Guida Approfondita ai Mancamenti Comuni e ai Metodi di Risoluzione dei Problemi per Interruttori a Vuoto da 10kV

Malfunzionamenti comuni degli interruttori a vuoto e risoluzione dei problemi sul campo da parte degli ingegneri elettrici

Gli interruttori a vuoto sono ampiamente utilizzati nell'industria elettrica, ma le prestazioni variano notevolmente tra i produttori. Alcuni modelli offrono ottime prestazioni, richiedono minime manutenzioni e garantiscono un'elevata affidabilità dell'energia elettrica. Altri soffrono di frequenti problemi, mentre alcuni presentano difetti gravi che possono causare disgiunzioni a livello superiore e blackout su larga scala. Esploriamo la gestione dei malfunzionamenti nel mondo reale da parte degli ingegneri elettrici per acquisire esperienza pratica e padroneggiare tecniche di manutenzione complete.

1. Riduzione del vuoto nell'interruttore a vuoto

1.1 Fenomeno del malfunzionamento
Gli interruttori a vuoto interrompono la corrente ed estinguono l'arco all'interno dell'interruttore a vuoto. Tuttavia, la maggior parte di essi non dispone di monitoraggio qualitativo o quantitativo del vuoto incorporato, rendendo la perdita di vuoto un malfunzionamento nascosto (latente), molto più pericoloso dei guasti evidenti.

1.2 Cause radicate

• Difetti nei materiali o nel processo di fabbricazione della bottiglia a vuoto, che causano microperdite.

• Problemi con il materiale o la fabbricazione delle campane, che portano a perdite dopo operazioni ripetute.

• Nei VCB separati (ad esempio, quelli con meccanismi di azionamento elettromagnetici), il grande spostamento del collegamento influenza la sincronizzazione, il rimbalzo e l'overshoot, accelerando la degradazione del vuoto.

1.3 Pericoli
La riduzione del vuoto compromette gravemente la capacità dell'interruttore di interrompere le correnti di cortocircuito, accorcia drasticamente la durata del servizio e può portare a esplosioni.

1.4 Soluzioni

• Durante le interruzioni programmate, utilizzare un tester di vuoto per eseguire controlli qualitativi del vuoto e confermare livelli adeguati di vuoto.

• Sostituire l'interruttore a vuoto se si rileva una perdita di vuoto e svolgere test di spostamento, sincronizzazione e rimbalzo successivamente.

1.5 Misure preventive

• Scegliere interruttori a vuoto di produttori di fiducia con progetti dimostrati e maturi.

• Preferire progetti integrati in cui l'interruttore e il meccanismo di azionamento sono combinati.

• Durante le ispezioni, controllare la presenza di archi esterni sulla bottiglia a vuoto. Se presenti, l'integrità del vuoto è probabilmente compromessa - pianificare immediatamente la sostituzione.

• Durante la manutenzione, effettuare sempre test di sincronizzazione, rimbalzo, spostamento e overshoot per garantire le migliori prestazioni.

2. Fallimento della discesa (rifiuto di disgiungere)

2.1 Sintomi del malfunzionamento

• Il controllo remoto non riesce a disgiungere l'interruttore.

• Il disgiungimento manuale locale fallisce.

• Il dispositivo di protezione a relè opera durante i guasti, ma l'interruttore non si disgiunge.

2.2 Cause radicate

• Circuito aperto nel circuito di controllo di disgiunzione.

• Bobina di disgiunzione aperta.

• Tensione di funzionamento bassa.

• Aumento della resistenza della bobina di disgiunzione, riducendo la forza di disgiunzione.

• Deformazione del braccio di disgiunzione, causando vincoli meccanici e riduzione della forza.

• Deformazione grave del braccio di disgiunzione, causando un blocco completo.

2.3 Pericoli
Il fallimento della disgiunzione durante i guasti porta a disgiunzioni a livello superiore, espandendo la portata del guasto e causando blackout su larga scala.

2.4 Soluzioni

• Controllare la presenza di circuiti aperti nel circuito di controllo di disgiunzione.

• Verificare la continuità della bobina di disgiunzione.

• Misurare la resistenza della bobina di disgiunzione per anomalie.

• Esaminare il braccio di disgiunzione per deformazioni.

• Verificare la tensione di funzionamento normale.

• Sostituire i bracci di disgiunzione in rame con quelli in acciaio per prevenire la deformazione.

2.5 Misure preventive

• Operatori: se le luci indicatrici di disgiunzione/connessione sono spente, controllare immediatamente la presenza di circuiti di controllo aperti.

• Personale di manutenzione: durante le interruzioni, misurare la resistenza della bobina di disgiunzione e ispezionare la condizione del braccio di disgiunzione. Sostituire i bracci in rame con quelli in acciaio.

• Eseguire test di disgiunzione/connessione a bassa tensione per garantire il funzionamento affidabile.

3. Meccanismo a molla – Malfunzionamenti del circuito di carica

3.1 Sintomi del malfunzionamento

• Dopo la chiusura, l'interruttore non può disgiungersi (energia insufficiente).

• Il motore di accumulo funziona continuamente, rischiando surriscaldamento e bruciatura.

3.2 Cause radicate

• Interruttore di fine corsa installato troppo basso: Interrompe l'alimentazione del motore prima che la molla sia completamente caricata → energia insufficiente per la disgiunzione.

• Interruttore di fine corsa installato troppo alto: Il motore rimane alimentato dopo il pieno carico.

• Interruttore di fine corsa difettoso → il motore non si ferma.

3.3 Pericoli

• Una carica incompleta può causare un fallimento della disgiunzione durante i guasti, portando a disgiunzioni a livello superiore.

• Il surriscaldamento del motore rende l'interruttore inoperativo.

3.4 Soluzioni

• Regolare la posizione dell'interruttore di fine corsa per un'intermittenza precisa del motore.

• Sostituire immediatamente gli interruttori di fine corsa danneggiati.

3.5 Misure preventive

• Operatori: Monitorare l'indicatore "molla caricata" durante l'operazione.

• Manutenzione: Dopo la manutenzione, eseguire due operazioni di disgiunzione/connessione locali per verificare il funzionamento corretto.

4. Povera sincronizzazione & rimbalzo eccessivo dei contatti

4.1 Fenomeno del malfunzionamento
Si tratta di un malfunzionamento nascosto - rilevabile solo tramite test delle caratteristiche meccaniche (ad esempio, analizzatori temporali).

4.2 Cause radicate

• Povera qualità meccanica del corpo dell'interruttore; le operazioni ripetute causano malallineazione e rimbalzo elevato.

• Negli interruttori separati, le lunghe barre di collegamento causano una trasmissione ineguale della forza, aumentando le differenze di sincronizzazione tra fasi e il rimbalzo.

4.3 Pericoli
Un rimbalzo elevato o una povera sincronizzazione compromettono gravemente l'interruzione delle correnti di cortocircuito, accorciano la vita utile e possono causare esplosioni. A causa della sua natura nascosta, questo malfunzionamento è particolarmente pericoloso.

4.4 Soluzioni

• Regolare la lunghezza delle tre barre isolanti di tiraggio per portare la sincronizzazione e il rimbalzo entro limiti accettabili (mantenendo lo spostamento e l'overshoot appropriati).

• Se la regolazione non ha successo, sostituire l'interruttore a vuoto della fase difettosa e ri-regolare.

4.5 Misure preventive

• Sostituire gli interruttori separati invecchiati con progetti integrati (monoblocchi) per ridurre i rischi di guasto.

• Durante la manutenzione, eseguire sempre test delle caratteristiche meccaniche per rilevare e risolvere i problemi in anticipo.

Nota finale: Protezione ambientale

Non trascurare mai l'impatto ambientale. Assicurarsi che le condizioni siano pulite, asciutte, prive di vibrazioni e controllate termicamente per garantire un funzionamento sicuro e affidabile degli interruttori a vuoto.