Vakuumpåbrytarens fel: Orsaker och lösningar

Felanalys och felsökning av högspänningsvakuumkretsutsläckare

Fördelarna med vakuumpåkopplare sträcker sig utöver en oljefri design. De erbjuder också lång elektrisk och mekanisk livslängd, hög dielektrisk styrka, stark konsekutiv brytningsegenskap, kompakt storlek, lätt vikt, lämplighet för frekvent drift, brandskydd och låg underhållskostnad—fördelar som snabbt erkänts av kraftsystemoperatörer, underhållspersonal och ingenjörer. Tidiga inhemskproducerade högspänningsvakuumkretsutsläckare i Kina ledde av ofast kvalitet, överdriven strömbrytningsovervoltage vid drift och ibland läckage från vakuumavbrottslådan.

Men vid konferensen om tillämpning och främjande av vakuumschaktkopplingar i Tianjin 1992 hade Kinas teknik för tillverkning av vakuumpåkopplare nått internationell framkant, vilket markerade en vändpunkt i dess tillämpning och utveckling. Med den allmänna användningen av vakuumpåkopplare inträffar dock ibland fel. Denna artikel analyserar vanliga fel och ger motsvarande lösningar.

Vanliga ovanliga drifttillstånd

1. Kretsutsläckaren kan inte stängas eller öppnas (Nedanför drift):Efter att ha fått ett stängnings- (eller öppnings)kommando, aktiveras stängnings- (eller öppnings)solenoiden, släpper urtaget låset, och stängnings- (eller öppnings)fjädern frigör energi för att driva mekanismen. Men avbrottslådan stängs inte (eller öppnas inte).

2. Oavsiktlig öppning (Falskt trip):Brytaren öppnas utan något externt kontrollsignal eller manuell operation under normal drift.

3. Lagra motor fortsätter att köra efter fjäderladdning:Efter stängning startar motorn laddning av fjädern. Även efter full energilagring fortsätter motorn att köra.

4. Ökad DC-resistans:Efter lång drift ökar kontaktresistansen mellan vakuumbrytarkontakterna gradvis.

5. Ökad stängningssprångtid:Med tiden ökar varaktigheten av kontaktstuds under stängning.

6. Avläggning från CT-yta till stödfot i mittersta kammaren:Under drift uppstår båge mellan ytan på strömtransformatorn (CT) och stödfoten i mittersta kammaren.

7. Vakuumbrytare kan inte öppnas:Efter ett öppningskommando öppnas brytaren inte eller öppnas endast delvis (enfas- eller tvåfasoperation).

Analys av orsaker till fel

1. Nedanför drift

När driftmekanismen misslyckas med att aktiveras, avgör först om orsaken ligger i sekundärkontrollcirkuiten (t.ex. skyddspol) eller mekaniska komponenter. Efter att ha bekräftat att sekundärcirkuiten är normal, hittades det för mycket spel i universalledningen som ansluter huvudhevelarmen i mekanismen. Även om mekanismen fungerar normalt, lyckas den inte driva kopplingen, vilket resulterar i misslyckad stängning eller öppning.

2. Oavsiktlig öppning

Under normal drift bör brytaren inte öppnas utan ett externt kommando. Efter att ha uteslutit människofel, visade inspektionen att det fanns en kortslutning vid hjälpkontakten inuti mekanismboxen. Öppningspolen aktiverades genom detta kortslut, vilket ledde till falskt trip. Rotorsaken var regnvatteninträngning i mekanismboxen, som rann ner längs utmatningskurbeln och direkt på hjälpkontakten, vilket ledde till kontaktkortslutning.

3. Lagra motor fortsätter att köra efter fjäderladdning

Efter stängning startar energilagringsmotorn. När fjädern är fullständigt laddad indikerar ett signal slutförandet. Lagringscirkuiten inkluderar en normalt öppen hjälpkontakt från brytaren och en normalt stängd gränskontaktkontakt. Efter stängning stängs hjälpkontakten, vilket startar motorn. När fjädern är fullständigt laddad öppnar mekanismhevelen den normalt stängda kontakten på gränskontakten, vilket avbryter strömmen till motorn. Om heveln misslyckas med att öppna denna kontakt, förblir cirkuiten uppspänd, och motorn fortsätter att köra.

4. Ökad DC-resistans

Vakuumbrytarkontakter är knuttyper. Överdriven kontaktresistans orsakar överhettning under belastning, vilket skadar ledningsförmågan och brytningsprestanda. Resistansen måste hållas under tillverkarens specifikationer. Kontaktfjäders tryck har en betydande inverkan på resistansen och måste mätas under korrekta överfartsvillkor. Gradvis ökande resistans reflekterar kontakt erosion. Kontaktslitage och förändringar i kontaktskillnad är de primära orsakerna till ökad DC-resistans.

5. Ökad stängningssprångtid

Viss kontaktstudsm är normal vid stängning, men överdriven studs kan orsaka kontaktbränning eller svetsning. Teknisk standard begränsar stängningssprångtid till ≤2ms. Med tiden är de huvudsakliga orsakerna till ökad studs minskat kontaktfjädertryck och nötninginducerat spel i hevelar och pinnar.

6. Avläggning från CT-yta till stödfot

Mittersta kammar innehåller en strömtransformator (CT). Under drift kan ojämna elektriska fält uppstå på CT-ytan. För att förhindra detta täcks ytan med halvledarsmält för att jämnföra fältet. Under montering kan platsbegränsningar leda till att halvledarsmält runt monteringsbolten skrapas bort, vilket leder till fältdistortion och ytavläggning till stödfot under drift.

7. Vakuumbrytare kan inte öppnas

Under normala förhållanden bör brytaren pålitligt bryta ström, oavsett om den öppnas manuellt eller av skyddspol.

Vakuumpåkopplare skiljer sig från andra typer genom att använda vakuumpåsom både isolering och bågläsningsmedium. Om vakuumnivån sjunker, uppstår jonisering inuti kammaren, vilket genererar laddade partiklar som minskar isoleringsstyrkan och hindrar korrekt strömbrytning.

Felsökning och lösningar

1. Nedanför drift:Kontrollera alla anslutande delar i driftmekanismen för överdrivet spel. Ersätt nötta komponenter med nya, höghårdhets, godkända delar.

2. Oavsiktlig öppning:Sägla alla potentiella ingångar för regnvatten; installera skyddsilikonmössor på utmatningskurbellänken; aktivera värme- och fuktighetsavledningsenhet inuti mekanismboxen.

3. Lagra motor fortsätter att köra efter fjäderladdning:Justera positionen av gränskontakten så att heveln fullständigt öppnar den normalt stängda kontakten när fjädern är fullständigt laddad.

4. Ökad DC-resistans:Justera kontaktskillnaden och överfarten hos avbrottslådan. Mät kontaktresistansen med DC-spänningsfallsmetoden (med testström ≥100A) enligt standarder. Om justering inte minskar resistansen, ersätt vakuumbrytaren.

5. Ökad stängningssprångtid:Öka lätt initialtrycket på kontaktfjädern eller ersätt den. Om hevel- eller pinnespel överstiger 0,3 mm, ersätt dessa delar. Justera drivmekanismen genom att flytta den lätt mot dödpunkten i stängt läge—där transmissionsförhållandet är minimalt—för att minska studs.

6. Avläggning från CT-yta till stödfot:Jämna ut ett lager halvledarsmält på CT-ytan för att återställa jämnt elektriskt fältdistribution.

7. Vakuumbrytare kan inte öppnas

Om vakuumintegritet bekräftas under krävda nivåer, ersätt vakuumbrytaren. Följ dessa steg:

• Se till att den nya vakuumbrytaren passerar vakuumintegritetstest innan installation.

• Ta bort den gamla brytaren och installera den nya vertikalt. Se till att det finns justering mellan rörlig kontaktstang och brytaren. Undvik torsionsbelastning under installation.

• Efter installation, mät kontaktskillnaden och överfarten. Justera vid behov:① Justera överfarten via trådlöst anslutning på isolerande dragstång.② Justera kontaktskillnaden genom att ändra längden på den rörliga ledningsstangen.

• Använd en brytaranalysator för att mäta öppnings-/stängningshastighet, trefas synkronisering och stängningssprång. Gör ytterligare justeringar om resultaten är utanför specifikationer.