Miért nem tud egy 10 kV-os VCB helyben lekapcsolódni?

A 10kV vákuum körzetállító manuális helyi mechanikus kiugrásának nem képesnek lenni működni egy relatíve gyakori hibatípus az energiarendszer karbantartási munkáiban. Évek értékes mezői tapasztalatai alapján ilyen problémák általában öt fő területről erednek, mindegyiket specifikus tünetek alapján kell megoldani.

Az operációs mechanizmus zavarodása a leggyakoribb oka. A körzetállító kiugrása mechanikai energiát használ fel a rugóenergiatárolóból; ha a mechanizmus belső részeiben rúg, torzulás vagy idegen testek vannak, az energiatovábbítást közvetlenül akadályozzák. Tavaly egy vegyipari üzemben bekövetkezett hiba esetén a felosztás során a trip félfuttatónak a vízfeleltség miatt képződött oxidrétege miatt a súrlódási együttható több mint 40%-kal nőtt. Egy másik rejtett probléma a lassítóolaj romlása. Egy áramelosztó állomásnál mutatkozott, hogy a hidraulikus olaj ködös hidegben szilárdult, és a kiugrás sebessége 60%-ra csökkent a normál értéktől—ez a feltétel könnyen elektrikai hibának tekinthető. Az IEC 60255 szabványoknak megfelelő habzsolási zsír rendszeres alkalmazása és a lassítóolaj kétévente való cseréje hatékonyan megelőzi ilyen problémákat.

A továbbítóelemek deformációja vagy törése szempontra méltó vizsgálatot igényel. Az izoláló rúd, amely egy kulcsfontosságú energiaátviteli elem, még apró hajlás esetén is elhasznál kinetikai energiát a kiugrás során. 2021-ben egy szélerőmű karbantartása során arra jutottak, hogy a talaj lehullása miatt a háromfázisú rudak között 2,3 mm-es eltérés alakult ki, ami a mechanikai terhelést 25%-kal növelte. A fém kapcsolók fáradtsági törése gyorsabb. Egy acélüzemben feljegyezték, hogy 3000-nél több egymást követő művelet után a kapcsoló yield strength-je körülbelül 15%-kal csökkent. Javasoljuk, hogy a 5 év fölött működő berendezésekön végezzenek mágneses porvizsgálatot (Magnetic Particle Testing).

Az ízelhalálos kamra anomáliái közvetlenül befolyásolják a kapcsolat mozgását. Amikor a vakuum 10⁻² Pa felett csökken, a csillapítóháló nyomásváltásának változása megnöveli a kapcsolatmozgás ellenállását. Egy áramellátási állomás hibajelentésében azt találták, hogy a szivárgó ízelhalálos kamra a szükséges működtetési erőt körülbelül 30N-rel növelte. Egy speciális eset a kapcsolatok összefagyása. Még a sikeres megszakítás után is mikroszkopikus összefagyás létrejöhet, ha a rövidzárlati áram 20kA-nál nagyobb. Tavaly egy adatközpontban 22,3kA rövidzárlati áram jelentős anyagcserét okozott a rögzített és a mozgó kapcsolat felületein, ami speciális eszközöket igényelt a szétválasztáshoz.

A másodlagos komponensek hibái gyakran figyelmen kívül hagyottak. A trippel spóroló körben lévő kerék közti rövidzárlat csökkenti az elektromos vonzóerőt; gyakorlati esetekben a ellenállás 10% feletti eltérése hibához vezethet. Egy túszámláló projektben a spóroló termináljainak oxidálódása a kapcsolati ellenállást 5Ω-ra növelte, ami a spóroló terminál feszültségét 65%-ra csökkentette a nominális értéktől. A segédkapcsolók eltolódása még rejtettebb; ha a kapcsoló szög több mint 3°-tel tér el a tervezeti értéktől, koraian kivágja a vezérlő áramkört. Javasoljuk, hogy oszcilloszkóppal monitorozzák a trippel áramkör áram hullámát, mivel az anomális impulzusszélesség gyakran korábban jelentkezik, mint a mechanikai hiba.

A telepítési alap problémái kumulatív hatással bírnak. Ha a körzetállító teste 2°-nál nagyobban ferde, a működtető rúd oldalsó erőt tartalmaz. Egy vízernyelő állomáson a beton alap repedése 3,5°-os ferdeséget okozott, ami két év alatt négy alkalommal nagyobb beszírást eredményezett a standard feltételeknél. Környezeti tényezők sem hagyhatók figyelmen kívül. Egy part menti áramelosztó állomáson a sókészülék lehullása a mechanizmus dobozban a rugó merevségi együtthatóját éves 7%-os arányban romolta.

Ezeknek a hibáknak a kezelése a dinamikus tesztelés elvét követve történik. A hagyományos mechanikai jellemző tesztelőkkel, amelyek a kiugrás időt és sebességét mérik, mellett ajánlott egy alacsony feszültségű működtetési teszt: csökkentsék a működtetési feszültséget a nominális érték 30%-ára a kiugrás során; ha a működtetés nem teljesül, a mechanizmus ellenállása jelentősen meghaladta a határértéket. Gyakran működő körzetállítók esetén (több mint 200 művelet évente) a karbantartási ciklust 18 hónapra kell rövidíteni. A gyakorlati tapasztalat szerint körülbelül 70% a hibákat korai takarítással és habzsolással lehet elkerülni, míg a maradék 30% a komponensek élettartamának előrejelzését igényli a feltételmonitorozási adatok alapján. Természetesen, néhány összetett hiba diszassembly analízist igényel pontos diagnózisra—ez pont a karbantartási munka kihívása.