Ricerca sull'Analisi dei Guasti Meccanici e sulle Tecniche di Miglioramento degli Interruttori a Separazione ad Alta Tensione

Con l'avanzamento continuo della meccanizzazione nella società moderna, la domanda di energia elettrica nella vita quotidiana è aumentata significativamente. Per garantire che l'approvvigionamento di energia soddisfi questa crescente richiesta, il sistema elettrico deve operare con maggiore stabilità, sicurezza e reattività in tempo reale. Questo sottolinea l'importanza critica della qualità degli interruttori disgiuntori ad alta tensione durante la fabbricazione.

I produttori devono rafforzare la loro consapevolezza di questa responsabilità per garantire il funzionamento affidabile delle linee di trasmissione ad alta tensione e ridurre la frequenza dei guasti. È essenziale riconoscere che gli interruttori disgiuntori sono responsabili per isolare in sicurezza le apparecchiature elettriche in condizioni senza carico durante emergenze. Pertanto, è necessaria un'analisi complessiva dei difetti meccanici esistenti, seguita da soluzioni mirate per mitigare i rischi.

1. Difetti e analisi dei guasti comuni

Le linee di trasmissione ad alta tensione richiedono manutenzione regolare, necessitando di una frequente operazione degli interruttori disgiuntori ad alta tensione per isolare le fonti di alimentazione—garantendo la sicurezza del personale di manutenzione. Tuttavia, a causa di difetti intrinseci di progettazione e materiali, i guasti meccanici rimangono il tipo di guasto più comune. Le indagini mostrano che l'installazione impropria, la messa in servizio insufficiente o la corrosione meccanica spesso portano a temperature eccessive nel circuito conduttore, alla crepa dell'isolamento e persino a incidenti gravi.

Un guasto meccanico particolarmente pericoloso è la frattura dei supporti isolatori in porcellana. Questo guasto presenta il rischio più elevato e può portare a conseguenze catastrofiche. Le cause possono essere analizzate da diversi aspetti:

• Problemi di qualità del materiale: la qualità scadente degli isolatori, dovuta a un controllo di produzione povero, introduce gravi pericoli di sicurezza. L'esame degli isolatori fratturati rivela costantemente impurità interne, microfratture, pessima qualità di legatura e, in alcuni casi, l'assenza di asfalto come strato assorbente di shock.

• Difetti di progettazione e processo: difetti intrinseci di progettazione, lavorazione impropria o processi di cottura insufficienti durante la produzione possono risultare in giunti deboli tra l'isolatore e la flangia, riducendo la durata e l'affidabilità.

• Degradazione ambientale: l'esposizione a lungo termine a condizioni dure, inclusi forti campi elettromagnetici, corrosione chimica e intemperie, accelera l'invecchiamento.

• Impatto sismico: durante i terremoti, le intense vibrazioni possono causare la frattura degli isolatori a causa della risonanza strutturale o dello stress meccanico.

Un altro guasto comune è il malfunzionamento operativo dell'interruttore disgiuntore, dove l'operazione impropria porta a un apertura o chiusura incompleta (allineamento scorretto), risultando in un contatto povero, resistenza aumentata, surriscaldamento e potenziale danneggiamento dell'equipaggiamento. I fattori contribuenti includono:

• Difetti di progettazione o selezione errata del materiale: una progettazione strutturale inadeguata o materiali non adatti compromettono le prestazioni.

• Corrosione severa: i componenti rotanti, solitamente realizzati in metallo, sono esposti all'ambiente esterno. Alta umidità, mancanza di lubrificazione e esposizione prolungata accelerano la corrosione, riducendo la flessibilità operativa.

• Guasto dei sistemi di controllo elettrico: componenti elettrici difettosi nei meccanismi di azionamento motorizzati possono causare il malfunzionamento operativo.

• Fattori ambientali: l'esposizione all'esterno sottopone gli interruttori a pioggia, neve e inquinamento. Negli ultimi anni, lo smog grave e l'aumento dell'umidità atmosferica hanno aggravato la corrosione.

• Corrosione chimica: la polvere atmosferica e l'umidità reagiscono per formare elettroliti corrosivi. Quando depositati sulle superfici degli interruttori, questi sostanze causano corrosione elettrochimica.

• Debolezze di progettazione interna: un sigillaggio povero permette l'ingresso di umidità. La scelta inappropriata di materiali, come metalli con bassa resistenza alla corrosione, o rivestimenti anticorrosivi inadeguati degradano ulteriormente le prestazioni. Combinati con una manutenzione e ispezione insufficienti, questi fattori portano a un grave deterioramento meccanico.

2. Misure di miglioramento per i guasti meccanici

2.1 Produzione e controllo di qualità

I produttori devono attenersi rigidamente alle specifiche di progettazione durante la produzione, assicurando una corretta selezione dei materiali e un controllo di qualità generale. Per affrontare le fratture degli isolatori in porcellana:

• Assicurarsi che il progetto dell'interruttore soddisfi i requisiti tecnici e operativi.

• Rafforzare il controllo di qualità nella produzione utilizzando materie prime di alta qualità.

• Collaborare solo con fornitori affidabili e tecnicamente qualificati.

• Stabilire accordi di garanzia della qualità con i fornitori, inclusi ispezioni in loco e test dei prodotti.

• Seguire rigorosamente le procedure operative durante la produzione; affrontare immediatamente qualsiasi errore tecnico o difetto—non forzare mai l'operazione.

2.2 Prevenzione del surriscaldamento

Il surriscaldamento nel circuito conduttore rappresenta un serio pericolo di sicurezza. Misure efficaci includono:

• Regolare la profondità di inserimento del contatto per garantire un contatto ottimale.

• Mantenere pulite le superfici di contatto o adottare design di contatto auto-pulenti.

• Installare sensori di temperatura per monitorare il riscaldamento anomalo e attivare un intervento precoce.

• Implementare la pulizia in linea per migliorare l'efficienza della manutenzione.

2.3 Protezione contro la corrosione

Poiché la corrosione è un contributo maggiore al fallimento meccanico:

• Applicare regolarmente lubrificazione ai componenti mobili.

• Utilizzare acciaio inossidabile o altri materiali resistenti alla corrosione.

• Migliorare il sigillaggio per aumentare la resistenza all'acqua.

• Assicurarsi che i rivestimenti anticorrosivi di alta qualità siano applicati correttamente.

2.4 Manutenzione e ispezione

L'ispezione regolare e la riparazione tempestiva sono essenziali. Tuttavia, la manutenzione deve essere significativa, non meramente routine o formale. Le riparazioni superficiali sprecano risorse e non garantiscono il funzionamento sicuro. Solo una manutenzione approfondita, basata sullo stato, può prevenire guasti inaspettati.

3. Metodi diagnostici per i guasti meccanici

Diversi metodi diagnostici offrono vantaggi e limiti distinti. Il personale dovrebbe selezionare i metodi in base alle condizioni effettive, combinando approcci per ottenere una rilevazione accurata dei guasti.

• Controllo ultrasonico: prima dell'installazione, utilizzare l'ispezione ultrasonica per rilevare le crepe negli isolatori in porcellana e prevenire difetti latenti.

• Monitoraggio dello stress: dopo l'installazione, monitorare se gli isolatori sono sotto stress meccanico anomalo.

• Termografia infrarossa: rilevare il surriscaldamento localizzato nei circuiti. Se vengono identificate zone calde, intervenire prontamente.

• Monitoraggio della corrente del motore: misurare la corrente del motore durante l'operazione per valutare le prestazioni dell'interruttore e identificare anomalie.

• Misurazione con gauging di deformazione: utilizzare gauging di deformazione a resistenza per rilevare lo stress anomalo sugli isolatori.

• Analisi dei segnali: analizzare i segnali di corrente del motore per valutare la salute del sistema di trazione.

4. Conclusione

Solo dopo che tutti i controlli diagnostici confermano il funzionamento normale e l'assenza di pericoli di sicurezza, l'interruttore disgiuntore può essere messo in servizio.

Questo articolo analizza i guasti meccanici comuni negli interruttori disgiuntori ad alta tensione, inclusa la frattura degli isolatori in porcellana, lo stress anomalo, il surriscaldamento del circuito, il malfunzionamento operativo e la corrosione dei componenti metallici. In base alle sfide tecniche attuali, sono state proposte misure di miglioramento e prevenzione mirate. Implementando queste raccomandazioni, il personale di manutenzione può migliorare la prevenzione dei guasti di isolamento ad alta tensione, migliorare l'affidabilità del sistema e garantire la sicurezza del personale operativo.