Vakum Kesici Arızaları: Nedenleri ve Çözümleri

Yüksek Gerilimli Vakum Kesici Anahtarlarının Hata Analizi ve Sorun Giderme

Vakum kesici anahtarlarının avantajları sadece yağsız tasarımına kadar değil. Ayrıca uzun elektriksel ve mekanik ömrü, yüksek dielektrik dayanımı, güçlü ardışık kesme kapasitesi, kompakt boyutu, hafifliği, sık işlemeye uygunluğu, yangın önleme özelliği ve düşük bakım gerekliliği gibi faydaları da sunar. Bu faydalar, güç sistem operatörleri, bakım personeli ve mühendisler tarafından hızlı bir şekilde tanınmıştır. Çin'de erken dönem üretilen yüksek gerilimli vakum kesici anahtarlarının kalitesi istikrarsız olma eğilimindeydi, işletim sırasında aşırı akım kesme gerilimi olması, zaman zaman vakum kesicinin sızması sorunu yaşandı.

Ancak, 1992 Tianjin Vakum Anahtarı Uygulama Tanıtım Konferansı'na kadar, Çin'in vakum kesici anahtarı üretim teknolojisi uluslararası standartlara ulaşmış, bu onun uygulaması ve gelişmesinde bir dönüm noktası olmuştu. Vakum kesici anahtarlarının yaygın kullanımıyla birlikte, arızalar zaman zaman oluşabilmektedir. Bu makale, yaygın hataları analiz ederek ve karşılık gelen çözümleri sunmaktadır.

Sık Rastlanan Anormal İşlem Durumları

1. Kesici Anahtar Kapanmaz veya Açılmaz (İşlemeyi Reddetme)：Kapatma (veya açma) emri alındıktan sonra, kapatma (veya açma) elektromagı çalışır, piston tokmağı serbest bırakır ve kapatma (veya açma) yay enerjiyi serbest bırakarak mekanizmayı hareket ettirir. Ancak, kesici anahtar kapanmaz (veya açılmaz).

2. Beklenmedik Açılmalar (Yanlış Açılmalar)：Normal servis sırasında herhangi bir dış kontrol sinyali veya manuel işlem olmadan kesici anahtar açılır.

3. Yay Enerji Depolama Sonrası Motor Çalışmaya Devam Eder：Kapatıldıktan sonra, motor yay enerji depolamaya başlar. Yay tamamen enerji depoladıktan sonra bile, motor çalışmaya devam eder.

4. Artan DC Direnci：Uzun süreli işlem sonucunda, vakum kesicinin temas noktalarının direnci yavaş yavaş artar.

5. Artan Kapanma Sıçrama Süresi：Zaman geçtikçe, kapanma sırasında temas sıçraması süresi artar.

6. Orta Bölümdeki CT Yüzeyinden Destek Tuvaleye Doğru Oluşan Elektrik Arklaması：İşlem sırasında, akım transformatörü (CT) yüzeyi ile orta bölmedeki destek yapısı arasında ark oluşur.

7. Vakum Kesici Anahtar Açılmaz：Açma emri aldıktan sonra, kesici anahtar açılmaz veya kısmen (tek faz veya iki faz işlemi) açılır.

Hata Nedeni Analizi

1. Kapanma veya Açma Reddi

İşlem mekanizmasının hareket etmediği durumlarda, ilk olarak nedenin ikincil kontrol devresinde (örneğin, koruma rölesi) mi yoksa mekanik bileşenlerde mi olduğunu belirleyin. İkincil devrenin normal olduğu doğrulandıktan sonra, mekanizmanın ana koluna bağlanan universal eklemenin aşırı açıklığı tespit edildi. Mekanizma normal olarak çalışsa da, bağlantı çubuğunu hareket ettiremiyor, bu da kapanma veya açma başarısızlığını sonuçlandırıyor.

2. Beklenmedik Açılmalar

Normal işlemede, kesici anahtar dış komuta olmadan açılmamalıdır. İnsan hatası çıkarıldıktan sonra, mekanizma kutusundaki yardımcı anahtar temas noktalarında kısa devre tespit edildi. Açma bobini bu kısa devre yoluyla enerji alarak yanlış açma gerçekleşti. Asıl neden, mekanizma kutusuna yağmur suyu girişi, çıkış çark kolundan aşağıya doğru akıp yardımcı anahtara direkt temas sağlayarak kısa devre oluşturdu.

3. Yay Enerji Depolama Sonrası Motor Çalışmaya Devam Eder

Kapatıldıktan sonra, enerji depolama motoru çalışmaya başlar. Yay tamamen enerji depoladığında, tamamlanma sinyali verilir. Depolama devresi, kesici anahtardan gelen normal açık yardımcı temas noktasını ve normal kapalı limit anahtarı temas noktasını içerir. Kapatıldıktan sonra, yardımcı temas noktası kapanır, motoru başlatır. Yay tamamen enerji depoladığında, mekanizma kol, limit anahtarı temas noktasını açar, motora giden enerjiyi keser. Eğer kol bu temas noktasını açamazsa, devre enerjilendirilmiş kalır ve motor çalışmaya devam eder.

4. Artan DC Direnci

Vakum kesici temas noktaları düz temas tipindedir. Aşırı temas direnci, yük altında ısınma, iletkenliği ve kesme performansını azaltır. Direnç, üreticinin belirttiği sınırlar altında olmalıdır. Temas yay baskısı, direnci önemli ölçüde etkiler ve uygun aşırı yol koşullarında ölçülmelidir. Kayma direnci, temas aşınmasını yansıtır. Temas aşınması ve temas boşluğunun değişmesi, artan DC direncinin asıl nedenleridir.

5. Artan Kapanma Sıçrama Süresi

Kapanma sırasında bazı miktarlık temas sıçraması normaldir, ancak aşırı sıçrama temas yanması veya kaynamaya neden olabilir. Teknik standart, kapanma sıçramasını ≤2ms ile sınırlar. Zaman geçtikçe, artan sıçrama süresinin asıl nedenleri, temas yay gücünün azalması ve kollar ve pinlerde aşınma sonucu oluşan boşluktur.

6. CT Yüzeyinden Destek Tuvaleye Doğru Oluşan Elektrik Arklaması

Orta bölüm, bir akım transformatörü (CT) içerir. İşlem sırasında, CT yüzeyinde eşitsiz elektrik alanları oluşabilir. Bu durumu önlemek için, üreticiler yüzeyi yarıiletken boya ile kaplamakta, böylece alanı eşitlemektedir. Montaj sırasında, montaj vidaları etrafındaki yarıiletken kaplama montaj kısıtlamaları nedeniyle kazınabilir, bu da alandaki çarpıklığı ve işlem sırasında yüzeyden tuvale doğru ark oluşmasına neden olur.

7. Vakum Kesici Anahtar Açılmaz

Normal şartlarda, kesici anahtar, manuel olarak veya koruma rölesi tarafından tetiklendiğinde akımı güvenilir bir şekilde kesmelidir.

Vakum kesici anahtarları, diğer tiplerden farklı olarak, vakumu hem yalıtım hem de ark söndürme ortamı olarak kullanır. Eğer vakum seviyesi düşerse, odada iyonlaşma gerçekleşir, yüklü parçacıklar oluşur, bu da yalıtım gücünü azaltır ve akım kesiminin doğru bir şekilde gerçekleştirilmesini engeller.

Sorun Giderme ve Çözümler

1. Kapanma veya Açma Reddi：İşlem mekanizmasındaki tüm bağlantı parçalarını aşırı açıklık açısından inceleyin. Takla geçen parçaları yeni, yüksek sertlikli, uygun parçalarla değiştirin.

2. Beklenmedik Açılmalar：Tüm potansiyel yağmur giriş noktalarını kapatın; çıkış çark bağlantısına koruyucu silikon kılıf takın; mekanizma kutusunun içinde ısıtma ve nem alma cihazını aktive edin.

3. Yay Enerji Depolama Sonrası Motor Çalışmaya Devam Eder：Limit anahtarı konumunu ayarlayın, böylece yay tamamen enerji depoladığında kol, limit anahtarı temas noktasını tamamen açsın.

4. Artan DC Direnci：Kesici anahtar temas boşluğunu ve aşırı yolunu ayarlayın. Standartlarda belirtilen DC gerilim düşüşü yöntemini (test akımı ≥100A) kullanarak temas direncini ölçün. Ayarlama direnci azaltmazsa, vakum kesici anahtarı değiştirin.

5. Artan Kapanma Sıçrama Süresi：Temas yay baskısını hafifçe artırın veya değiştirin. Eğer kol veya pin boşluğu 0.3mm'i aşıyorsa, bu parçaları değiştirin. Sürücü mekanizmasını, kapalı pozisyondaki ölüm merkezi noktasına doğru hafifçe kaydırarak, burada iletim oranı en küçük olduğundan, sıçrama süresini azaltın.

6. CT Yüzeyinden Destek Tuvaleye Doğru Oluşan Elektrik Arklaması：CT yüzeyine düzgün bir şekilde yarıiletken boya tekrar uygulayarak, elektrik alan dağılımını tekrar eşitleştirin.

7. Vakum Kesici Anahtar Açılmaz

Eğer vakum bütünlüğü gerekli seviyelerin altında olduğu tespit edilirse, vakum kesici anahtarı değiştirin. Aşağıdaki adımları takip edin:

• Yeni vakum kesici anahtarın kurulumdan önce vakum bütünlüğü testinden geçirdiğinden emin olun.

• Eski kesici anahtarı kaldırın ve yeni olanı dikey olarak kurun. Hareketli temas çubuğu ile kesici anahtarı arasındaki hizalığı sağlayın. Kurulum sırasında bükme stresini önleyin.

• Kurulumdan sonra, temas boşluğunu ve aşırı yolunu ölçün. Gerektiğinde ayarlayın:① Aşırı yol, yalıtım çekme çubuğunun spiral bağlantısı üzerinden ayarlanır.② Temas boşluğu, hareketli iletken çubuğun uzunluğunu değiştirerek ayarlanır.

• Bir kesici anahtarı analiz cihazı kullanarak, açma/kapanma hızını, üç faz senkronizasyonunu ve kapanma sıçramasını ölçün. Sonuçlar belirlenen sınırlar dışında ise, daha fazla ayar yapın.