Investigación sobre o Análise de Fallos Mecánicos e Técnicas de Melora en Interruptores Desconectadores de Alta Voltaaxe
Con o avance continuo da mecanización na sociedade moderna, a demanda de enerxía eléctrica na vida diaria aumentou significativamente. Para asegurar que o suministro de enerxía atenda esta crecente demanda, o sistema eléctrico debe operar con maior estabilidade, seguridade e resposta en tempo real. Isto resalta a importancia crítica da calidade dos interruptores de alta tensión durante a súa fabricación.
Os fabricantes deben reforzar a súa conciencia desta responsabilidade para garantir a operación fiable das liñas de transmisión de alta tensión e reducir a frecuencia de fallos. É esencial recoñecer que os interruptores son responsables de aislar de xeito seguro o equipo eléctrico en condicións sen carga durante as emergencias. Polo tanto, é necesaria unha análise comprehensiva das existentes fallas mecánicas, seguida de solucións específicas para mitigar os riscos.
1. Defectos Comúns e Análise de Fallos
As liñas de transmisión de alta tensión requiren manutención regular, necessitando a frecuente operación dos interruptores de alta tensión para aislar as fontes de enerxía—asegurando a seguridade do persoal de manutención. No entanto, debido a defectos inerentes de deseño e materiais, os fallos mecánicos permanecen sendo o tipo de fallo máis común. As investigacións mostran que a instalación incorrecta, a puesta en marcha inadeuada ou a corrosión mecánica a miúdo levam a temperaturas excesivas no circuito conductor, ao craqueamento da aislación e incluso a incidentes de seguridade graves.
Un fallo mecánico particularmente perigoso é a fractura dos aisladores de porcelana de soporte. Este fallo presenta o risco máis alto e pode levar a consecuencias catastróficas. As causas poden analizarse desde varios aspectos:
Problemas de Calidade do Material: A baixa calidade dos aisladores, debido a un control de fabricación deficiente, introduce graves riscos de seguridade. A inspección de aisladores fracturados revela consistentemente impurezas internas, microcraques, mala calidade de unión e, en algún caso, a ausencia de asfalto como capa absorbente de choques.
Defectos de Deseño e Proceso: Flawos inerentes de deseño, mala execución ou procesos de cocción inadequados durante a fabricación poden resultar en uniones débiles entre o aislador e a brida, reducindo a vida útil e a fiabilidade.
Degradación Ambiental: A exposición a longo prazo a condicións adversas, incluíndo campos electromagnéticos fortes, corrosión química e intemperie, acelera o envellecemento.
Impacto Sísmico: Durante os terremotos, as vibracións intensas poden causar a fractura do aislador debido á resonancia estrutural ou ao estrés mecánico.
Outro fallo común é a fallo operacional do interruptor, onde a operación incorrecta leva a unha apertura ou pechado incompletos (desalineación), resultando en contacto pobre, resistencia aumentada, sobrecalentamento e potencial dano do equipo. Os factores contribuíntes inclúen:
Flawos de Deseño ou Selección Incorrecta de Materiais: Un deseño estructural inadecuado ou materiais non adecuados comprometen o rendemento.
Corrosión Severa: Os componentes rotativos, xeralmente feitos de metal, están expostos a entornos exteriores. A humidade elevada, a falta de lubricación e a exposición prolongada aceleran a corrosión, reducindo a flexibilidade operativa.
Fallo dos Sistemas de Control Eléctricos: Componentes eléctricos defectuosos nos mecanismos de operación motorizados poden causar fallos operativos.
Factores Ambientais: A exposición exterior suxeita os interruptores a chuvia, neve e contaminación. Nos últimos anos, a néboa severa e o aumento da humidade atmosférica exacerbáron a corrosión.
Corrosión Química: O polvo atmosférico e a humidade reaccionan para formar electrolitos corrosivos. Cando se depositan nas superficies dos interruptores, estas substancias causan corrosión electroquímica.
Débedos Internos de Deseño: Un selado deficiente permite a entrada de humidade. A selección inapropiada de materiais, como metais con baixa resistencia à corrosión, ou recubrimentos anticorrosivos inadecuados agravam o rendemento. Combinado coa manutención e inspección insuficientes, estes factores conducen a un deterioro mecánico grave.
2. Medidas de Melora para Fallos Mecánicos
2.1 Fabricación e Control de Calidade
Os fabricantes deben aderirse estritamente ás especificacións de deseño durante a produción, asegurando unha correcta selección de materiais e un control de calidade global. Para abordar as fracturas dos aisladores de porcelana:
Asegurar que o deseño do interruptor cumpra cos requisitos técnicos e operativos.
Fortalecer o control de calidade na produción mediante a obtención de materias primas de alta calidade.
Colaborar só con proveedores reputados e tecnicamente cualificados.
Estabelecer acordos de garantía de calidade con os proveedores, incluíndo inspeccións no local e probas de produto.
Seguir estritamente os procedimientos operativos durante a produción; abordar de inmediato calquera erro técnico ou defecto—nunca forzar a operación.
2.2 Prevención do Sobrecalentamento
O sobrecalentamento nos circuitos conductores representa un serio risco de seguridade. Medidas efectivas inclúen:
Ajustar a profundidade de inserción do contacto para asegurar un contacto óptimo.
Manter limpias as superficies de contacto ou adoptar diseños de contacto autolimpiables.
Instalar sensores de temperatura para monitorizar o calentamento anómalo e activar unha intervención precoz.
Implementar a limpeza en vivo para mellorar a eficiencia da manutención.
2.3 Protección contra a Corrosión
Xa que a corrosión é unha contribución importante ao fallo mecánico:
Aplicar lubrificación regular aos componentes móbeis.
Usar acero inoxidable ou outros materiais resistentes á corrosión.
Melorar o selado para aumentar a resistencia ao agua.
Asegurar que se apliquen correctamente revestimentos anticorrosivos de alta calidade.
2.4 Manutención e Inspección
A inspección regular e a reparación oportuna son esenciais. No entanto, a manutención debe ser significativa, non simplemente rutinaria ou formal. As reparacións superficiais desperdician recursos e non aseguran a operación segura. Só unha manutención exhaustiva baseada no estado pode prevenir fallos inesperados.
3. Métodos de Diagnóstico para Fallos Mecánicos
Diferentes técnicas de diagnóstico ofrecen vantaxes e limitacións distintas. O persoal debe seleccionar métodos baseándose nas condicións reais, combinando enfoques para lograr unha detección precisa de fallos.
Ensayo Ultrasonido: Antes da instalación, usar inspección ultrasonido para detectar craques nos aisladores de porcelana e evitar defectos latentes.
Monitorización de Estrés: Despois da instalación, monitorizar se os aisladores están sometidos a estrés mecánico anómalo.
Termografía Infravermella: Detectar sobrecalentamentos localizados nos circuitos. Se se identifican puntos calientes, tomar medidas correctivas de inmediato.
Monitorización de Corrente do Motor: Medir a corrente do motor durante a operación para avaliar o rendemento do interruptor e identificar anomalías.
Medición con Extensiometros: Usar extensiometros de resistencia para detectar estrés anómalo nos aisladores.
Análise de Sinais: Analizar os sinais de corrente do motor para avaliar a saúde do sistema de propulsión.
4. Conclusión
Só despois de que todas as comprobacións de diagnóstico confirmen a operación normal e a ausencia de riscos de seguridade, o interruptor de alta tensión debe ser posto en servizo.
Este artigo analiza os fallos mecánicos comúns nos interruptores de alta tensión, incluíndo a fractura dos aisladores de porcelana, o estrés anómalo, o sobrecalentamento do circuito, o fallo operacional e a corrosión dos compoñentes metálicos. Basándose nos desafíos técnicos actuais, propuxéronse medidas de melora e prevención específicas. Mediante a implementación destas recomendacións, o persoal de manutención pode mellorar a prevención dos fallos de aislación de alta tensión, mellorar a fiabilidade do sistema e asegurar a seguridade do persoal operativo.
