なぜ10kVのVCBがローカルでトリップしないのか

10kV真空回路遮断器のローカルメカニカルトリップを手動で操作できない問題は、電力システムメンテナンス作業において比較的一般的な故障タイプです。長年の現場経験に基づくと、このような問題は通常5つの主要領域から生じ、具体的な症状に基づいてトラブルシューティングが必要となります。

動作機構の詰まりが最も一般的な原因です。回路遮断器のトリッププロセスは、スプリングエネルギー貯蔵からの機械エネルギーに依存しています。もし内部に錆、変形、または異物がある場合、エネルギー伝達は直接妨げられます。昨年化学プラントでの故障処理では、湿気によってトリップ半軸の表面に酸化層が形成され、摩擦係数が40%以上増加していました。より隠れた問題としてダッシュポットオイルの劣化があります。ある変電所の事例では、低温で液圧油が固化し、トリップ速度が標準値の60%に低下しました。この状態は電気的な故障と誤診されることがありますが、IEC 60255基準に適合する潤滑脂を定期的に塗布し、ダッシュポットオイルを2年ごとに交換することで効果的に防ぐことができます。

伝送部品の変形または破損には重点的に検査が必要です。絶縁棒は重要なパワートランスミッション部品であり、わずかな曲がりでもトリップ運動エネルギーを消費します。2021年の風力発電所でのメンテナンスでは、基礎沈下により3相ロッド間に2.3mmの位置ズレが生じ、機械負荷が25%増加していました。金属リンクの疲労破断はより突然です。ある製鉄所の記録によると、連続3,000回以上の動作後、リンクの降伏強度が約15%減少しました。5年以上稼働している設備には磁粉探傷（Magnetic Particle Testing）を行うことを推奨します。

消弧室の異常は接触運動に直接影響を与えます。真空度が10⁻² Paを超えると、ベルowsの両側の圧力差が変わり、接触運動への抵抗が増えます。ある供給所からの故障報告では、漏れのある消弧室が動作に必要な力を約30N増加させました。より特殊なケースとして接触溶接があります。短絡電流が20kAを超えた場合、切断成功後も微視的な溶接が発生することがあります。昨年のデータセンターでの事例では、22.3kAの短絡電流が固定接触部と可動接触部の間に合金層を形成し、特別な工具を使用して分離する必要がありました。

二次部品の欠陥はしばしば見落とされます。トリップコイルの巻線間ショートは電磁吸引力を減少させます。実際の事例では、抵抗偏差が10%を超えると動作不能に至ることがあります。トンネル電源プロジェクトでは、コイル端子の酸化により接触抵抗が5Ωに上昇し、コイル端子電圧が定格値の65%以下に低下しました。補助スイッチのずれはさらに隠れており、切り替え角度が設計値から3°以上ずれると制御回路が早まって切断されることがあります。トリップ回路の電流波形をオシロスコープで監視することをお勧めします。異常なパルス幅は機械的な故障よりも早く現れることが多いからです。

設置基礎の問題は累積的な影響を持ちます。遮断器本体が2°以上傾くと、操作ロッドに横方向の力がかかります。ある水力発電所では、コンクリート基礎の亀裂により3.5°の傾きが生じ、標準条件よりも2年以内にピンの摩耗が4倍になりました。環境要因も無視できません。海岸近くの変電所では、塩霧の堆積により機構箱内のスプリング剛性係数が年間7%の割合で減少しました。

このような故障の対処には動的テストの原則に従う必要があります。従来の機械特性試験機によるトリップ時間や速度の測定だけでなく、低電圧動作試験も推奨します：定格値の30%の動作電圧でトリップを行い、操作が完了しない場合は機構の抵抗が制限を超えています。頻繁に操作される遮断器（年間200回以上）の場合、メンテナンス周期は18ヶ月に短縮すべきです。実践経験によれば、約70%の故障は早期の清掃と潤滑によって回避可能であり、残りの30%は状態監視データに基づく部品の寿命予測が必要です。もちろん、複合的な故障については正確な診断のために分解分析が必要です—これがまさにメンテナンス作業の課題です。