วงจรป้อนไฟฟ้าด้วยสวิทช์สุญญากาศเสีย: สาเหตุและการแก้ไข

การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดและการแก้ไขปัญหาของตู้สวิตช์วงจรไฟฟ้าแรงสูงแบบสุญญากาศ

ข้อดีของตู้สวิตช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศไม่ได้มีเพียงการออกแบบที่ไม่ใช้น้ำมันเท่านั้น แต่ยังมีอายุการใช้งานทางไฟฟ้าและกลไกที่ยาวนาน ความแข็งแกร่งทางไฟฟ้าสูง ความสามารถในการตัดวงจรต่อเนื่องที่แข็งแกร่ง ขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา เหมาะสำหรับการทำงานบ่อยครั้ง การป้องกันไฟไหม้ และการบำรุงรักษาต่ำ—ประโยชน์เหล่านี้ได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วจากผู้ดำเนินงานระบบไฟฟ้า บุคลากรด้านการบำรุงรักษา และวิศวกร ตู้สวิตช์วงจรไฟฟ้าแรงสูงแบบสุญญากาศที่ผลิตในประเทศจีนเมื่อแรกๆ มีคุณภาพไม่เสถียร กระแสไฟฟ้าเกินขณะทำงาน และบางครั้งเกิดการรั่วไหลของสุญญากาศ

อย่างไรก็ตาม จนถึงการประชุมส่งเสริมการใช้งานสวิตช์สุญญากาศที่เทียนจินในปี 1992 เทคโนโลยีการผลิตตู้สวิตช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศของจีนได้พัฒนาไปสู่ระดับสากล ทำให้เป็นจุดเปลี่ยนในการใช้งานและการพัฒนา เมื่อมีการใช้งานตู้สวิตช์วงจรไฟฟ้าแบบสุญญากาศอย่างกว้างขวาง ข้อผิดพลาดบางอย่างอาจเกิดขึ้น บทความนี้วิเคราะห์ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยและนำเสนอวิธีการแก้ไข

สภาพการทำงานผิดปกติที่พบบ่อย

1. ตู้สวิตช์วงจรไม่สามารถปิดหรือเปิด (ปฏิเสธการดำเนินการ)：หลังจากได้รับคำสั่งปิด (หรือเปิด) แม่เหล็กโซเลนอยด์ทำงาน พลาสเจอร์ปลดล็อก และสปริงปิด (หรือเปิด) ปลดปล่อยพลังงานเพื่อขับเคลื่อนกลไก แต่ตู้สวิตช์วงจรไม่สามารถปิด (หรือเปิด) ได้

2. การทริปโดยไม่ตั้งใจ (ทริปเท็จ)：ตู้สวิตช์วงจรทริปโดยไม่มีสัญญาณควบคุมภายนอกหรือการดำเนินการด้วยตนเองในระหว่างการใช้งานปกติ

3. มอเตอร์เก็บพลังงานยังคงทำงานหลังจากการชาร์จสปริง：หลังจากปิด มอเตอร์เริ่มชาร์จสปริง แม้ว่าจะชาร์จพลังงานเต็มแล้ว มอเตอร์ยังคงทำงานต่อไป

4. ความต้านทานกระแสตรงเพิ่มขึ้น：หลังจากใช้งานนาน ความต้านทานที่ตัวติดต่อของตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศค่อยๆ เพิ่มขึ้น

5. เวลากระแทกขณะปิดเพิ่มขึ้น：เมื่อเวลาผ่านไป ระยะเวลาของการกระแทกขณะปิดค่อยๆ เพิ่มขึ้น

6. การปล่อยประจุจากผิว CT ไปยังโครงสร้างรองรับในห้องกลาง：ระหว่างการใช้งาน เกิดอาร์คระหว่างผิวของตัวแปลงกระแส (CT) และโครงสร้างรองรับในห้องกลาง

7. ตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศไม่สามารถเปิด：หลังจากได้รับคำสั่งเปิด ตู้สวิตช์วงจรไม่สามารถเปิดหรือเปิดเพียงบางส่วน (การทำงานเฟสเดียวหรือสองเฟส)

การวิเคราะห์สาเหตุของข้อผิดพลาด

1. ปฏิเสธการปิดหรือเปิด

เมื่อกลไกการดำเนินการไม่ทำงาน ควรตรวจสอบว่าสาเหตุมาจากวงจรควบคุมทุติยภูมิ (เช่น รีเลย์ป้องกัน) หรือส่วนประกอบกลไก หลังจากยืนยันว่าวงจรทุติยภูมิปกติ พบว่ามีช่องว่างมากเกินไปที่ข้อต่อที่เชื่อมโยงแขนหลักของกลไก แม้ว่ากลไกจะทำงานปกติ แต่ไม่สามารถขับเคลื่อนลิ้นชัก ทำให้การปิดหรือเปิดล้มเหลว

2. การทริปโดยไม่ตั้งใจ

ในการใช้งานปกติ ตู้สวิตช์วงจรไม่ควรทริปโดยไม่มีคำสั่งจากภายนอก หลังจากตรวจสอบและขจัดความผิดพลาดจากมนุษย์ พบว่ามีการลัดวงจรที่ตัวติดต่อสวิตช์เสริมภายในกล่องกลไก คอยล์ทริปได้รับพลังงานผ่านการลัดวงจรนี้ ทำให้เกิดการทริปเท็จ สาเหตุหลักคือน้ำฝนเข้าสู่กล่องกลไก ไหลลงมาตามแขนขาออกและเข้าสู่สวิตช์เสริม ทำให้เกิดการลัดวงจร

3. มอเตอร์เก็บพลังงานยังคงทำงานหลังจากการชาร์จสปริง

หลังจากปิด มอเตอร์เก็บพลังงานเริ่มทำงาน เมื่อสปริงชาร์จเต็ม ได้สัญญาณว่าเสร็จสิ้น วงจรเก็บพลังงานรวมสวิตช์เสริมที่เปิดปกติจากตู้สวิตช์วงจรและสวิตช์จำกัดตำแหน่งที่ปิดปกติ หลังจากปิด สวิตช์เสริมปิด เริ่มมอเตอร์ หลังจากสปริงชาร์จเต็ม แขนกลไกเปิดสวิตช์จำกัดตำแหน่งที่ปิดปกติ ตัดกำลังไฟออกจากมอเตอร์ หากแขนกลไกไม่สามารถเปิดสวิตช์นี้ได้ วงจรยังคงได้รับกำลังไฟ และมอเตอร์ยังคงทำงานต่อไป

4. ความต้านทานกระแสตรงเพิ่มขึ้น

ตัวติดต่อของตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศเป็นประเภทที่ติดต่อตรง ความต้านทานติดต่อสูงเกินไปทำให้เกิดความร้อนภายใต้โหลด ลดความสามารถในการนำไฟฟ้าและการตัดวงจร ความต้านทานต้องอยู่ในขอบเขตที่ผู้ผลิตกำหนด แรงกดของสปริงติดต่อส่งผลต่อความต้านทานและต้องวัดภายใต้เงื่อนไขการเคลื่อนที่เกินที่เหมาะสม ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นค่อยๆ สะท้อนการสึกหรอของตัวติดต่อ การสึกหรอและการเปลี่ยนแปลงช่องว่างของตัวติดต่อเป็นสาเหตุหลักของความต้านทานกระแสตรงที่เพิ่มขึ้น

5. เวลากระแทกขณะปิดเพิ่มขึ้น

การกระแทกบางส่วนขณะปิดเป็นเรื่องปกติ แต่การกระแทกมากเกินไปอาจทำให้ตัวติดต่อไหม้หรือเชื่อมติด มาตรฐานเทคนิคกำหนดเวลากระแทกขณะปิดไม่เกิน 2 มิลลิวินาที สาเหตุหลักที่ทำให้เวลากระแทกเพิ่มขึ้นคือแรงสปริงติดต่อลดลงและการสึกหรอของช่องว่างในแขนและปิ้น

6. การปล่อยประจุจากผิว CT ไปยังโครงสร้างรองรับ

ห้องกลางมีตัวแปลงกระแส (CT) ระหว่างการใช้งาน สนามไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมออาจเกิดขึ้นบนผิวของ CT เพื่อป้องกันสิ่งนี้ ผู้ผลิตทาสีกึ่งตัวนำบนผิวเพื่อทำให้สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ ระหว่างการประกอบ การจำกัดพื้นที่อาจทำให้สีกึ่งตัวนำรอบ ๆ ลูกสกรูถูกขูดออก ทำให้เกิดการบิดเบือนของสนามไฟฟ้าและการปล่อยประจุระหว่างผิวและโครงสร้างรองรับระหว่างการใช้งาน

7. ตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศไม่สามารถเปิด

ภายใต้ภาวะปกติ ตู้สวิตช์วงจรควรตัดวงจรได้อย่างเชื่อถือได้ไม่ว่าจะทริปด้วยตนเองหรือโดยรีเลย์ป้องกัน

ตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศแตกต่างจากประเภทอื่น ๆ ด้วยการใช้สุญญากาศเป็นทั้งฉนวนและสื่อตัดวงจร ถ้าระดับสุญญากาศลดลง จะเกิดการไอออนิเซชันภายในห้อง สร้างอนุภาคที่มีประจุทำให้ความแข็งแกร่งของฉนวนลดลง ทำให้ไม่สามารถตัดวงจรได้อย่างถูกต้อง

การแก้ไขปัญหาและวิธีการ

1. ปฏิเสธการปิดหรือเปิด：ตรวจสอบชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อทั้งหมดในกลไกการดำเนินการสำหรับช่องว่างที่มากเกินไป แทนที่ชิ้นส่วนที่สึกหรอด้วยชิ้นส่วนใหม่ที่มีความแข็งสูงและได้รับการรับรอง

2. การทริปโดยไม่ตั้งใจ：ปิดผนึกจุดที่น้ำฝนอาจเข้าได้ทั้งหมด ติดตั้งปลอกซิลิโคนป้องกันบนแขนขาออก เปิดใช้งานอุปกรณ์ทำความร้อนและกำจัดความชื้นภายในกล่องกลไก

3. มอเตอร์เก็บพลังงานยังคงทำงานหลังจากการชาร์จสปริง：ปรับตำแหน่งสวิตช์จำกัดตำแหน่งให้แขนกลไกเปิดสวิตช์ที่ปิดปกติอย่างเต็มที่เมื่อสปริงชาร์จเต็ม

4. ความต้านทานกระแสตรงเพิ่มขึ้น：ปรับช่องว่างและระยะการเคลื่อนที่เกินของตู้สวิตช์วงจร วัดความต้านทานติดต่อโดยใช้วิธีการลดแรงดันกระแสตรง (ด้วยกระแสทดสอบ ≥100A) ตามมาตรฐาน ถ้าการปรับไม่สามารถลดความต้านทานได้ ควรเปลี่ยนตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศ

5. เวลากระแทกขณะปิดเพิ่มขึ้น：เพิ่มแรงกดเริ่มต้นของสปริงติดต่อเล็กน้อยหรือเปลี่ยนสปริง ถ้าช่องว่างของแขนหรือปิ้นเกิน 0.3 มม. ควรเปลี่ยนชิ้นส่วนเหล่านี้ ปรับกลไกขับเคลื่อนโดยเลื่อนเล็กน้อยไปยังจุดศูนย์ตายในตำแหน่งปิด—ที่อัตราส่วนการส่งผ่านน้อยที่สุด—เพื่อลดการกระแทก

6. การปล่อยประจุจากผิว CT ไปยังโครงสร้างรองรับ：ทาสีกึ่งตัวนำบนผิวของ CT อย่างสม่ำเสมอเพื่อฟื้นฟูการกระจายสนามไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ

7. ตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศไม่สามารถเปิด

หากความสมบูรณ์ของสุญญากาศต่ำกว่าระดับที่ต้องการ ควรเปลี่ยนตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศ ทำตามขั้นตอนดังนี้:

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศใหม่ผ่านการทดสอบความสมบูรณ์ของสุญญากาศก่อนการติดตั้ง

• ถอดตู้สวิตช์วงจรแบบสุญญากาศเก่าและติดตั้งตู้ใหม่ในแนวตั้ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการจัดแนวระหว่างแท่งติดต่อเคลื่อนที่และตู้สวิตช์วงจร หลีกเลี่ยงความเครียดจากการบิดระหว่างการติดตั้ง

• หลังจากติดตั้ง วัดช่องว่างและระยะการเคลื่อนที่เกิน ปรับตามความจำเป็น:① ปรับระยะการเคลื่อนที่เกินผ่านการเชื่อมต่อเกลียวของแท่งฉนวน② ปรับช่องว่างของตัวติดต่อโดยเปลี่ยนความยาวของแท่งติดต่อเคลื่อนที่

• ใช้อุปกรณ์วิเคราะห์ตู้สวิตช์วงจรวัดความเร็วการเปิด/ปิด ความสอดคล้องสามเฟส และการกระแทกขณะปิด ทำการปรับปรุงเพิ่มเติมหากผลลัพธ์อยู่นอกขอบเขตที่กำหนด