Recerca sobre l'anàlisi de falles mecàniques i tècniques d' millora dels interruptors de desconnectació a alta tensió
Amb l'avanç continu de la mecanització en la societat moderna, la demanda d'energia elèctrica en la vida quotidiana ha augmentat significativament. Per assegurar que l'abastament d'energia compleixi amb aquesta demanda creixent, el sistema elèctric ha de funcionar amb més estabilitat, seguretat i respostes en temps real. Això destaca l'importància crítica de la qualitat dels interruptors desconnectadors d'alta tensió durant la fabricació.
Els fabricants han de reforçar la seva consciència d'aquesta responsabilitat per assegurar un funcionament fiable de les línies d'alta tensió i reduir la freqüència de fallades. És essencial reconèixer que els interruptors desconnectadors són responsables d'isol·lar de manera segura l'equipament elèctric en condicions sense càrrega en casos d'emergència. Per tant, és necessari realitzar una anàlisi completa de les falles mecàniques existents, seguida de solucions dirigides per mitigar riscos.
1. Defectes i Anàlisi de Falles Comuns
Les línies d'alta tensió requereixen manteniment regular, necessitant l'operació freqüent dels interruptors desconnectadors d'alta tensió per isol·lar les fonts d'energia—assegurant la seguretat del personal de manteniment. Tanmateix, degut a defectes inherents de disseny i materials, les falles mecàniques segueixen sent el tipus de falla més comú. Les investigacions mostren que la instal·lació inadequada, la puesta en marcha insuficient o la corrosió mecànica sovint porten a temperatures excessives en el circuit conductor, fissures en l'aislament i fins i tot incidents de seguretat greus.
Una falla mecànica particularment perillosa és la fractura dels aïlladors de porcellana de suport. Aquesta falla presenta el risc més alt i pot conduir a conseqüències catastròfiques. Les causes es poden analitzar des de diversos aspectes:
Problemes de Qualitat del Material: La qualitat deficiente dels aïlladors, deguda a un control de fabricació pobre, introdueix seriosos perills de seguretat. L'examen dels aïlladors fracturats revela consistentment impuretes internes, microfissures, qualitat de collament pobra i, en alguns casos, la falta d'asfalt com a capa absorbent d'impacte.
Defectes de Disseny i Processos: Defectes de disseny inherents, treball manual inadequat o processos de cocció insuficients durant la fabricació poden resultar en unions febles entre l'aïllador i la flange, reduint la vida útil i la fiabilitat.
Degradació Ambiental: La exposició a llarg termini a condicions severes—incloent camps electromagnètics forts, corrosió química i erosió—accelera l'envejeciment.
Impacte Sísmic: Durant els terratrèmols, les vibracions intensives poden causar la fractura de l'aïllador degut a la resonància estructural o l'estress mecànic.
Una altra falla comuna és la falla operativa de l'interruptor desconnectador, on l'operació incorrecta porta a una apertura o tancament incomplets (desalineació), resultant en contacte deficient, increment de la resistència, sobrecalentament i possible dañ de l'equipament. Els factors contribuents inclouen:
Defectes de Disseny o Selecció Incorrecta de Materials: Un disseny estructural inadecuat o materials no adequats comprometen el rendiment.
Corrosió Severa: Les components rotatives, típicament de metall, estan exposades a l'ambient exterior. La humitat elevada, la falta de lubrificació i la exposició prolongada acceleren la corrosió, reduint la flexibilitat operativa.
Fallida dels Sistemes de Control Elèctric: Components elèctrics defectuosos en mecanismes d'operació motoritzats poden causar falla operativa.
Factors Ambientals: La exposició exterior subjecta els interruptors a pluja, neu i contaminació. En els últims anys, la boira fosca severa i l'humitat atmosfèrica incrementada han exacerbat la corrosió.
Corrosió Química: El pols atmosfèric i l'humitat reaccionen per formar electrolits corrosius. Quan es depositen a la superfície dels interruptors, aquests substanços causen corrosió electroquímica.
Deficiències Internes de Disseny: Una impermeabilitat pobra permet la penetració d'humitat. La selecció inadeguada de materials—com metalls amb baixa resistència a la corrosió—o revestiments anticorrosius insuficients degraden el rendiment. Combinat amb un manteniment i inspecció insuficients, aquests factors porten a una deterioració mecànica severa.
2. Mesures d'Millora per a Falles Mecàniques
2.1 Fabricació i Control de Qualitat
Els fabricants han de seguir estrictament les especificacions de disseny durant la producció, assegurant-se de la selecció correcta de materials i el control total de la qualitat. Per abordar les fractures dels aïlladors de porcellana:
Assegurar que el disseny de l'interruptor compleix amb els requisits tècnics i operatius.
Reforçar el control de qualitat en la producció mitjançant l'obtenció de matèries primeres de alta qualitat.
Col·laborar només amb provesidors de prestigi i tècnicament qualificats.
Establir acords d'assegurança de qualitat amb els provesidors, incloent inspeccions in situ i proves de producte.
Seguir estrictament els procediments operatius durant la producció; atendre immediatament qualsevol errors tècnics o defectes—mai forçar l'operació.
2.2 Prevenció del Sobrecalentament
El sobrecalentament en circuits conductors representa un perilós perill de seguretat. Les mesures efectives inclouen:
Ajustar la profunditat d'insertació del contacte per assegurar un contacte òptim.
Mantenir les superfícies de contacte netes o adoptar dissenys de contacte autonetgeables.
Instal·lar sensors de temperatura per monitoritzar el calentament anormal i activar intervencions precoces.
Implementar la neteja en línia per millorar l'eficiència del manteniment.
2.3 Protecció contra la Corrosió
Com que la corrosió és un factor major en la falla mecànica:
Aplicar lubricació regular a les parts mòbils.
Utilitzar acer inoxidable o altres materials resistent a la corrosió.
Millorar la impermeabilitat per augmentar la resistència a l'aigua.
Assegurar que es apliquen correctament revestiments anticorrosius de alta qualitat.
2.4 Manteniment i Inspecció
L'inspecció regular i la reparació oportuna són essencials. Tanmateix, el manteniment ha de ser significatiu—no només rutinari o formal. Les reparacions superficials desperdicien recursos i no asseguren un funcionament segur. Només un manteniment exhaustiu basat en l'estat pot prevenir fallades inesperades.
3. Mètodes Diagnòstics per a Falles Mecàniques
Diferents tècniques diagnòstiques ofereixen avantatges i limitacions distinctes. El personal hauria de seleccionar mètodes basant-se en les condicions reals, combinant aproximacions per aconseguir una detecció precisa de falles.
Prova Ultrasònica: Abans de la instal·lació, utilitzar la inspecció ultrasònica per detectar fissures en els aïlladors de porcellana i prevenir defects latents.
Monitorització de Tensions: Després de la instal·lació, monitoritzar si els aïlladors estan sotmesos a tensions mecàniques anormals.
Termografia Infraroja: Detectar sobrecalentaments localitzats en circuits. Si es identifiquen punts calents, prendre mesures correctives prontament.
Monitorització de la Corrent del Motor: Mesurar la corrent del motor durant l'operació per avaluar el rendiment de l'interruptor i identificar anomalies.
Mesura amb Extensòmetre de Resistència: Utilitzar extensòmetres de resistència per detectar tensions anormals en els aïlladors.
Anàlisi de Senyals: Analitzar els senyals de corrent del motor per avaluar la salut del sistema de propulsió.
4. Conclusió
Només després que totes les comprovacions diagnòstiques confirmen el funcionament normal i l'absència de perills de seguretat, l'interruptor desconnectador s'hauria de posar en servei.
Aquest document analitza les falles mecàniques comunes en els interruptors desconnectadors d'alta tensió, incloent la fractura dels aïlladors de porcellana, tensions anormals, sobrecalentaments en circuits, falla operativa i la corrosió de components metàl·lics. Basant-se en els reptes tècnics actuals, s'han proposat mesures d'millora i preventives dirigitas. Implementant aquestes recomanacions, el personal de manteniment pot millorar la prevenció de falles d'aislament d'alta tensió, millorar la fiabilitat del sistema i assegurar la seguretat del personal operatiu.
