Nghiên cứu về Phân tích và Kỹ thuật Cải tiến Sự cố Cơ khí của Công tắc Ngắt điện Cao áp

Với sự phát triển liên tục của cơ giới hóa trong xã hội hiện đại, nhu cầu về năng lượng điện trong cuộc sống hàng ngày đã tăng đáng kể. Để đảm bảo nguồn cung cấp điện đáp ứng được nhu cầu đang tăng này, hệ thống điện phải hoạt động với độ ổn định, an toàn và phản ứng tức thì cao hơn. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng cực kỳ của chất lượng công tắc cách ly điện áp cao trong quá trình sản xuất.

Các nhà sản xuất phải nâng cao nhận thức về trách nhiệm này để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của đường dây truyền tải điện áp cao và giảm tần suất hỏng hóc. Cần phải nhận ra rằng, công tắc cách ly có trách nhiệm cách ly thiết bị điện dưới điều kiện không tải trong trường hợp khẩn cấp. Do đó, việc phân tích toàn diện các lỗi cơ khí hiện có là cần thiết, sau đó đưa ra các giải pháp cụ thể để giảm thiểu rủi ro.

1. Các Khuyết Điểm và Phân Tích Lỗi Thường Gặp

Đường dây truyền tải điện áp cao yêu cầu bảo dưỡng định kỳ, đòi hỏi phải vận hành thường xuyên công tắc cách ly điện áp cao để cách ly nguồn điện—đảm bảo an toàn cho nhân viên bảo trì. Tuy nhiên, do những khuyết điểm thiết kế và vật liệu, lỗi cơ khí vẫn là loại hỏng hóc phổ biến nhất. Các cuộc điều tra cho thấy, lắp đặt không đúng cách, kiểm tra ban đầu không đầy đủ hoặc ăn mòn cơ khí thường dẫn đến nhiệt度过高，绝缘层开裂，甚至严重的安全事故。** **特别危险的机械故障是支撑瓷绝缘子的断裂。这种故障风险最高，可能导致灾难性后果。其原因可以从以下几个方面进行分析：** - **材料质量问题：由于制造控制不严导致的劣质绝缘子，引入了严重的安全隐患。对断裂绝缘子的检查始终显示内部杂质、微裂纹、粘结质量差，在某些情况下，缺少作为减震层的沥青。** - **设计和工艺缺陷：固有的设计缺陷、不当的工艺或制造过程中的烧制不足，可能导致绝缘子与法兰之间的连接薄弱，降低使用寿命和可靠性。** - **环境退化：长期暴露在恶劣条件下，包括强电磁场、化学腐蚀和风化，加速老化。** - **地震影响：在地震期间，强烈的振动可能导致绝缘子因结构共振或机械应力而断裂。** **另一个常见的故障是隔离开关的操作失败，其中操作不当导致开关未完全打开或关闭（错位），导致接触不良、电阻增加、过热和潜在的设备损坏。促成因素包括：** - **设计缺陷或材料选择错误：结构设计不足或材料不合适会损害性能。** - **严重腐蚀：通常由金属制成的旋转部件暴露在户外环境中。高湿度、缺乏润滑和长时间暴露会加速腐蚀，降低操作灵活性。** - **电气控制系统故障：电动操作机构中的电气元件缺陷会导致操作失败。** - **环境因素：户外暴露使开关受到雨、雪和污染的影响。近年来，严重的雾霾和大气湿度增加加剧了腐蚀。** - **化学腐蚀：大气中的灰尘和湿气反应形成腐蚀性电解质。当这些物质沉积在开关表面时，会引起电化学腐蚀。** - **内部设计弱点：密封不良允许水分进入。选择耐腐蚀性低的金属材料或防锈涂层不足进一步降低性能。结合维护和检查不足，这些因素导致严重的机械恶化。** **2. 机械故障改进措施** **2.1 生产和质量控制** **制造商必须在生产过程中严格遵守设计规范，确保适当的材料选择和整体质量控制。为解决瓷绝缘子断裂问题：** - **确保开关设计符合技术和操作要求。** - **通过采购高质量原材料加强生产过程中的质量控制。** - **仅与信誉良好且技术合格的供应商合作。** - **与供应商建立质量保证协议，包括现场检查和产品测试。** - **严格遵循生产过程中的操作程序；立即处理任何技术错误或缺陷——切勿强行操作。** **2.2 防止过热** **导电回路中的过热是一个严重的安全隐患。有效的对策包括：** - **调整接触插入深度以确保最佳接触。** - **保持接触面清洁或采用自洁接触设计。** - **安装温度传感器以监测异常加热并触发早期干预。** - **实施带电清洗以提高维护效率。** **2.3 腐蚀防护** **由于腐蚀是导致机械故障的主要原因之一：** - **定期对活动部件进行润滑。** - **使用不锈钢或其他耐腐蚀材料。** - **改善密封以增强防水性能。** - **确保高质量的防腐涂层正确应用。** **2.4 维护和检查** **定期检查和及时维修是必不可少的。然而，维护必须是有意义的，不仅仅是例行公事或敷衍了事。表面修复浪费资源且无法确保安全运行。只有彻底的基于状态的维护才能防止意外故障。** **3. 机械故障诊断方法** **不同的诊断技术具有各自的优势和局限性。人员应根据实际情况选择方法，结合多种方法以实现准确的故障检测。** - **超声波检测：在安装前使用超声波检测来检测瓷绝缘子中的裂纹，防止潜在缺陷。** - **应力监测：安装后，监测绝缘子是否处于异常机械应力下。** - **红外热成像：检测电路中的局部过热。如果发现热点，应立即采取纠正措施。** - **电机电流监测：测量运行中的电机电流以评估开关性能并识别异常。** - **应变片测量：使用电阻应变片检测绝缘子上的异常应力。** - **信号分析：分析电机电流信号以评估驱动系统的健康状况。** **4. 结论** **只有在所有诊断检查确认正常运行且不存在安全隐患后，隔离开关才应投入使用。** **本文分析了高压隔离开关中常见的机械故障，包括瓷绝缘子断裂、异常应力、电路过热、操作失败和金属部件腐蚀。基于当前的技术挑战，提出了有针对性的改进和预防措施。通过实施这些建议，维护人员可以提高高压绝缘故障的预防，提高系统可靠性，并确保操作人员的安全。** 请提供完整的翻译内容，我会继续将其翻译为越南语。 以下是翻译结果：

Với sự phát triển liên tục của cơ giới hóa trong xã hội hiện đại, nhu cầu về năng lượng điện trong cuộc sống hàng ngày đã tăng đáng kể. Để đảm bảo nguồn cung cấp điện đáp ứng được nhu cầu đang tăng này, hệ thống điện phải hoạt động với độ ổn định, an toàn và phản ứng tức thì cao hơn. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng cực kỳ của chất lượng công tắc cách ly điện áp cao trong quá trình sản xuất.

Các nhà sản xuất phải nâng cao nhận thức về trách nhiệm này để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của đường dây truyền tải điện áp cao và giảm tần suất hỏng hóc. Cần phải nhận ra rằng, công tắc cách ly có trách nhiệm cách ly thiết bị điện dưới điều kiện không tải trong trường hợp khẩn cấp. Do đó, việc phân tích toàn diện các lỗi cơ khí hiện có là cần thiết, sau đó đưa ra các giải pháp cụ thể để giảm thiểu rủi ro.

1. Các Khuyết Điểm và Phân Tích Lỗi Thường Gặp

Đường dây truyền tải điện áp cao yêu cầu bảo dưỡng định kỳ, đòi hỏi phải vận hành thường xuyên công tắc cách ly điện áp cao để cách ly nguồn điện—đảm bảo an toàn cho nhân viên bảo trì. Tuy nhiên, do những khuyết điểm thiết kế và vật liệu, lỗi cơ khí vẫn là loại hỏng hóc phổ biến nhất. Các cuộc điều tra cho thấy, lắp đặt không đúng cách, kiểm tra ban đầu không đầy đủ hoặc ăn mòn cơ khí thường dẫn đến nhiệt độ quá cao, lớp cách điện nứt, thậm chí là tai nạn nghiêm trọng.

Một lỗi cơ khí đặc biệt nguy hiểm là gãy vỡ của sứ cách điện đỡ. Sự cố này có rủi ro cao nhất và có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc. Nguyên nhân có thể được phân tích từ nhiều khía cạnh:

• Vấn đề về Chất lượng Vật liệu: Chất lượng sứ cách điện kém do kiểm soát sản xuất không tốt, gây ra nguy cơ an toàn nghiêm trọng. Kiểm tra các sứ cách điện bị gãy vỡ luôn cho thấy tạp chất bên trong, vết nứt vi mô, chất kết dính kém và trong một số trường hợp, thiếu nhựa đường làm lớp hấp thụ sốc.

• Khuyết điểm Thiết kế và Quy Trình: Những khuyết điểm thiết kế nội tại, kỹ thuật thi công không đúng hoặc quy trình nung không đủ trong quá trình sản xuất có thể dẫn đến mối nối yếu giữa sứ cách điện và flange, giảm tuổi thọ và độ tin cậy.

• Sự Hư Hỏng do Môi Trường: Việc tiếp xúc lâu dài với điều kiện khắc nghiệt—bao gồm trường điện từ mạnh, ăn mòn hóa học và phong hóa—gây ra lão hóa nhanh chóng.

• Ảnh Hưởng của Động Đất: Trong thời gian xảy ra động đất, rung động mạnh có thể gây gãy vỡ sứ cách điện do cộng hưởng cấu trúc hoặc ứng suất cơ học.

Một lỗi phổ biến khác là sự cố vận hành của công tắc cách ly, nơi vận hành không đúng cách dẫn đến việc mở hoặc đóng không hoàn toàn (không đồng đều), gây ra tiếp xúc kém, tăng trở kháng, nóng lên và có thể gây hư hỏng thiết bị. Các yếu tố góp phần bao gồm:

• Khuyết điểm Thiết kế hoặc Chọn Vật liệu Sai: Thiết kế cấu trúc không đủ hoặc vật liệu không phù hợp làm suy giảm hiệu suất.

• Ăn Mòn Nặng: Các bộ phận xoay, thường được làm bằng kim loại, tiếp xúc với môi trường ngoài trời. Độ ẩm cao, thiếu dầu bôi trơn và tiếp xúc kéo dài làm tăng tốc độ ăn mòn, giảm tính linh hoạt vận hành.

• Hỏng Hóc Hệ Thống Điều Khiển Điện: Các thành phần điện hỏng trong cơ chế vận hành động cơ có thể gây ra sự cố vận hành.

• Yếu Tố Môi Trường: Tiếp xúc với môi trường ngoài trời khiến công tắc chịu tác động của mưa, tuyết và ô nhiễm. Trong những năm gần đây, tình trạng sương mù dày đặc và độ ẩm không khí tăng đã làm gia tăng sự ăn mòn.

• Ăn Mòn Hóa Học: Bụi và hơi nước trong không khí phản ứng tạo thành chất điện phân ăn mòn. Khi chúng lắng đọng trên bề mặt công tắc, chúng gây ra ăn mòn điện hóa.

• Yếu Tố Thiết Kế Nội Tại: Kín kém cho phép nước xâm nhập. Việc chọn vật liệu không phù hợp—như kim loại có khả năng chống ăn mòn thấp—hoặc lớp phủ chống ăn mòn không đủ làm suy giảm hiệu suất. Kết hợp với việc bảo dưỡng và kiểm tra không đủ, các yếu tố này dẫn đến sự suy thoái cơ khí nghiêm trọng.

2. Các Biện Pháp Cải Thiện Lỗi Cơ Khí

2.1 Sản Xuất và Kiểm Soát Chất Lượng

Các nhà sản xuất phải tuân thủ nghiêm ngặt các thông số thiết kế trong quá trình sản xuất, đảm bảo lựa chọn vật liệu phù hợp và kiểm soát chất lượng tổng thể. Để giải quyết vấn đề gãy vỡ sứ cách điện:

• Đảm bảo thiết kế công tắc đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và vận hành.

• Tăng cường kiểm soát chất lượng trong sản xuất bằng cách sử dụng nguyên liệu chất lượng cao.

• Chỉ hợp tác với các nhà cung cấp uy tín và có kỹ thuật đủ tiêu chuẩn.

• Thiết lập các thỏa thuận đảm bảo chất lượng với nhà cung cấp, bao gồm kiểm tra trực tiếp tại chỗ và thử nghiệm sản phẩm.

• Tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình vận hành trong quá trình sản xuất; xử lý ngay lập tức bất kỳ lỗi kỹ thuật hoặc khuyết tật nào—không bao giờ ép buộc vận hành.

2.2 Phòng Ngừa Quá Nhiệt

Quá nhiệt trong mạch dẫn điện là mối nguy hiểm nghiêm trọng. Các biện pháp đối phó hiệu quả bao gồm:

• Điều chỉnh độ sâu chèn tiếp xúc để đảm bảo tiếp xúc tối ưu.

• Duy trì bề mặt tiếp xúc sạch sẽ hoặc áp dụng thiết kế tiếp xúc tự làm sạch.

• Lắp đặt cảm biến nhiệt độ để theo dõi sự nóng lên bất thường và kích hoạt can thiệp sớm.

• Áp dụng vệ sinh khi có dòng điện để tăng hiệu quả bảo dưỡng.

2.3 Bảo Vệ Chống Ăn Mòn

Vì ăn mòn là nguyên nhân chính gây hỏng hóc cơ khí:

• Bôi trơn định kỳ các bộ phận chuyển động.

• Sử dụng thép không gỉ hoặc các vật liệu chống ăn mòn khác.

• Cải thiện độ kín để tăng khả năng chống nước.

• Đảm bảo lớp phủ chống ăn mòn chất lượng cao được áp dụng đúng cách.

2.4 Bảo Dưỡng và Kiểm Tra

Kiểm tra định kỳ và sửa chữa kịp thời là rất cần thiết. Tuy nhiên, bảo dưỡng phải có ý nghĩa—không chỉ là hình thức hoặc chiếu lệ. Sửa chữa bề ngoài lãng phí tài nguyên và không đảm bảo an toàn vận hành. Chỉ có bảo dưỡng dựa trên tình trạng, toàn diện mới có thể ngăn ngừa sự cố không mong muốn.

3. Các Phương Pháp Chẩn Đoán Lỗi Cơ Khí

Các phương pháp chẩn đoán khác nhau mang lại lợi ích và hạn chế riêng. Nhân viên nên chọn phương pháp dựa trên điều kiện thực tế, kết hợp các phương pháp để đạt được sự phát hiện lỗi chính xác.

• Kiểm Tra Siêu Âm: Trước khi lắp đặt, sử dụng kiểm tra siêu âm để phát hiện vết nứt trong sứ cách điện và ngăn chặn các khuyết tật tiềm ẩn.

• Theo Dõi Áp Lực: Sau khi lắp đặt, theo dõi xem sứ cách điện có chịu áp lực cơ khí bất thường hay không.

• Nhiệt Hình Ảnh Hồng Ngoại: Phát hiện sự nóng lên cục bộ trong mạch. Nếu phát hiện điểm nóng, hãy thực hiện các biện pháp khắc phục ngay lập tức.

• Theo Dõi Dòng Điện Động Cơ: Đo dòng điện động cơ trong quá trình vận hành để đánh giá hiệu suất công tắc và phát hiện bất thường.

• Đo Lường Bằng Cảm Biến Điện Trở: Sử dụng cảm biến điện trở để phát hiện áp lực bất thường trên sứ cách điện.

• Phân Tích Tín Hiệu: Phân tích tín hiệu dòng điện động cơ để đánh giá sức khỏe của hệ thống truyền động.

4. Kết Luận

Chỉ sau khi tất cả các kiểm tra chẩn đoán xác nhận hoạt động bình thường và không có nguy cơ an toàn, công tắc cách ly mới được đưa vào sử dụng.

Bài viết này phân tích các lỗi cơ khí thường gặp trong công tắc cách ly điện áp cao, bao gồm gãy vỡ sứ cách điện, áp lực bất thường, quá nhiệt mạch, sự cố vận hành và ăn mòn các bộ phận kim loại. Dựa trên các thách thức kỹ thuật hiện tại, các biện pháp cải tiến và phòng ngừa mục tiêu đã được đề xuất. Bằng cách thực hiện các khuyến nghị này, nhân viên bảo dưỡng có thể tăng cường việc ngăn ngừa sự cố cách điện điện áp cao, cải thiện độ tin cậy của hệ thống và đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành.