Com instal·lar i posar en servei els aïllants GW4

A les subestacions, el nombre de interruptors d'isolació és generalment 2 a 4 vegades més gran que el dels interruptors automàtics. Degut a la seva gran quantitat, la feina d'instal·lació i proves és considerable. Per a nivells de tensió inferiors a 110 kV, l'interruptor d'isolació de tipus GW4 serveix com a equipament dominant. Si el treball d'instal·lació i els ajustos dimensionals mecànics de l'interruptor d'isolació no compleixen els requisits, poden aparèixer problemes com una obertura/tancament incomplets, contactes sobrecalentats o fins i tot la fractura de les aïllaments de porcellana. Per tant, és altament necessari resumir els mètodes d'instal·lació i proves per a aquests interruptors d'isolació. Basant-se en l'experiència pràctica de l'autor, es resumen a continuació els procediments d'instal·lació i proves d'aquest tipus d'interruptor d'isolació per a referència dels companys.

1.Estructura i principi de funcionament de l'interruptor d'isolació de tipus GW4
Per a dominar millor les tècniques d'instal·lació i els mètodes de proves, és essencial tenir una comprensió suficient de l'estructura i el principi de funcionament de l'interruptor.

1.1 Estructura de l'interruptor d'isolació

1.1.1 Estructura de l'interruptor d'isolació
L'interruptor d'isolació de tipus GW4 té una estructura de doble columna amb rotació horitzontal, consistint en tres unitats monofàsiques. Cada unitat monofàsica consta d'una base, columnes aïllants, i parts conductores, i està dotada de mecanismes d'operació manual o elèctrica.

1.1.2 Estructura de l'interruptor de terra
L'interruptor de terra consta d'un contacte fix instal·lat al tub conductor de l'interruptor d'isolació i un contacte mòbil muntat a la base.

1.1.3 Estructura del mecanisme d'operació manual
El mecanisme d'operació manual inclou una maneta que gira 90° (o 180°) en un pla horitzontal (o vertical), una coberta antipluja, i un commutador auxiliar dins.

1.1.4 Mecanisme d'operació elèctrica
Els components principals del mecanisme d'operació elèctrica inclouen un motor elèctric, un reductor de velocitat, un commutador auxiliar, un commutador límit, un selector, un contactor i un interruptor.

1.2 Principi de funcionament de l'interruptor d'isolació

1.2.1 Principi de funcionament de l'interruptor d'isolació
Quan l'eix de sortida del mecanisme d'operació gira 90° (o 180°), porta el tub vertical → l'eix d'operació gira 90° (o 180°) → el braç de cranc d'operació → el pol activat de la fase operada gira 90° → la barra de lligam horitzontal → els pols actius de les altres fases giren 90° → la barra de lligam creuat → els pols accionats giran en sentit contrari 90°, assolint l'operació interconectada de tres pols.

1.2.2 Principi de funcionament de l'interruptor de terra
El mecanisme d'operació porta l'eix de transmissió i la barra de lligam horitzontal a fer girar l'eix rotatiu de l'interruptor de terra en un cert angle, així assolint l'obertura o tancament.

1.2.3 Principi de funcionament del mecanisme d'operació manual
Quan s'opera la maneta, l'eix de sortida del mecanisme gira, portant el commutador auxiliar connectat a l'eix principal. Durant les operacions d'obertura o tancament, es tanquen o obrin els contactes corresponents per enviar senyals d'obertura o tancament respectius.

1.2.4 Principi de funcionament del mecanisme d'operació elèctrica
El motor s'inicia, portant la unitat de reducció de rapports de cremallera; l'eix principal gira, actuant sobre l'interruptor d'isolació connectat per obrir o tancar.

2.Instal·lació de l'interruptor d'isolació

2.1 Principis d'instal·lació
Una instal·lació i proves adequades són prerequisits per a l'operació normal de l'interruptor d'isolació. En un cert sentit, una bona instal·lació constitueix la meitat d'unes proves exitoses. Per tant, durant l'instal·lació, s'ha de seguir estrictament el principi de "nivell horitzontal i plom vertical".

(1) Les bases de les tres fases han de ser alineades verticalment—és a dir, haurien de estar en el mateix pla horitzontal—per assegurar que les barres de lligam horitzontals romanguin en el mateix pla.

(2) Les bases de les tres fases han de ser alineades frontalment—és a dir, els pols conduïts i conduïdors de cada fase haurien de estar en el mateix pla vertical—per assegurar que les barres de lligam horitzontals romanguin en el mateix pla.

(3) Les bases de les tres fases han de ser paral·leles d'esquerra a dreta per assegurar una coordinació adequada de les longituds de les barres de lligam horitzontals.

(4) Els aïllaments de porcellana de les tres fases han de ser perfectament verticals—per mantenir les barres de lligam horitzontals en el mateix pla i assegurar una alineació adequada de les superfícies de contacte.

(5) L'eix de sortida del mecanisme d'operació ha de ser coaxial amb l'eix d'operació de la fase operada—per minimitzar el torque d'operació necessari.

2.2 Requisits d'instal·lació per a components individuals

(1) Parts aïllants—han de ser íntegres i complir les especificacions.
(2) Parts rotatives (de transmissió)—han de ser lubrificades, flexibles i sense aturades; si no ho són, s'ha d'aplicar graissa de MoS₂ o similar.
(3) Parts fixes—han de ser ben afegides sense fluixament.

2.3 Precaucions durant l'instal·lació

(1) La corrent nominal ha de complir els requisits de disseny.
(2) La direcció d'instal·lació de l'interruptor de terra ha de complir els requisits. Per a la terra unilateral, pot ser a l'esquerra o a la dreta; típicament, l'interruptor de terra es troba al costat de l'interruptor.
(3) La direcció d'obertura de l'interruptor d'isolació ha de complir els requisits. Quan es fa front al mecanisme d'operació, la direcció d'obertura de l'interruptor d'isolació hauria de coincidir amb la línia de visió de l'observador.
(4) Les posicions de contacte esquerre i dret han de ser correctament instal·lades: el contacte esquerre (costat de contacte de dit) s'instal·la al costat del pol conductor, i el contacte dret (costat de cap de contacte) al costat del pol conduït.
(5) El mecanisme d'operació de la llavor principal sol instal·lar-se sota l'eix d'operació de la fase A.
(6) La distància entre fases: no inferior a 2 m per 110 kV, i no inferior a 1,2 m per 35 kV.

3.Proves de l'interruptor d'isolació

3.1 Essència de la posada en marxa
L'essència de la posada en marxa consisteix, basant-se en una instal·lació correcta i raonable, a ajustar totes les dimensions mecàniques i angles per complir amb els requisits estàndard.

3.2 Procediment de posada en marxa (de baix a dalt)

3.2.1 Ajustament de la base

(1) Ajusteu la planitud de la base.

(2) La longitud i l'angle del Braç de llanç 1 (connectat al rodamón horitzontal) i el Braç de llanç 2 (connectat al rodamón transversal) han de ser constants en tots tres fases. El Braç de llanç 3 (connectat al braç operatiu de la palanca principal) varia segons el fabricant: alguns el instal·len a l'eix de la base (com es mostra a la Figura 1); altres requereixen soldadura in situ al rodamón horitzontal. Quan la documentació del producte proporcioni instruccions d'ajustament, seguixi-les; en cas contrari, ajusteu-ho de manera que, després de connectar el mecanisme al cos de l'interruptor, els angles d'obertura/tancament i la sincronització siguin adequats. (Si els Braços de llanç 1 i 2 estan soldats a l'eix, el seu angle i longitud no són ajustables.)

(3) Ajusteu el tornill de posicionament de manera que el clareig entre aquest i la placa de parada de posicionament sigui de 1–3 mm.

3.2.2 Ajustament dels aïllants de porcellana

L'ajustament es pot fer utilitzant espaiadors, però tingueu en compte que l'espessor dels espaiadors afegits en qualsevol ubicació no hauria de superar els 3 mm, i tots els espaiadors afegits a la mateixa ubicació haurien de ser soldats junts.

(1) La verticalitat dels aïllants de porcellana ha de complir amb els requisits.
(2) Les alçades dels dos aïllants de porcellana en un sol pòlit han de ser idèntiques.

3.2.3 Ajustament dels contactes conductors
Allibereu els tornills de la cinta terminal que fixen la barra conductora, després girau o desplaceu la barra conductora per aconseguir l'aliernament adequat.

(1) Les dues barres conductores (esquerra i dreta) en un sol pòlit han de estar alineades—és a dir, les seves alçades han de ser constants, amb una diferència d'alçada vertical inferior a 5 mm, i han de estar en una línia horitzontal recta, com es mostra a la Figura 2.
(2) Les longituds de les barres conductores esquerra i dreta en tots tres fases han de ser idèntiques.
(3) La profunditat d'inserció dels dits de contacte als contactes ha de ser la mateixa en tots tres fases. Si el manual del fabricant especifica un valor numèric, ajusteu-ho segons aquest valor; si no s'especifica cap valor però es proporciona la Figura 3, ajusteu-ho segons la Figura 3; si no hi ha ni un valor numèric ni la Figura 3, ajusteu-ho basant-vos en l'experiència. Si l'inserció és massa superficial, l'àrea de contacte després de tancar serà insuficient; si és massa profunda, la força d'impacte durant el tancament podria enderrocar l'aïllant. Per tant, després de tancar, s'hauria de mantenir un clareig (marge) de 4–6 mm entre els dits de contacte i la base del contacte, i la profunditat d'inserció dels dits de contacte durant el tancament no hauria de ser inferior al 90% de la profunditat total del contacte.

3.2.4 Ajustament del pòlit operatiu

(1) Ajustament de la distància oberta:
Després que l'interruptor divisor s'obre, l'angle entre la barra conductora i la línia central de la base hauria de ser dins de 90°–92°. Si és difícil mesurar l'angle amb precisió, un mètode simple és utilitzar una cinta mètrica per comprovar si les barres conductores esquerra i dreta són paral·leles a ambdós extrems. Una diferència de ±10 mm entre les distàncies als dos extrems és acceptable.

(2) Ajustament entre el pòlit operatiu i el mecanisme operatiu:
Col·loqueu tant el cos del pòlit operatiu com el mecanisme en la posició tancada, després connecteu-los (si s'utilitza una connexió flexible). Si és una connexió rígida, primer soldau provisionalment la junta (realitzeu la soldadura completa només després que s'hagin completat tots els ajustaments). Realitzeu un cicle complet d'obertura-tancament i observeu si el pòlit operatiu arriba a les posicions d'obertura o tancament complet.

• Si el pòlit no s'atura completament, ajusteu la longitud del rodamón transversal: "allargueu si el tancament és insuficient; acurteu si està massa tancat."

• Si el pòlit no s'obre completament, ajusteu la longitud del braç operatiu (és a dir, el Braç de llanç 3 a la Figura 1): "acurteu si l'angle d'obertura és massa petit; allargueu si és massa gran."

Nota: "Acurtar per a una obertura insuficient" es pot aconseguir de dues maneres: o bé augmentant la longitud del braç operatiu o bé augmentant el seu angle inclòs; al contrari, "allargar" es pot fer reduint l'angle o acurtant el braç.

A més, el recorregut angular del cos del pòlit i el mecanisme han de ser constants. Per tant, quan s'ajusta el braç operatiu, cal considerar simultàniament l'angle d'obertura i el recorregut angular del mecanisme.

• Si el cos del pòlit ha arribat a la posició d'obertura/tancament adequada però el mecanisme no, això indica que el recorregut (o angle) del mecanisme és menor que el del cos. En aquest cas, reduïu el recorregut necessari del cos del pòlit acurtant el braç operatiu.

• Al contrari, si el mecanisme arriba a la posició però el cos del pòlit no, allargueu el braç operatiu.

3.2.5 Ajustament de l'interbloqueig de tres pols

L'ajustament de l'interbloqueig de tres pols s'ha de realitzar en condicions que totes les plaques terminals de l'interruptor divisor estiguin sotmeses a la tensió normal de la barra de distribució. Altrament, serà necessari reajustar després de connectar les barres de distribució.

Després que el pòlit operatiu (per exemple, la fase A) s'hagi ajustat correctament, col·loqueu tots tres pols en la posició tancada, installeu els rodamons horitzontals, i realitzeu un cicle complet d'obertura-tancament. Observeu si les altres dues fases arriben a les posicions d'obertura/tancament adequades.

L'estàndard per a la sincronització de tres pols es basa en l'enganxament simultani dels contactes. Durant l'ajust, quan el contacte de qualsevol un dels pols toca el seu dit de contacte, mesura les separacions entre els contactes i els dits de contacte dels altres dos pols, i ajusta aquestes separacions modificant la longitud de les barres de lligam creuat.

Si, després d'assolir la sincronització, les posicions d'obertura/tancament encara no s'han assolit completament, apliqueu el "mètode de compromís": preneu el punt mig entre els valors de sobretorn i subtravés i ajusteu cap a aquesta mitjana—assegurant-vos de complir amb la tolerància de sincronització especificada pel fabricant.

Escenaris comuns (suposant que la Fase A és el pol operatiu):

(1) Tots tres pols estan sincronitzats però cap arriba a la posició completa d'obertura/tancament → ajusteu lleugerament la longitud del braç operatiu.
(2) Tots tres pols arriben a les posicions correctes d'obertura/tancament però estan desincronitzats → utilitzeu el mètode de compromís sobre les barres de lligam creuat per complir amb els estàndards de sincronització.
(3) Les fases A i B estan sincronitzades, però la fase C no ho està (encara que tots funcionin correctament) → ajusteu la barra de lligam creuat de la fase C.
(4) Les fases B i C estan sincronitzades, però la fase A no ho està → ajusteu la barra de lligam creuat de la fase A.
(5) Les fases A i C estan sincronitzades, però la fase B no ho està → ajusteu la barra de lligam creuat de la fase B.

(6) Tots tres pols estan sincronitzats, però les fases A i B no arriben a la posició completament tancada/oberta → o ajusteu la barra de lligam horitzontal entre les fases A i B per portar-les a la posició correcta, o ajusteu la barra de lligam creuat de la fase C perquè el seu recorregut incomplet coincideixi amb el de les fases A i B, llavors readjusteu la longitud del braç operatiu.

(7) Tots tres pols estan sincronitzats, però les fases B i C no arriben a la posició completament tancada/oberta → ajusteu la barra de lligam horitzontal entre les fases B i C, o ajusteu la barra de lligam creuat de la fase A per coincidir amb el recorregut incomplet de les fases B i C, llavors ajusteu la longitud del braç operatiu.

(8) Tots tres pols estan sincronitzats, però les fases A i C no arriben a la posició completament tancada/oberta → ajusteu tant la barra de lligam horitzontal AB com BC, o ajusteu la barra de lligam creuat de la fase B per coincidir amb el recorregut incomplet de les fases A i C, llavors ajusteu la longitud del braç operatiu.

(9) Peor escenari: tots tres pols estan desincronitzats i tenen un recorregut incomplet → ajusteu de manera integral els lligams horitzontals, els lligams creuats i el braç operatiu utilitzant el mètode de compromís per complir amb les especificacions requerides.

Així doncs, el principi de l'ajust de l'interblocatge de tres pols és: la sincronització ha de complir amb les especificacions, el tancament ha de ser precís, i l'obertura ha de satisfer la distància de separació de contacte requerida. Generalment, si hi ha conflictes entre aquests tres criteris, la prioritat és la separació de contacte en obertura, i pot ser acceptable un petit sacrifici de la distància d'obertura si és necessari.
(Nota: Per a les barres de lligam creuat i horitzontal amb extrems de rosca contraria, intenteu mantenir iguals les longituds de rosca exposades a ambdós costats durant l'ajust.)

3.2.6 Ajust de les vis de posició d'obertura/tancament

Després de completar l'ajust de l'interblocatge de tres pols, apretteu les turosses de bloqueig sobre les barres de lligam creuat i horitzontal. Llavors, ajusteu la separació entre les vis de posició d'obertura/tancament i la placa de parada a 1–3 mm.

3.3 Puesta en marcha del interruptor de tierra

La puesta en marcha del interruptor de tierra se realiza después de que el interruptor principal de aislamiento haya sido completamente puesto en marcha. El método es similar, pero los siguientes puntos requieren atención:

(1) Las barras de ligazón horizontal del interruptor de tierra están conectadas principalmente mediante abrazaderas de tubo. Por lo tanto, al apretar los tornillos, aplique el par de torsión en forma cruzada, simétrica, uniforme y gradual; de lo contrario, puede producirse un desalineamiento entre el conducto de tierra y el contacto fijo.

(2) El contacto entre el conducto de tierra y el contacto fijo debe ser bueno. Idealmente, el conducto de tierra debe sobresalir 3–10 mm más allá del contacto fijo—aunque los valores específicos varían según el fabricante y deben seguirse las instrucciones del manual. En general, ya que la ligazón horizontal del interruptor principal se instala en el lado del polo impulsor, para un interruptor de tierra interno con tierra a la derecha, la protrusión no debe ser excesiva; de lo contrario, cuando el interruptor de aislamiento principal esté abierto, la hoja de tierra puede no cerrarse debido a la interferencia mecánica entre la punta del conducto de tierra y la ligazón horizontal del interruptor principal.

(3) En la posición abierta, el conducto de tierra debe permanecer horizontal. Utilice un nivel de burbuja si es necesario para asegurar que se mantenga la distancia de aislamiento requerida después de abrir.

3.4 Ajuste del interbloqueo mecánico

Después de poner en marcha tanto el interruptor de aislamiento como el interruptor de tierra, ajuste el interbloqueo mecánico—esto marca la finalización de la puesta en marcha de todo el grupo de interruptores de aislamiento.

Ajuste la posición relativa de la placa sectorial y la placa en forma de arco en la base de manera que:

• Cuando el interruptor de aislamiento está cerrado, el interruptor de tierra no pueda cerrarse;

• Cuando el interruptor de tierra está cerrado, el interruptor de aislamiento no pueda cerrarse.

3.5 Puesta en marcha del mecanismo de operación manual

El mecanismo de operación manual se ajusta simultáneamente con el cuerpo principal. Durante el ajuste, también verifique:

(1) Rotación suave del mecanismo—la fuerza de operación en el mango no debe superar 1 kgf.
(2) Conmutación correcta del interruptor auxiliar—el estándar es que el interruptor auxiliar opere de manera confiable aproximadamente en 4/5 del recorrido hacia la posición límite durante el movimiento del mecanismo.

3.6 Puesta en marcha del mecanismo de operación eléctrica

La puesta en marcha del mecanismo eléctrico es más compleja que la del tipo manual. Los elementos clave de inspección incluyen:

(1) Tots els components estan íntegres.
(2) La cablació és correcta; realitzeu diverses operacions manuals/elèctriques i locals/lluminades per confirmar l'acció correcta.
(3) Abans d'energitzar per a la prova de funcionament, primer col·loqui el mecanisme a la posició intermèdia entre obert i tancat, després opera.
(4) La direcció de rotació del motor ha de coincidir amb la direcció requerida d'obertura/tancament del cos principal.
(5) Tots dos interruptors límit elèctric i mecànic han de estar ajustats correctament i alineats amb les posicions finals d'obertura/tancament del cos principal.

4.Conclusió

Com que els interruptors d'isolació s'han considerat llargament com dispositius elèctrics simples, els defectes operatius com ara l'enllaç mecànic i el sobrecalentament en el circuit conductor sovint ocorren, forçant aturades no planificades i afectant greument la fiabilitat del subministrament d'energia.

La familiaritat amb l'estructura, els principis de funcionament i els mètodes d'instal·lació/puesta en marcha dels interruptors d'isolació pot prevenir eficàciamen les aturades forçades i les operacions no fiables, millorar l'eficiència del treball in situ i resoldre la contradicció entre el rendiment no fiable dels equips i les altes exigències de fiabilitat dels sistemes elèctrics moderns.