Zašto 10kV VCB ne može prekidati lokalno?

Nesposobnost ručnog upravljanja lokalnim mehaničkim isključivanjem vakuumskog prekidača na 10kV je relativno uobičajeni tip greške u održavanju električnih sustava. Na temelju godina iskustva u terenu, takve probleme obično uzrokuju pet ključnih područja, svako zahtijeva dijagnostiku na temelju specifičnih simptoma.

Zaključavanje mehanizma upravljanja je najčešći uzrok. Postupak isključivanja prekidača zavisi od mehaničke energije oslobađene iz akumuliranja energije u oprugu; ako unutar mehanizma postoji korozija, deformacija ili tuđi predmeti, prijenos energije je direktno onemogućen. Tijekom rješavanja problema u kemiji prošle godine, demontiranjem je otkriven sloj oksida na površini poluosne štapiće zbog vlage, što je povećalo koeficijent trenja za više od 40%. Još skriveniji problem je deteroracija mašta u amortizeru. Primjer iz transformatorne stanice pokazao je da se hidraulični fluid utvrdio na niskim temperaturama, smanjujući brzinu isključivanja na 60% standardne vrijednosti – ova situacija lako može biti pogrešno dijagnosticirana kao električna greška. Redovito nanoseći mazivački mast koji se slaže sa standardima IEC 60255 i zamjenjujući mašt u amortizeru svake dvije godine, može se efikasno spriječiti takvi problemi.

Deformacija ili lom prijenosnih komponenti zahtijevaju fokusan pregled. Izolacijska štapica, kao ključna komponenta prijenosa snage, potrošit će kinetičku energiju čak i kod malog savijanja. Tijekom održavanja na vjetroelektrani 2021. godine, otkriveno je da je uslijed propadanja temelja došlo do pomaka od 2,3mm između tri-faznih štapića, povećavajući mehaničko opterećenje za 25%. Umorostipanje metalnih veza je još naglije. Zapisi iz čelike pokazuju da nakon više od 3.000 uzastopnih radnji, granica trpljivosti veze smanjila se otprilike za 15%. Preporučljivo je provoditi magnetno prasnu ispitivanja (Magnetic Particle Testing) na opremi staroj više od pet godina.

Anomalije u komori za ugasevanje plamena direktno utječu na kretanje kontakata. Kada vakuum pada ispod 10⁻² Pa, promjene u razlici tlaka između bellowse povećavaju otpor kretanju kontakata. Izvještaj o grešci iz opreme za opskrbu strujom pokazao je da je curenje iz komore za ugasevanje plamena povećalo potrebnu silu operacije za otprilike 30N. Još posebni primjer je savarenje kontakata. Čak i nakon uspješnog prekida, mikroskopsko savarenje može nastati kada prekidni struja premaši 20kA. U incidentu u centru za obradu podataka prošle godine, prekidna struja od 22,3kA stvorila je legirani sloj na površinama fiksnih i pomičnih kontakata, zašto je za njihovo razdvajanje bilo potrebno posebno alatstvo.

Defekti u sekundarnim komponentama često se zanemaruju. Kratki spojevi među zavojnicama isključivanja smanjuju elektromagnetsku povlačnu silu; u stvarnim slučajevima, odstupanje otpora prema gore od 10% može dovesti do neuspjeha operacije. U projektu opskrbe strujom tunela, oksidacija terminala zavojnice povećala je kontakt-otpor na 5Ω, rezultirajući padanjem napona na terminalima zavojnice ispod 65% nominalne vrijednosti. Pogrešno poravnanje pomoćnih prekidača još je više skriveno; kada kut prebacivanja odstupa od dizajnerske vrijednosti za više od 3°, može prematureno prekinuti kontrolni krug. Preporučuje se korištenje osciloskopa za praćenje valova struje u krugu isključivanja, jer se anomalne širine impulsa često pojavljuju ranije nego mehanički propali.

Problemi s temeljem instalacije imaju kumulativne učinke. Ako se tijelo prekidača nagiba za više od 2°, nosač snage podliježe bočnom opterećenju. U hidroelektranici, pukotine betonskog temelja doveli su do nagiba od 3,5°, što je dovelo do iznosa gubitaka pinova četiri puta većeg od standardnih uvjeta unutar dvije godine. Ekološki faktori također ne mogu biti zanemareni. U transformatornoj stanici uz obalu, depozicija solne magle dovela je do opadanja koeficijenta čvrstoće opruge u kutiji mehanizma brzinom od 7% godišnje.

Rješavanje takvih grešaka mora slijediti princip dinamičkog testiranja. Osim konvencionalnih testerica mehaničkih karakteristika koje mjere vrijeme i brzinu isključivanja, preporučljivo je provedba testa rada na niskom naponu: smanjite radni napon na 30% nominalne vrijednosti za isključivanje; ako se operacija ne može dovršiti, otpor mehanizma je značajno premašio granice. Za često korištene prekidače (preko 200 radnji godišnje), trebao bi se skratiti ciklus održavanja na 18 mjeseci. Praktično iskustvo pokazuje da se približno 70% grešaka može izbjeći putem rane čišćenja i smazivanja mehanizma, dok preostalih 30% zahtijeva predviđanje životnog vijeka komponenata na temelju podataka o stanju. Naravno, neke kombinirane greške i dalje zahtijevaju analizu dekompozicije za točnu dijagnozu – to je upravo izazov u održavanju.