Zakaj 10kV VCB ne more delovati lokalno?

Nesposobnost ročnega delovanja lokalnega mehanskega prekinitve vakuumnega preklopnika na 10 kV je v održbi električnih sistemov relativno pogost tip napake. Na osnovi let leta izkušenj na terenu se takšne težave običajno pojavljajo zaradi pet ključnih področij, vsako zahteva odpravljanje težav glede na specifična pojava.

Zaklep operacijskega mehanizma je najpogostejša vzročna okoliščina. Postopek prekidnice temelji na mehanični energiji, ki jo sprošča z energijo praznine v spirali; če je notranjosti mehanizma rjavec, deformacija ali tuji predmeti, je neposredno ovirana prenos energije. Pri odpravljanju težave v kemični tovarni lani je pri razbiralnem postopku bilo odkrito, da je na površini polovice prekinitvenega valjka nastal oksidni sloj zaradi vlage, kar je povečalo koeficient trenja za več kot 40%. Bolj skrita težava je opadanje maščobe zamudnika. Primer iz pretvorjalnika je pokazal, da je hidravlična oljica v nizkih temperaturah stala in zmanjšala hitrost prekinitve na 60% standardne vrednosti - ta stanje je lahko lažje zamenjan za električno težavo. Redno nanesevanje smečilne masti, ki ustrezata standardom IEC 60255, in menjava maščobe zamudnika vsaka dva leta lahko učinkovito prepreči take težave.

Deformacija ali lom prenosnih komponent zahteva fokusan pregled. Izolirani palico, kot ključno komponento prenosa moči, porabi kinetično energijo za prekinitve, tudi pri majhnem ukrivljanju. Med vzdrževanjem v vetrni farmi leta 2021 je bilo odkrito, da je poselitev osnove povzročila odstopanje 2,3 mm med tremi faznimi palicami, kar je povečalo mehansko bremeno za 25%. Utrditev metalnih vezij je bolj nenadna. Zapisnik iz železare je pokazal, da je po več kot 3.000 zaporednih operacijih prisilna trdota vezija zmanjšala za približno 15%. Predlagamo, da se na opremi, ki deluje več kot pet let, izvede test magnetnimi delci (Magnetic Particle Testing).

Neravnovesja v zgasišču neposredno vplivajo na gibanje kontaktov. Ko vakuum pada nad 10⁻² Pa, se spremembe v tlaku na robu zlonice povečajo upor proti gibanju kontaktov. Poročilo o težavi iz električne postaje je pokazalo, da je utrjen zgasiški prostor povečal potrebno delovno silo za približno 30 N. Še posebnejši primer je varjenje kontaktov. Tudi po uspešnem prekinjanju se lahko mikroskopsko varjenje pojavi, kadar prekomerna struja preseže 20 kA. V incidentu v podatkovnem centru lani je prekomerna struja 22,3 kA povzročila nastanek legirnega sloja na površinah fiksnih in gibljivih kontaktov, kar je za njihovo ločevanje zahtevalo posebne orodja.

Nedostatki sekundarnih komponent so pogosto zanemarjeni. Kratkoprski tokovi v navojnici prekinitvenega črpalka zmanjšajo elektromagnetno povlečno silo; v dejanskih primerih lahko odstopanje upora za več kot 10% vodi do nezmožnosti delovanja. V projektu snabdevanja električno energijo v tunelu je oxidacija končnic navojnice povečala upor stika na 5 Ω, kar je povzročilo, da je napetost na končnicah navojnice padla pod 65% nominalne vrednosti. Nesporazum v pomožnih preklopnikih je še bolj skrit; če se kot preklapljanja odstopa od projektne vrednosti za več kot 3°, lahko premagano prekine nadzorno vezjo. Predlagamo, da se za spremljanje valovne oblike toka v prekinitveni vezji uporablja osciloskop, saj se anomalne širine pulza pogosto pojavijo prej kot mehanska težava.

Težave z osnovo namestitve imajo kumulativne učinke. Če je teleso preklopnika naklonjeno za več kot 2°, nosilna palica prenaša bočno silo. V hidroelektrarni je trsanje betonske osnove povzročilo naklon 3,5°, kar je v dveh letih povzročilo izgubo pinov za štiri-krat več kot pod standardnimi pogoji. Okoljski faktorji tudi ne morejo biti zanemarjeni. V obalnem pretvorjalniku je depozicija solnega megla povzročila, da je stopnja elastičnosti spirale v mehanizmu padla letno za 7%.

Obravnavanje takšnih težav mora slediti principu dinamičnega preskušanja. Poleg običajnih merilnikov mehanskih lastnosti, ki merijo čas in hitrost prekinitve, se predlaga tudi preskus z nizkonapetostnim delovanjem: zmanjšajte delovno napetost na 30% nominalne vrednosti za prekinitveni postopek; če operacija ni mogoča, je upornost mehanizma bistveno presegla meje. Za pogosto delujoče preklopnike (več kot 200 operacij letno) bi se morala vzdrževalna cikel skrajšati na 18 mesecev. Praktična izkušnja kaže, da se lahko približno 70% težav izognemo z zgodnjim čiščenjem in smečilom mehanizmov, medtem ko ostalih 30% zahteva napoved življenjske dobe komponent na podlagi podatkov o stanju. Seveda nekatere kombinirane težave še vedno zahtevajo razbiralni analizo za natančno diagnozo - to je ravno izziv vzdrževalnega dela.