlar endast symptom snarare än orsaken.

Att anta en tätt sluten struktur liknar ZW20A, utan att fylla SF6-gas, och använda en kombinerad isolationsform, fylla med rent kväve för att skydda komponenterna är en mer ideal val.

Slutsats

Sammanfattningsvis bör den nya generationen av utomhusvakuumparallellbrytare använda kombinerad isolering för att minska brytarkroppens volym och möta efterfrågan på miniaturisering. Brytarkroppen och mekanismboxen bör vara separat täta för att underlätta mekanismens underhåll. Rent kväve bör fyllas för att skydda komponenterna.