Bảo vệ cơ chế hoạt động của cầu chì chân không ngoài trời

Trong những năm gần đây, các thiết bị cắt điện chân không trung áp đã chứng kiến sự phát triển đáng kể và đạt được kết quả đáng chú ý, đặc biệt là ở mức điện áp 12 kV, nơi mà các thiết bị cắt điện chân không có ưu thế tuyệt đối. Hiện nay, cơ cấu vận hành thường được trang bị cho các thiết bị cắt điện chân không ngoài trời 12 kV chủ yếu là cơ cấu vận hành lò xo.

Hiện tại, các sản phẩm thiết bị cắt điện chân không ngoài trời thường tập trung vào thiết kế và bảo vệ mạch chính của thiết bị cắt điện mà bỏ qua tuổi thọ của cơ cấu vận hành trong quá trình hoạt động. Cuối cùng, toàn bộ tuổi thọ của thiết bị cắt điện được phản ánh qua các hành động đóng và mở của tiếp điểm, và các hành động này được thực hiện thông qua cơ cấu vận hành. Do đó, hiệu suất làm việc, độ tin cậy và chất lượng của cơ cấu vận hành đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất làm việc và độ tin cậy của thiết bị cắt điện.

Nguyên Nhân Chính Của Sự Hỏng Hóc Cơ Cấu Lò Xo

Các Chế Độ Hỏng Hóc Và Nguyên Nhân Trong Quá Trình Hoạt Động Của Thiết Bị Cắt Điện

Trong quá trình hoạt động lâu dài của thiết bị cắt điện, các chế độ hỏng hóc của cơ cấu bao gồm sự từ chối đóng và mở của cơ cấu, cũng như việc đóng và mở không hoàn chỉnh. Các nguyên nhân chính là như sau: hư hỏng các bộ phận của thiết bị cắt điện và cơ cấu, ăn mòn các bộ phận của thiết bị cắt điện và cơ cấu, chất lượng lắp ráp giữa cơ cấu và thiết bị cắt điện, và sự cố của các thành phần điện thứ cấp.

• Nguyên nhân gây hư hỏng bộ phận: Thứ nhất, sức mạnh của các bộ phận không đủ trong quá trình thiết kế. Thứ hai, có các lỗi thao tác của người vận hành. Thứ ba, sức mạnh của các bộ phận giảm do ăn mòn.

• Ăn mòn bộ phận: Ăn mòn các bộ phận của thiết bị cắt điện và cơ cấu dẫn đến kẹt các bộ phận, làm tăng sức cản của hệ thống. Trong trạng thái bị ăn mòn, lực đóng và mở của thiết bị cắt điện khi xuất xưởng không thể đáp ứng yêu cầu về lực đóng và mở của thiết bị cắt điện, dẫn đến việc đóng và mở không hoàn chỉnh. Đặc biệt, các lò xo xoắn hoặc lò xo kéo được sử dụng rộng rãi trong cơ cấu vận hành lò xo sẽ hỏng do ăn mòn, khiến cơ cấu bị hỏng.

• Chất lượng lắp ráp: Chất lượng lắp ráp của cơ cấu và thiết bị cắt điện, chủ yếu bao gồm việc các bộ phận cố định có được cố định chắc chắn hay không và thiết bị cắt điện có được điều chỉnh đúng cách hay không, sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị cắt điện.

• Sự cố của các thành phần điện thứ cấp: Các công tắc hành trình, công tắc phụ trợ và bảng đấu nối được sử dụng trong cơ cấu vận hành lò xo. Nếu chất lượng của bất kỳ thành phần nào trong số này kém hoặc tiếp xúc không đáng tin cậy, nó sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị cắt điện và truyền tín hiệu, và thậm chí có thể dẫn đến tai nạn khác. Ngoài việc bị ăn mòn do độ ẩm, các thành phần thứ cấp cũng có thể không chuyển đổi bình thường do ăn mòn các bộ phận cơ cấu và kẹt chuyển động của cơ cấu, dẫn đến cháy mô tơ hoặc thiết bị nhảy.

Từ phân tích trên, trong bốn nguyên nhân chính, vấn đề ăn mòn của cơ cấu ảnh hưởng đến ba trong số chúng. Vấn đề ăn mòn của cơ cấu là yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ dài và độ tin cậy cao của thiết bị cắt điện.

Nguyên Nhân Chính Của Sự Ăn Mòn Cơ Cấu

Ăn mòn các bộ phận cơ cấu là nguyên nhân chính gây hỏng cơ cấu vận hành lò xo. Sự ăn mòn nghiêm trọng trên bề mặt các bộ phận ảnh hưởng nghiêm trọng đến ngoại hình của sản phẩm, giảm sức mạnh cơ học của các bộ phận truyền động, và ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm. Các nguyên nhân cơ bản của sự ăn mòn bộ phận là vật liệu của bộ phận, thiết kế cấu trúc, quy trình sản xuất, và đặc biệt là xử lý bề mặt của bộ phận, không thể thích nghi với điều kiện môi trường và khí hậu khắc nghiệt.

• Tác động của chất lượng vật liệu kim loại: Các vật liệu thường được sử dụng trong sản phẩm là thép, đồng, nhôm và hợp kim của chúng. Thép và đồng là các vật liệu chính trong cơ cấu. Đã được chứng minh rằng các bộ phận thép chỉ dựa vào lớp mạ kẽm 15 μm không thể chống lại sự ăn mòn của độ ẩm trong thời gian dài. Đồng thau sẽ bị ăn mòn do mất kẽm trong môi trường không khí ẩm, và các ống đồng thường được sử dụng trong cơ cấu sẽ bị đầy bột do ăn mòn mất kẽm trong khoảng cách khớp, khiến trục chốt không thể quay.

• Tác động của thiết kế cấu trúc sản phẩm, cấu trúc bộ phận và công nghệ gia công: Các ổ bi có thể bị ăn mòn do niêm phong kém, cho phép độ ẩm xâm nhập vào ổ bi. Gỉ sét có thể xảy ra do nước xâm nhập, ngưng tụ và tích tụ nước. Ngoài ra, các khe hở, góc chết, rãnh, bề mặt gồ ghề của các bộ phận, và các điểm nối giữa các bộ phận đều là các khu vực dễ bị ăn mòn.

• Tác động của công nghệ bảo vệ bề mặt kim loại: Hầu hết các bộ phận của sản phẩm được phủ kẽm hoặc sơn điện phân. Trong quá trình lắp ráp cơ cấu thực tế, vì mục đích chính xác truyền động, lớp phủ bề mặt thường bị hy sinh, và lớp phủ trên bề mặt khớp và bề mặt khóa cần được loại bỏ, điều này trái ngược với mục đích của xử lý bề mặt.

Các Biện Pháp Để Giải Quyết Vấn Đề Ăn Mòn Cơ Cấu

Để giải quyết vấn đề ăn mòn bộ phận, các nhà sản xuất thường sử dụng một số lượng lớn các bộ phận thép không gỉ và tăng cường niêm phong thiết bị cắt điện và cơ cấu. Mặc dù việc sử dụng thép không gỉ làm nguyên liệu có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn, nhưng giá cả của vật liệu tương đối cao, việc gia công các bộ phận khó khăn, và không dễ sản xuất hàng loạt. Hầu hết các ổ bi lăn trong các bộ phận tiêu chuẩn được làm bằng thép, không thể đáp ứng yêu cầu chống ăn mòn. Phương pháp này chỉ giải quyết triệu chứng chứ không giải quyết gốc rễ.

Sử dụng cấu trúc kín giống như ZW20A, không điền khí SF6, và sử dụng dạng cách điện tổng hợp, điền khí nitơ sạch để bảo vệ các bộ phận là một lựa chọn lý tưởng hơn.

Kết Luận

Tóm lại, thế hệ mới của các thiết bị cắt điện chân không ngoài trời nên sử dụng cách điện tổng hợp để giảm thể tích của thân thiết bị cắt điện và đáp ứng nhu cầu miniaturization. Thân thiết bị cắt điện và hộp cơ cấu nên được niêm phong riêng biệt để thuận tiện cho việc bảo dưỡng cơ cấu. Nên điền khí nitơ sạch để bảo vệ các bộ phận.