مفاتيح الدائرة ذات الفراغ: الأسباب والحلول

تحليل الأعطال وإصلاحها في مفاتيح الدائرة ذات الفراغ عالية الجهد

مزايا مفاتيح الدائرة ذات الفراغ تتجاوز التصميم الخالي من الزيت. فهي توفر أيضاً عمرًا كهربائيًا وميكانيكيًا طويلًا، وقوة عازلة عالية، وقدرة متتالية قوية على القطع، وحجم صغير، وزن خفيف، ومناسبة للتشغيل المتكرر، ووقاية من الحريق، وصيانة منخفضة - فوائد سريعة الاعتراف بها من قبل مشغلي أنظمة الطاقة والفنيين والمهندسين. كانت المفاتيح ذات الفراغ عالية الجهد التي تم إنتاجها محلياً في الصين في وقت مبكر تعاني من جودة غير مستقرة، وتقطيع زائد لجهد التشغيل أثناء التشغيل، والتسرُّب أحياناً من المقاطع الفراغية.

ومع ذلك، بحلول مؤتمر تيانجين لتعميم تطبيق المفاتيح الفراغية في عام 1992، تقدمت تقنية تصنيع مفاتيح الدائرة الفراغية في الصين إلى المقدمة الدولية، مما يمثل نقطة تحول في تطبيقها وتطورها. مع الاستخدام الواسع لمفاتيح الدائرة الفراغية، يحدث الأعطال أحياناً. يحلل هذا المقال الأعطال الشائعة ويقدم الحلول المناسبة لها.

الظروف التشغيلية غير الطبيعية الشائعة

1. فشل المفتاح في الإغلاق أو الفتح (رفض العمل)：بعد استلام أمر الإغلاق (أو الانفصال)، يعمل المغناطيس الكهرومغناطيسي للإغلاق (أو الانفصال)، ويطلق المشبك، ويفرج ربيع الإغلاق (أو الفتح) عن طاقته لدفع الآلية. ومع ذلك، لا يغلق (أو لا يفتح) المقاطع الفراغي.

2. الانفصال العرضي (الانفصال الخاطئ)：يتم الانفصال دون أي إشارة تحكم خارجية أو تشغيل يدوي أثناء الخدمة الطبيعية.

3. استمرار عمل المحرك بعد شحن الربيع：بعد الإغلاق، يبدأ المحرك بشحن الربيع. حتى بعد تحقيق الطاقة الكاملة، يستمر المحرك في العمل.

4. زيادة المقاومة المباشرة：بعد فترة طويلة من التشغيل، تزداد مقاومة التلامس بين نقاط التلامس للمقطع الفراغي تدريجياً.

5. زيادة زمن الارتداد عند الإغلاق：مع مرور الوقت، يزداد زمن الارتداد للتلامس عند الإغلاق.

6. التفريغ من سطح CT إلى القاعدة الداعمة في الغرفة الوسطى：خلال التشغيل، يحدث التفريغ بين سطح المحول الكهربائي (CT) والهيكل الداعم في الغرفة الوسطى.

7. فشل المقاطع الفراغية في الانفصال：بعد استلام أمر الانفصال، لا يتم الانفصال أو يكون الجزئي فقط (عملية واحدة أو ثنائية).

تحليل أسباب الأعطال

1. رفض الإغلاق أو الفتح

عندما يفشل الجهاز التشغيلي في التفعيل، يجب أولاً تحديد ما إذا كان السبب في الدائرة التحكم الثانوية (مثل جهاز حماية الريلاي) أو المكونات الميكانيكية. بعد التأكد من أن الدائرة الثانوية طبيعية، تم اكتشاف فجوة كبيرة في المفصل العالمي الذي يربط ذراع الآلية الرئيسية. رغم أن الآلية تعمل بشكل طبيعي، إلا أنها تفشل في تشغيل الوصل، مما يؤدي إلى فشل في الإغلاق أو الانفصال.

2. الانفصال العرضي

في التشغيل الطبيعي، يجب ألا ينفصل المفتاح دون أمر خارجي. وبعد استبعاد الخطأ البشري، تم اكتشاف دائرة قصيرة في جهات التلامس المساعدة داخل صندوق الآلية. تم تنشيط ملف الانفصال عبر هذه الدائرة القصيرة، مما تسبب في الانفصال الخاطئ. السبب الجذري كان دخول مياه الأمطار إلى صندوق الآلية، حيث تتدفق على الذراع الخارجة وتصل مباشرة إلى جهات التلامس المساعدة، مما يتسبب في قصر التلامس.

3. استمرار عمل المحرك بعد شحن الربيع

بعد الإغلاق، يبدأ المحرك بتخزين الطاقة. عندما يتم شحن الربيع بالكامل، يشير إشارة إلى الانتهاء. تتضمن دائرة التخزين جهة تلامس مساعدة عادة مفتوحة من المفتاح وجها تلامس عادة مغلقة من جهاز التحديد. بعد الإغلاق، تغلق جهة التلامس المساعدة وتنشط المحرك. بمجرد شحن الربيع بالكامل، يفتح ذراع الآلية جهة التلامس العادة مغلقة، مما يقطع الطاقة عن المحرك. إذا فشل الذراع في فتح جهة التلامس هذه، تظل الدائرة مزودة بالطاقة ويستمر المحرك في العمل.

4. زيادة المقاومة المباشرة

نقاط التلامس للمقطع الفراغي هي من نوع الطرف. يمكن أن تؤدي المقاومة الزائدة للتلامس إلى تسخين تحت الحمل، مما يؤثر على التوصيل والأداء القاطع. يجب أن تبقى المقاومة أقل من المواصفات الصانع. الضغط الربيعي للتلامس يؤثر بشكل كبير على المقاومة ويجب قياسه تحت ظروف التجاوز المناسبة. زيادة المقاومة تدريجياً تعكس تآكل التلامس. ارتداد التلامس وتغير الفجوة بين التلامس هما السببان الرئيسيان لارتفاع المقاومة المباشرة.

5. زيادة زمن الارتداد عند الإغلاق

بعض الارتداد للتلامس طبيعي عند الإغلاق، ولكن الارتداد الزائد يمكن أن يتسبب في حرق أو لحام التلامس. يحد المعيار التقني زمن الارتداد عند الإغلاق إلى ≤2 مللي ثانية. مع مرور الوقت، فإن الأسباب الرئيسية لزيادة الارتداد هي انخفاض قوة الربيع للتلامس وزيادة الفجوة الناجمة عن التآكل في الأذرع والمسامير.

6. التفريغ من سطح CT إلى القاعدة الداعمة

تحتوي الغرفة الوسطى على محول كهربائي (CT). خلال التشغيل، يمكن تكوين مجالات كهربائية غير متساوية على سطح CT. لمنع ذلك، يقوم الصانعون بطلاء السطح بدهان نصف موصل لتسوية المجال. أثناء التجميع، قد تسبب القيود المكانية في خدش الطلاء النصف موصل حول براغي التثبيت، مما يؤدي إلى تشوه المجال والتفريغ من السطح إلى القاعدة الداعمة أثناء التشغيل.

7. فشل المقاطع الفراغية في الانفصال

في الظروف الطبيعية، يجب أن يقطع المفتاح التيار بشكل موثوق سواء كان الانفصال يدويًا أو بواسطة جهاز حماية الريلاي.

تختلف مفاتيح الدائرة الفراغية عن الأنواع الأخرى باستخدام الفراغ كوسيلة عزل وأيضًا كوسيلة لإطفاء القوس الكهربائي. إذا انخفض مستوى الفراغ، يحدث التأيين داخل الغرفة، مما يولد جزيئات مشحونة تقلل من قوة العزل وتمنع قطع التيار بشكل صحيح.

تشخيص الأعطال والحلول

1. رفض الإغلاق أو الفتح：تفقّد جميع الأجزاء المتصلة في الجهاز التشغيلي للتحقق من وجود فجوات كبيرة. استبدل المكونات التالفة بأجزاء جديدة عالية الصلابة ومطابقة للمواصفات.

2. الانفصال العرضي：قم بختم جميع النقاط المحتملة لدخول الأمطار؛ ثبّت أغطية السيليكون الواقية على الوصل الخارجي؛ قم بتشغيل جهاز التدفئة وإزالة الرطوبة داخل صندوق الآلية.

3. استمرار عمل المحرك بعد شحن الربيع：قم بضبط موقع جهاز التحديد بحيث يفتح الذراع جهة التلامس العادة مغلقة بالكامل عند شحن الربيع بالكامل.

4. زيادة المقاومة المباشرة：قم بضبط الفجوة بين التلامس والتجاوز في المقاطع الفراغي. قم بقياس مقاومة التلامس باستخدام طريقة الانخفاض الجهد المباشر (مع تيار اختبار ≥100A) كما هو محدد في المعايير. إذا فشلت التعديلات في تقليل المقاومة، قم باستبدال المقاطع الفراغي.

5. زيادة زمن الارتداد عند الإغلاق：قم بزيادة الضغط الأولي للربيع للتلامس قليلاً أو استبدل الربيع. إذا تجاوزت الفجوة بين الأذرع والمسامير 0.3 ملم، قم باستبدال هذه الأجزاء. قم بضبط الآلية الدافعة بتحويلها قليلاً نحو نقطة المركز الميت عند الإغلاق - حيث يكون نسبة التحويل أقل - لتخفيض الارتداد.

6. التفريغ من سطح CT إلى القاعدة الداعمة：قم بإعادة تطبيق طبقة متساوية من الطلاء النصف موصل على سطح CT لاستعادة توزيع المجال الكهربائي الموحد.

7. فشل المقاطع الفراغية في الانفصال

إذا تأكدت سلامة الفراغ أدناه المستويات المطلوبة، قم باستبدال المقاطع الفراغي. اتبع هذه الخطوات:

• تأكد من أن المقاطع الفراغي الجديد يمر بنجاح اختبار سلامة الفراغ قبل التركيب.

• قم بإزالة المقاطع الفراغي القديم وتركيب المقاطع الفراغي الجديد بشكل عمودي. تأكد من التوافق بين قضيب التلامس المتحرك والمقطع الفراغي. تجنب الإجهاد اللفي أثناء التركيب.

• بعد التركيب، قم بقياس الفجوة بين التلامس والتجاوز. قم بالتعديل حسب الحاجة:① قم بضبط التجاوز عبر الاتصال المسماري لقضيب العزل الساحب.② قم بضبط الفجوة بين التلامس عن طريق تعديل طول القضيب الموصل المتحرك.

• استخدم محلل المفاتيح لقياس سرعة الإغلاق والانفصال، والتناسق الثلاثي، والارتداد عند الإغلاق. قم بالمزيد من التعديلات إذا كانت النتائج خارج المواصفات.