Miksi 10 kV:n VCB:a ei voi liikuttaa paikallisesti?

10 kV:n puhdasjäähdytetyn kytkimen paikallisen mekaanisen sulkemisen manuaalinen toiminta on yleinen vika tyyppi sähköverkon huollon työssä. Kenttäkokemuksen mukaan tällaiset ongelmat johtuvat yleensä viidestä ytimeksestä alueesta, jokainen vaatii ongelmanratkaisua erityisillä oireilla.

Toimintomekanismin jumittuminen on yleisin syy. Kytkimen sulkemisprosessi perustuu mekaaniseen energiaan, joka vapautetaan kehän energiasäilöstä; jos mekanismiin on muodostunut riestä, muotoutumista tai ulkopuolisia kohteita, energian siirto estyy suoraan. Kemiantehdasessa tapahtuneen vian käsittelyssä viime vuonna purkaminen paljasti, että kosteus oli aiheuttanut oksidikerroksen muodostumisen sulkukahva-akselin pinnalle, mikä lisäsi kitkakerroksen yli 40 %. Vähemmän ilmeinen ongelma on lyötteen heikentyminen. Asemassa havaittiin, että hydraulioili jäykistyi alhaisissa lämpötiloissa, mikä vähensi sulkunopeutta 60 %:iin normaaliarvosta—tätä tilannetta on helposti virheellisesti diagnosoitu sähkövirheeksi. Säännöllinen IEC 60255 -standardien mukaisen lijukeveden levitys ja lyötteen vaihto kahden vuoden välein voivat tehokkaasti ehkäistä tällaisia ongelmia.

Siirtokomponenttien muotoituminen tai katkeaminen vaatii keskittynyttä tarkastusta. Isoluusputki, avainenergian siirtokomponentti, kuluttaa sulkukinettia edes pienillä taipumisilla. Tuulivoimalassa vuonna 2021 tehdyn huollon aikana havaittiin, että perustan asettuminen aiheutti kolmen vaiheen putkien välille 2,3 mm:n epätasaavun, mikä lisäsi mekaanisen kuorman 25 %. Metalliyhdistelmien väsyshajoaminen on yhtäkkiä. Terästehtaasta saatujen tietojen mukaan yli 3 000 jatkuvan toiminnan jälkeen yhdistelmän antautumisvoima vähenee noin 15 %. Suositellaan magneettipartikkeli-tutkimusta (Magnetic Particle Testing) yli viisi vuotta toimineelle laitteelle.

Sulamisalan poikkeamat vaikuttavat suoraan yhteyksien liikkeeseen. Kun tyhjiys laskee alle 10⁻² Pa, puristeen muutos bellowsin molemmissa päissä lisää vastarintaa yhteyksien liikkeelle. Voimasuunnitelmalta saatu vianraportti osoitti, että leviävä sulamisala lisäsi tarvittavan toimintavoiman noin 30N. Erikoistapaus on yhteyksien liittyminen. Jopa onnistuneen katkaisun jälkeen mikroskooppinen liittyminen voi tapahtua, kun lyhytsulkuvirta ylittää 20kA. Tiedokeskuksessa tapahtuneessa tapauksessa viime vuonna 22,3kA:n lyhytsulku virta aiheutti allianssitason muodostumisen kiinteän ja liikkuvan yhteyden pinnalle, mikä vaati erityisiä työkaluja erottamiseen.

Toissijaiskomponenttien puutteet jäävät usein huomiotta. Kulmakierrosten välinen lyhytykus vähentää sulkukierron sähkömagneettista vetovoimaa; todellisissa tapauksissa vastuspoikkeama yli 10 %:iin voi johtaa toimintahäiriöön. Tunnelinvaihtoveron projektissa kierron pään oksidointi kasvatti yhteyden vastusta 5Ω:aan, mikä laski kierron pään jännitteen alle 65 %:iin nominääristä arvosta. Apukytkinten väärä asento on vieläkin piilossa; kun kytkennän kulma poikkeaa suunniteltusta arvosta yli 3°, se voi ennenaikaisesti katkaista ohjauskäytävän. Suositellaan käyttämään osiloskooppia sulkukäytävän sähkövirtasignaalin seurantaan, sillä epätavallinen pulssileveys usein ilmaantuu ennen mekaanisia vioita.

Asennusperustan ongelmat kertyvät ajan myötä. Jos kytkimen runko kallistuu yli 2°, toimintaputki kantaa sivusuuntaista voimaa. Vesivoimalassa betoniperustan rakoitus aiheutti 3,5°:n kallistumisen, mikä johti pin-nipuisten kulun nelinkertaistumiseen kahdessa vuodessa normaalista. Ympäristötekijöitä ei myöskään pidä jättää huomiotta. Rannikkopaneeliasemalla suolahuuren kertyminen aiheutti mekanismilaatikon kehän jäykkyyskerroksen rappeutumisen vuosittain 7 %:na.

Tällaisten vioitten käsittelyssä on noudatettava dynaamisen testauksen periaatetta. Lisäksi tavallisten mekaanisten ominaisuuksien mittareiden sulkuaikojen ja nopeuksien mittaamisen lisäksi suositellaan matalajännitekokeen tekemistä: alenna toimintajännite 30 %:iin nominääristä arvosta sulkemiseen; jos toimintoa ei voida suorittaa, mekanismin vastus on huomattavasti ylittänyt rajat. Usein toimiville kytkimille (yli 200 toimintoa vuodessa) huoltosyklia tulisi lyhentää 18 kuukauteen. Käytännön kokemus osoittaa, että noin 70 % vioista voidaan välttää mekanismin varhaisella puhdistamisella ja lijukeveden levityksellä, kun taas loput 30 % vaativat komponenttien elinkaaren ennustamista tilaohjausdatan perusteella. Tietysti jotkut monimutkaiset vioit edellyttävät vielä purkuanalyysiä tarkkaan diagnostiikan saamiseksi—tämä on juuri huollon haaste.