Por que un VCB de 10kV non pode activarse localmente
A incapacidade de operar manualmente o desarme mecánico local dun interruptor de vacío de 10kV é un tipo de fallo relativamente común no traballo de manutención do sistema eléctrico. Basándonos en anos de experiencia no terreo, estes problemas xeralmente provén de cinco áreas nucleares, cada unha das cales require unha resolución de problemas baseada en síntomas específicos.
O bloqueo do mecanismo de funcionamento é a causa máis común. O proceso de desarme dun interruptor depende da enerxía mecánica liberada polo almacenamento de enerxía na molla; se hai óxido, deformación ou obxectos estranxeiros dentro do mecanismo, a transmisión de enerxía está directamente impedida. Ao tratar un fallo nunha planta química o ano pasado, a desmontaxe revelou unha capa de óxido formada na superficie do semieixo de desarme debido á humidade, aumentando o coeficiente de fricción en máis do 40%. Un problema máis oculto é a deterioración do aceite do amortiguador. Un caso dunha subestación mostrou que o aceite hidráulico solidificado en temperaturas baixas reduciu a velocidade de desarme ao 60% do valor estándar—esta condición é facilmente mal diagnosticada como un fallo eléctrico. Aplicar regularmente graxa lubricante conforme aos estándares IEC 60255 e substituír o aceite do amortiguador cada dous anos pode prevenir eficazmente tais problemas.
A deformación ou fractura dos compoñentes de transmisión require unha inspección centrada. A varilla aislante, como compoñente clave de transmisión de potencia, consome enerxía cinética de desarme incluso con unha leve flexión. Durante unha manutención en 2021 nun parque eólico, descubriuse que o asentamento da fundación causou unha desviación de alineación de 2,3 mm entre as tres varillas, aumentando a carga mecánica en un 25%. A fractura por fadiga dos eslabóns metálicos é máis súbita. Os rexistros dunha acería mostraron que, despois de máis de 3.000 operacións consecutivas, a resistencia ao fluir do eslabón diminuiu aproximadamente un 15%. Recoméndase realizar ensaios de partículas magnéticas (Magnetic Particle Testing) no equipo que lleve máis de cinco anos en funcionamento.
As anomalias na cámara de extinción de arco afectan directamente o movemento dos contactos. Cando o vacío desce a máis de 10⁻² Pa, os cambios na diferencial de presión a través da campana aumentan a resistencia ao movemento dos contactos. Un informe de fallo dunha estación de suministro eléctrico indicou que unha cámara de extinción de arco que perdeu hermeticidade aumentou a forza de operación necesaria en uns 30N. Un caso máis especial é a soldadura de contactos. Incluso despois dunha interrupción exitosa, pode ocorrer unha soldadura microscópica cando a corrente de cortocircuito supera os 20kA. No incidente nun centro de datos o ano pasado, unha corrente de cortocircuito de 22,3kA provocou a formación dunha capa de aleación nas superficies de contacto dos contactos fixo e móbil, requirindo ferramentas especiais para a separación.
Os defectos nos compoñentes secundarios son a miúdo ignorados. Os curtos-circuitos interbobinados na bobina de desarme reducen a forza electromagnética; en casos reais, unha desviación de resistencia superior ao 10% pode levar ao fracaso na operación. Nun proxecto de suministro eléctrico en túneis, a oxidación dos terminais da bobina aumentou a resistencia de contacto a 5Ω, resultando nunha tensión terminal da bobina inferior ao 65% do valor nominal. A desalineación nos interruptores auxiliares é aínda máis oculta; cando o ángulo de conmutación desvía do valor de deseño en máis de 3°, pode cortar prematuramente o circuito de control. Recoméndase usar un osciloscopio para monitorizar a forma de onda da corrente do circuito de desarme, xa que a anchura de pulso anómala adoita aparecer antes que o fallo mecánico.
Os problemas na base de instalación teñen efectos acumulativos. Se o corpo do interruptor inclínase máis de 2°, a varilla de operación sofre unha forza lateral. Nuna central hidroeléctrica, a fractura da base de hormigón causou unha inclinación de 3,5°, resultando nun desgaste de pino catro veces maior que as condicións estándar en dous anos. Tamén non se poden ignorar os factores ambientais. Nuna subestación costeira, a deposición de neblina salina causou unha decadencia do coeficiente de rigidez da molla na caixa do mecanismo a unha taxa anual do 7%.
O manejo destes fallos debe seguir o principio da proba dinámica. Ademais das probadoras convencionais de características mecánicas que miden o tempo e a velocidade de desarme, recoméndase unha proba de operación a baixa tensión: reducir a tensión de operación ao 30% do valor nominal para o desarme; se a operación non se pode completar, a resistencia do mecanismo superou gravemente os límites. Para os interruptores frecuentemente operados (máis de 200 operacións por ano), o ciclo de manutención debe acortarse a 18 meses. A experiencia práctica mostra que aproximadamente o 70% dos fallos se poden evitar mediante a limpeza e lubrificación temprana do mecanismo, mentres que o 30% restante require predicción da vida útil dos compoñentes baseada en datos de monitorización de estado. Claro está, algúns fallos compósitos aínda requiren análise de desmontaxe para un diagnóstico preciso—este é precisamente o desafío do traballo de manutención.
