Pag-handle sa Sayup sa Pagbukas sa High-Voltage Disconnector ha 110 kV Substation

Sumala sa mga regulasyon, ang mga high-voltage disconnector ay pinapayagan na gawin ang mga sumusunod na operasyon:

• Pag-switch (pagbubukas/pagsasara) ng normal na naka-operate na potential transformers (PTs) ug surge arresters;

• Pag-switch sa neutral grounding disconnector sa usa ka main transformer sa normal nga kondisyon sa operasyon;

• Pag-switch sa small-current loops aron makab-ot ang balanse sa circulating currents.

Ang high-voltage disconnector mao ang electrical component nga walay capability sa pag-quench sa arc. Kini mao lamang mahimo kung adunay open position. Ang pag-operate sa disconnector sukad sa load—o isip closed ang associated circuit breaker o energized ang equipment—mahimong mogenerate og intense electric arcs. Sa severe cases, kini mahimong magresulta sa phase-to-phase short circuits, damage sa equipment, ug even endanger personnel safety.

Kung ang disconnector adunay open state, kinahanglan adunay clearly visible ug reliable separation tali asin ang moving ug stationary contacts, nag-satisfy sa required isolation distance. Inverse, kung closed, kinahanglan reliably carry ang both normal load current ug short-circuit current. Ang primary function sa disconnector mao ang pagprovide og dependable isolation point tali asin ang high-voltage live parts ug power source o busbar, ensuring a clear break para sa safe maintenance sa de-energized lines.

Ang high-voltage disconnectors usab makagamit sa coordination sa substation transmission lines aron makagawas og switching operations, thereby altering the substation’s operational configuration. Pwede rani gamiton sa double-busbar operation, ang operating busbar mahimong transfer-on sa standby busbar—or electrical components sa usa ka busbar switched sa lain—gamit ang bus-tie circuit breaker ug ang high-voltage disconnectors sa duha ka gilid sa bus-tie breaker. Pero tungod sa frequent switching operations, mahimong mag-occur ang failures sama sa inability sa pagbubukas o pagsasara sa disconnector. Kini nga mga faults kinahanglan systematic diagnosis ug analysis. Kung adunay inherent defects sa disconnector mismo, design improvements kinahanglan.

1. Characteristics of Disconnectors

Typically, adunay usa ka disconnector nga gi-install sa bawat gilid sa circuit breaker aron makab-ot og clearly visible break point—enhancing safety ug facilitating maintenance. Gi-supply ang power gikan sa upper busbar pinaagi sa switchgear cabinet hangtod sa outgoing feeder. Ang disconnector sa upstream sa circuit breaker primarily isolates ang power source. Pero occasional, gi-feed ang power gikan sa downstream side—for instance, pinaagi sa reverse power flow gikan sa other circuits o capacitors—necessitating ang second disconnector sa downstream sa circuit breaker.

Ang certain 110 kV substation gigamit ang GW16B/17B-252 type high-voltage disconnectors. Ang ilang technical specifications nakalistahan sa Table 1. Kini nga disconnector mao ang three-pole outdoor high-voltage device designed sa no-load switching operations sa 110 kV substations, providing electrical isolation tali asin ang equipment under maintenance ug energized circuits.

Ang mga pangunahon nga katangian sa disconnector kini mao ang kompakto nga estruktura, mataas nga resistensya sa oksidasyon, stable nga operasyon, ug matigas nga pagkataas sa seismic. Ang mekanikal nga sistema sa kontak adunay simple nga single-arm flexure design, uban ang mga komponente sa transmision nahimutang sa sulod sa conductive tube aron protektahan sila gikan sa eksternal nga mga epekto sa kapaligiran. Sa sulod sa conductive tube gibulag ang usa ka pair nga balancing springs ug usa ka set nga clamping springs: ang una nagpahibalo og reliable nga mekanikal nga balanse sa panahon sa pagbukas ug pagsara, samantalang ang huli naghatag og sapat nga presyon sa kontak aron masigurado ang maayo nga pagkabati.

Tungod kay ang mga disconnector kasagaran gibutang sa labas, sila adunay external nga impluwensiya sama sa hangin ug seismic nga aktibidad. Aron mapataas ang operational nga reliabilidad, isulti nga latching mechanism gitapos sa disconnector body aron siguraduhon ang stable ug secure nga pagsara. Ang parehas nga disconnector ug ang iyang grounding switch gigamit og aluminum alloy nga conductive tubes, uban ang silver- o gold-plated nga moving ug stationary contacts aron mapigilan ang wear, mechanical nga robustness, ug electrical nga stability sa rotating joints.

Ang grounding switch adunay single-arm swing structure. Sa panahon sa pagsara, ang movable contact unang mobot ug sunod na mobot paingon sa itaas aron makapugos sa stationary contact, pag-prevent sa bouncing o rebound. Kini nga disenyo nagpahibalo og reliable nga closure ug consistent nga dynamic ug thermal nga stability sa panahon sa rated short-circuit current conditions.

2. Structural and Operating Principle of the Disconnector

Ang proseso sa pag-operate sa disconnector adunay duha ka pangunahon nga aksyon: bending action ug clamping action.

2.1 Bending Action

Guided by a horizontal rotary mechanism, a pair of gears mounted on the rotating porcelain insulator drives two sets of four-bar linkages to perform planar motion. Under this drive, the lower conductive tube rotates forward to close (close operation) or backward to open (open operation). The hinged actuating rod at the top of the operating screw thus generates axial displacement relative to the lower conductive tube.

The upper end of this hinged actuating rod is connected to a gear-chain assembly. As the rod moves, it rotates the chain, which in turn drives the gear. This causes the upper conductive tube—fixed to the gear shaft—to move relative to the lower conductive tube, either straightening (closing) or bending (opening).

Simultaneously, as the hinged actuating rod undergoes axial movement, the balancing springs inside the conductive tube continuously store and release energy. This effectively counterbalances the heavy braking torque, ensuring smooth and stable operation throughout the entire switching cycle.

2.2 Clamping Action

As the disconnector moves from the open position toward the closed position and approaches full alignment (i.e., near-straight configuration), the gear engages with an inclined plane on the gearbox and continues sliding along it. At this point, under the reactive force of the return spring, the hinged actuating rod—linked to the gear-chain—moves forward.

This forward motion is transmitted through the moving contact assembly, where a push rod converts linear movement into a clamping action of the contact fingers. Once the stationary contact rod is securely gripped, the gear slides slightly upward along the inclined plane to achieve full mechanical closure.

At this stage, the clamping spring inside the conductive tube is further compressed and exerts force on the push rod, ensuring a stable driving force that maintains consistent and reliable contact pressure between the contact fingers and the stationary rod.

During the opening operation, the gear continues moving outward along the inclined plane until it disengages completely. The return spring then pulls the push rod, causing the contact fingers to open in a “V” shape, thereby breaking the electrical connection.

3. Case Study

3.1 Fault Observation and Analysis

Sa usa ka tuig, sa panahon sa switching operation sa 110 kV substation, usa ka high-voltage disconnector wala maka-bukas. Gihatagan agad og comprehensive inspection ang grounding system, main conductive system, mechanical interlock, upper/lower conductive tubes, ug ang motorized operating mechanism. Natukod nga ang transmission gear sa sulod sa motor mechanism box nadamage, ug ang mga komponente sama sa shaft pins ug joints nabuntog. Gi-report niining defect ang operation and maintenance personnel, ug gi-implement ang corrective measures batasan sa annual maintenance schedule.

3.2 Improvement Measures

(1) Upgraded Auxiliary Components
Shaft pins ug joints gireplace sa high-quality stainless steel aron mapigilan ang corrosion sa long-term operation. Graphite-impregnated ug composite bushings—resistant sa corrosion ug low friction coefficients—gipili aron mapataas ang transmission efficiency. Tanang exposed ferrous parts gihot-dip galvanized, nagsiguro sa pagtaas sa anti-corrosion performance. Field experience confirms nga ang hot-dip galvanizing maayo nga suited sa outdoor applications.

(2) Enhanced Motorized Operating Mechanism
Ang original CJ7A motor mechanism gireplace sa newer CJ11 model. Usa ka photograph sa upgraded CJ11 mechanism makita sa Figure 1.

(3) Advanced Auxiliary Switch Design
Ang auxiliary switch usa ka critical nga secondary component nga naghatag og open/close status signals. Pagka-fail niini mahimong magresulta og incorrect nga signaling ug operational malfunction. Ang bag-o nga disenyo gigamit og internationally advanced cam-driven micro-switch mechanism, nagpahibalo og reliable nga switching, smooth nga rotation, ug immunity sa failure sa panahon sa open/close transitions.

(4) Motor Control Protection
Pagkatapos sa usa ka open o close operation, ang motor power unang gicut off sa auxiliary switch. Kon ang auxiliary switch mafail, ang terminal limit switches sa duha ka bahin sa open ug close sides giputli ang motor. Kon ma-fail usab kini, ang mechanical stoppers sa duha ka bahin magactivate sa thermal relay aron putli ang power. Kini nga three-tier protection system reliable nga putli ang motor human sa bawat operation, nagprevent sa uncontrolled motion ug potential nga mechanical damage.

(5) Sistema sa Mekanikal nga Transmision
Gamiton ang sistema sa linkage nga worm-gear. Ang worm gear, linkages, ug uban pang mga komponente sa pagbawas giproseso ngadto sa presisyon ug gitago sa usa ka aluminum alloy housing. Kini nga disenyo nagpahigayon sa lisud nga operasyon, kaayo gamay nga ingon, ug walay impact shocks.

(6) Secondary Control System
Ang kontrol panel adunay rasonable ug makapog nga layout sama sa hinged door structure, nagpadali sa wiring ug on-site maintenance samtang nagpahigayon og safe ug reliable nga secondary system operation.

(7) Enclosure Sealing
Ang mechanism enclosure gigamit ang air-cushion sealing sa door. Ang door ug top cover gihimo gikan sa 2.5 mm thick stainless steel, samtang ang main body gihimo gikan sa 2 mm thick stainless steel, naghatag og excellent nga resistance labi sa hangin, buhok, ug corrosion.

4. Conclusion

Batasan sa matag tuig nga operational experience ug fault analysis sa disconnector motor mechanisms sa kini nga 110 kV substation, ang orihinal nga mechanism giusab sa CJ11 model nga gidevelop sa Pinggao Group—usa ka bag-ong gidisenyo, independentemente gidevelop nga worm-gear-type motorized operating mechanism. Kini nga gibag-o nga disenyo nakaovercome sa mga previous shortcomings sa engineering ug manufacturing, naghatag og high operational reliability, smooth motion, high transmission efficiency, no inertial impact, low noise, strong interchangeability, ug attractive nga appearance.

Bisan sa local ug remote electric operation, ang CJ11 mechanism usab nag-support sa manual operation. Ang practical testing sa rated load conditions naka-demonstrate sa iyang capability sa pagperform og over 10,000 mechanical operations reliably.