Вакуумный выключатель неисправности: причины и способы устранения

Анализ неисправностей и устранение неполадок высоковольтных вакуумных выключателей

Преимущества вакуумных выключателей выходят за рамки безмасляного дизайна. Они также предлагают длительный электрический и механический ресурс, высокую диэлектрическую прочность, сильную последовательную способность размыкания, компактные размеры, малый вес, пригодность для частых операций, предотвращение пожаров и низкое обслуживание — преимущества, которые быстро были признаны операторами энергосистем, техническим персоналом и инженерами. Ранние отечественные высоковольтные вакуумные выключатели в Китае страдали от нестабильного качества, избыточного напряжения обрыва тока во время работы и случайных утечек вакуумного прерывателя.

Однако к 1992 году на конференции по применению вакуумных выключателей в Тяньцзине технология производства вакуумных выключателей в Китае достигла передового международного уровня, что стало поворотным моментом в их применении и развитии. С широким использованием вакуумных выключателей случаются неисправности. В этой статье анализируются распространенные неисправности и предлагаются соответствующие решения.

Распространенные аномальные режимы работы

1. Выключатель не закрывается или не открывается (отказ от выполнения команд):После получения команды на закрытие (или открытие) срабатывает соленоид закрытия (или открытия), шток освобождает защелку, и пружина закрытия (или открытия) высвобождает энергию, чтобы привести механизм в действие. Однако прерыватель не закрывается (или не открывается).

2. Непреднамеренное срабатывание (ложное срабатывание):Выключатель срабатывает без какого-либо внешнего сигнала управления или ручного вмешательства в процессе нормальной эксплуатации.

3. Двигатель зарядки продолжает работать после зарядки пружины:После закрытия двигатель начинает заряжать пружину. Даже после полной зарядки пружины двигатель продолжает работать.

4. Увеличение постоянного сопротивления:После длительной эксплуатации контактное сопротивление контактов вакуумного прерывателя постепенно увеличивается.

5. Увеличение времени отскока при закрытии:Со временем длительность отскока контактов при закрытии увеличивается.

6. Разряд между поверхностью трансформатора тока (ТТ) и опорной скобой в средней камере:Во время эксплуатации происходит дуговой разряд между поверхностью трансформатора тока (ТТ) и опорной конструкцией в средней камере.

7. Вакуумный прерыватель не открывается:После команды на открытие прерыватель не открывается или открывается только частично (однофазная или двухфазная работа).

Анализ причин неисправностей

1. Отказ от закрытия или открытия

Когда механизм управления не срабатывает, сначала определите, является ли причина в вторичной цепи управления (например, реле защиты) или в механических компонентах. После подтверждения нормальности вторичной цепи было обнаружено, что в универсальном соединении, соединяющем основную рычаговую часть механизма, имеется избыточный зазор. Хотя механизм работает нормально, он не может привести в действие связь, что приводит к отказу закрытия или открытия.

2. Непреднамеренное срабатывание

В нормальных условиях выключатель не должен срабатывать без внешней команды. После исключения человеческой ошибки проверка показала короткое замыкание на контактах вспомогательного выключателя внутри корпуса механизма. Через это короткое замыкание катушка отключения была подключена, вызывая ложное срабатывание. Корневая причина заключалась в попадании дождевой воды в корпус механизма, которая стекала по выходному кривошипу и напрямую попадала на вспомогательный выключатель, вызывая короткое замыкание контактов.

3. Двигатель зарядки продолжает работать после зарядки пружины

После закрытия двигатель зарядки пружины запускается. Когда пружина полностью заряжена, сигнал указывает на завершение. Цепь зарядки включает нормально открытый вспомогательный контакт от выключателя и нормально замкнутый контакт предельного выключателя. После закрытия вспомогательный контакт замыкается, запуская двигатель. Когда пружина полностью заряжена, рычаг механизма размыкает нормально замкнутый контакт предельного выключателя, обесточивая двигатель. Если рычаг не размыкает этот контакт, цепь остается под напряжением, и двигатель продолжает работать.

4. Увеличение постоянного сопротивления

Контакты вакуумного прерывателя имеют тип "бут". Избыточное контактное сопротивление вызывает перегрев под нагрузкой, нарушая проводимость и прерывание. Сопротивление должно оставаться ниже спецификаций производителя. Напряжение пружины контакта значительно влияет на сопротивление и должно измеряться при правильных условиях перехлеста. Постепенное увеличение сопротивления отражает эрозию контактов. Износ контактов и изменение зазора между контактами являются основными причинами увеличения постоянного сопротивления.

5. Увеличение времени отскока при закрытии

Некоторый отскок контактов при закрытии является нормальным, но избыточный отскок может вызвать прожиг или сварку контактов. Технический стандарт ограничивает время отскока ≤2 мс. Со временем основные причины увеличения отскока — снижение силы пружины контактов и износ, вызывающий зазоры в рычагах и пальцах.

6. Разряд с поверхности ТТ на опорную скобу

В средней камере расположен трансформатор тока (ТТ). Во время эксплуатации на поверхности ТТ могут образовываться неравномерные электрические поля. Для предотвращения этого производители покрывают поверхность полупроводниковой краской, чтобы выровнять поле. При сборке ограничения пространства могут привести к тому, что полупроводниковое покрытие вокруг крепежных болтов будет сбито, вызывая искажение поля и разряд с поверхности на опорную скобу во время эксплуатации.

7. Вакуумный прерыватель не открывается

В нормальных условиях выключатель должен надежно прерывать ток, будь то при ручном отключении или через реле защиты.

Вакуумные выключатели отличаются от других типов тем, что используют вакуум как изоляцию, так и среду для гашения дуги. Если уровень вакуума снижается, происходит ионизация внутри камеры, генерируя заряженные частицы, которые снижают диэлектрическую прочность, препятствуя правильному прерыванию тока.

Устранение неполадок и решения

1. Отказ от закрытия или открытия:Проверьте все соединительные части в механизме управления на наличие избыточного зазора. Замените изношенные компоненты новыми, высокопрочными, качественными деталями.

2. Непреднамеренное срабатывание:Запечатайте все потенциальные точки проникновения дождя; установите защитные силиконовые чехлы на выходной кривошип; активируйте устройство нагрева и удаления влаги внутри корпуса механизма.

3. Двигатель зарядки продолжает работать после зарядки пружины:Отрегулируйте положение предельного выключателя так, чтобы рычаг полностью размыкал его нормально замкнутый контакт, когда пружина полностью заряжена.

4. Увеличение постоянного сопротивления:Отрегулируйте зазор и перехлест прерывателя. Измерьте контактное сопротивление методом падения постоянного напряжения (с испытательным током ≥100A), как указано в стандартах. Если регулировка не помогает снизить сопротивление, замените вакуумный прерыватель.

5. Увеличение времени отскока при закрытии:Незначительно увеличьте начальное давление пружины контактов или замените ее. Если зазор в рычагах или пальцах превышает 0,3 мм, замените эти детали. Отрегулируйте приводной механизм, немного сместив его в сторону мертвого центра в закрытом положении, где передаточное отношение минимально, чтобы уменьшить отскок.

6. Разряд с поверхности ТТ на опорную скобу:Равномерно нанесите новый слой полупроводниковой краски на поверхность ТТ, чтобы восстановить равномерное распределение электрического поля.

7. Вакуумный прерыватель не открывается

Если целостность вакуума подтверждается ниже требуемого уровня, замените вакуумный прерыватель. Следуйте этим шагам:

• Убедитесь, что новый вакуумный прерыватель прошел тестирование на герметичность вакуума перед установкой.

• Удалите старый прерыватель и установите новый вертикально. Убедитесь, что движущийся контактный стержень и прерыватель выровнены. Избегайте крутящего напряжения при установке.

• После установки измерьте зазор контактов и перехлест. При необходимости отрегулируйте:① Перехлест через резьбовое соединение изолированного тягового стержня.② Зазор контактов, изменяя длину движущегося проводящего стержня.

• Используйте анализатор выключателя для измерения скорости открытия/закрытия, синхронизации трех фаз и отскока при закрытии. Произведите дальнейшие регулировки, если результаты выходят за пределы допустимых значений.