Como instalar e comisionar os isoladores GW4

Nas subestacións, o número de interruptores de manobra é xeralmente 2 a 4 veces o do número de disxuntores. Debido á súa gran cantidade, a carga de traballo para a instalación e puesta en servizo é considerable. Para niveis de tensión inferiores a 110 kV, o interruptor de manobra tipo GW4 é o equipo dominante. Se a maestría da instalación e os axustes dimensionais mecánicos do interruptor de manobra non cumpren os requisitos, poden ocorrer problemas como abertura/pechado incompletos, contactos sobrecalentados ou incluso fractura de aisladores de porcelana. Polo tanto, é moi necesario resumir os métodos de instalación e puesta en servizo dos interruptores de manobra. Basándome na experiencia práctica do autor, resúmense a continuación os procedementos de instalación e puesta en servizo deste tipo de interruptor de manobra para referencia dos compañeiros.

1.Estructura e principio de funcionamento do interruptor de manobra tipo GW4
Para dominar mellor as técnicas de instalación e os métodos de puesta en servizo, é esencial ter unha comprensión suficiente da estrutura e do principio de funcionamento do interruptor.

1.1 Estructura do interruptor de manobra

1.1.1 Estructura do interruptor de manobra
O interruptor de manobra tipo GW4 presenta unha estructura de dobre columna con rotación horizontal, consistindo en tres unidades monofásicas. Cada unidade monofásica comprende unha base, pilares aislantes, e partes condutoras, e está equipada con mecanismos de operación manual ou eléctrica.

1.1.2 Estructura do interruptor de terra
O interruptor de terra consiste nun contacto fixo montado no tubo conductor do interruptor de manobra e nunha barra de contacto móbil montada na base.

1.1.3 Estructura do mecanismo de operación manual
El mecanismo de operación manual inclúe unha maneta que gira 90° (ou 180°) nun plano horizontal (ou vertical), unha cuberta antichuvia e un interruptor auxiliar aloxado no interior.

1.1.4 Mecanismo de operación eléctrica
Os componentes principais do mecanismo de operación eléctrica inclúen un motor eléctrico, un redutor de velocidade, un interruptor auxiliar, un interruptor de fin de curso, un conmutador seletor, un contactor e un disxuntor.

1.2 Principio de funcionamento do interruptor de manobra

1.2.1 Principio de funcionamento do interruptor de manobra
Cando o eixo de saída do mecanismo de operación gira 90° (ou 180°), impulsa o tubo vertical → o eixo de operación gira 90° (ou 180°) → o brazo de manivela de operación → o polo activo da fase operada gira 90° → o varrón de ligazón horizontal → os polos activos das outras fases giran 90° → o varrón de ligazón cruzado → os polos impulsados giran en sentido contrario 90°, logrando así a operación interbloqueada de tres polos.

1.2.2 Principio de funcionamento do interruptor de terra
El mecanismo de operación impulsa o eixo de transmisión e o varrón de ligazón horizontal para girar o eixo de rotación do interruptor de terra nun certo ángulo, logrando así a apertura ou pechado.

1.2.3 Principio de funcionamento do mecanismo de operación manual
Cando se opera a maneta, o eixo de saída do mecanismo gira, impulsando o interruptor auxiliar conectado ao eixo principal. Durante as operacións de apertura ou pechado, os contactos correspondentes se abren ou pechan para enviar as respectivas señais de apertura/pechado.

1.2.4 Principio de funcionamento do mecanismo de operación eléctrica
El motor arranca, impulsando a unidade de reducción de velocidade de tornillo semicircular; o eixo principal gira, actuando sobre o interruptor de manobra conectado para abrir ou pechar.

2.Instalación do interruptor de manobra

2.1 Principios de instalación
Una instalación e puesta en servizo correctas son prerequisitos para o funcionamento normal do interruptor de manobra. En certo sentido, unha boa instalación constitúe a metade dunha puesta en servizo exitosa. Polo tanto, durante a instalación, debe seguirse estritamente o principio de "nivel horizontal e plomada vertical".

(1) As bases das tres fases deben estar alineadas verticalmente—é dicir, situarse no mesmo plano horizontal—para asegurar que os varróns de ligazón horizontal permanezan coplanarios.

(2) As bases das tres fases deben estar niveladas fronte a traseiro—é dicir, os polos impulsados e impulsados de cada fase deben situarse respectivamente no mesmo plano vertical—para asegurar que os varróns de ligazón horizontal permanezan coplanarios.

(3) As bases das tres fases deben estar paralelas de esquerda a dereita para asegurar unha coordinación adecuada das lonxitudes dos varróns de ligazón horizontal.

(4) Os aisladores de porcelana das tres fases deben ser perfectamente verticais—para manter os varróns de ligazón horizontal coplanarios e asegurar unha alineación correcta das superficies de contacto.

(5) O eixo de saída do mecanismo de operación debe estar coaxial co eixo de operación da fase operada—para minimizar o par de torsión necesario.

2.2 Requisitos de instalación para compoñentes individuais

(1) Partes aislantes—deben estar intactas e cumprir as especificacións.
(2) Partes rotativas (de transmisión)—deben estar lubricadas, flexibles e libres de atascos; se non, aplíquese graxa de MoS₂ ou similar.
(3) Partes fixas—deben estar seguramente afianzadas sen soltura.

2.3 Precaucións durante a instalación

(1) A corrente nominal debe cumprir os requisitos de deseño.
(2) A dirección de instalación do interruptor de terra debe cumprir os requisitos. Para a terra unilatera, pode ser a terra esquerda ou dereita; xeralmente, o interruptor de terra está situado no lado do interruptor.
(3) A dirección de apertura do interruptor de manobra debe cumprir os requisitos. Cando se mira cara ao mecanismo de operación, a dirección de apertura do interruptor de manobra debe alinirse coa liña de visión do observador.
(4) As posicións de contacto esquerdo e dereito deben instalarse correctamente: o contacto esquerdo (lado do dedo de contacto) debe montarse no lado do polo impulsado, e o contacto dereito (lado da cabeza de contacto) no lado do polo impulsado.
(5) O mecanismo de operación da lâmina principal xeralmente instálase baixo o eixo de operación da fase A.
(6) A distancia entre fases: non inferior a 2 m para 110 kV, e non inferior a 1,2 m para 35 kV.

3.Puesta en servizo do interruptor de manobra

3.1 Essencia da puesta en marcha
A esencia da puesta en marcha é, baseada nunha instalación correcta e razonábel, axustar todas as dimensións mecánicas e ángulos para cumprir coas rexistracións estándar.

3.2 Procedemento de puesta en marcha (dende baixo ata arriba)

3.2.1 Axuste da base

(1) Axustar a planidade da base.

(2) A lonxitude e o ángulo do Brazo de manivela 1 (conectado ao vástago de ligazón horizontal) e do Brazo de manivela 2 (conectado ao vástago de ligazón transversal) deben ser consistentes en todas as tres fases. O Brazo de manivela 3 (conectado ao braço operativo principal da pá) varía segundo o fabricante: algúns o instalan no eixo da base (como se mostra na Figura 1); outros requiren que se solden no local ao vástago de ligazón horizontal. Cando a documentación do produto fornece instrucións de axuste, siganse esas instrucións; caso contrario, axústese de xeito que, despois de conectar o mecanismo ao corpo do interruptor, os ángulos de apertura/pechado e a sincronización sexan apropiados. (Se os Brazos de manivela 1 e 2 están soldados ao eixo, o seu ángulo e lonxitude non son axustables.)

(3) Axustar o parafuso de posicionamento para que o espazo entre este e a placa de tope de posicionamento sexa de 1–3 mm.

3.2.2 Axuste dos aisladores de porcelana

O axuste pode facerse utilizando calços, pero téñase en conta que a espesor dos calços engadidos en calquera lugar non debe superar os 3 mm, e todos os calços engadidos no mesmo lugar deben soldarse xuntos.

(1) A verticalidade dos aisladores de porcelana debe cumprir cos requisitos.
(2) As alturas dos dous aisladores de porcelana nun polo único deben ser idénticas.

3.2.3 Axuste dos contactos condutores
Afrouxe os parafusos no bloque terminal que seguran o vástago conductor, despois gire ou desprace o vástago conductor para lograr un alineamento adecuado.

(1) Os dous vástagos conductores (esquerdo e dereito) nun polo único deben estar alineados, é dicir, as súas alturas deben ser consistentes, cunha diferenza de altura vertical menor de 5 mm, e deben estar en liña horizontal recta, como se mostra na Figura 2.
(2) As lonxitudes dos vástagos conductores esquerdo e dereito en todas as tres fases deben ser idénticas.
(3) A profundidade de inserción dos dedos de contacto nos contactos debe ser a mesma en todas as tres fases. Se o manual do fabricante especifica un valor numérico, axústese segundo ese valor; se non se dá un valor pero se fornece a Figura 3, axústese segundo a Figura 3; se non se dá nin un valor numérico nin a Figura 3, axústese baseándose na experiencia. Se a inserción é demasiado superficial, a área de contacto despois do pechado será insuficiente; se é demasiado profunda, a forza de impacto durante o pechado pode danar o aislador. Polo tanto, despois do pechado, debe mantérse un espazo (margen) de 4–6 mm entre os dedos de contacto e a base de contacto, e a profundidade de inserción dos dedos de contacto durante o pechado debe ser non menos do 90% da profundidade total de contacto.

3.2.4 Axuste do polo operativo

(1) Axuste da distancia aberta:
Despois de abrir o interruptor de separación, o ángulo entre o vástago conductor e a liña central da base debe estar entre 90°–92°. Se é difícil medir o ángulo con precisión, un método simple é usar unha fita métrica para comprobar se os vástagos conductores esquerdo e dereito están paralelos nas dúas finais. Unha diferenza de ±10 mm entre as distancias nas dúas finais é aceptable.

(2) Axuste entre o polo operativo e o mecanismo operativo:
Coloque o corpo do polo operativo e o mecanismo na posición pechada, despois conécteles (se se usa unha conexión flexible). Se é unha conexión ríxida, sóldese provisoriamente a xuntura primeiro (realícese a soldadura completa só despois de completar todos os axustes). Realízase un ciclo completo de apertura-pechado e observa se o polo operativo alcanza as posicións de apertura ou pechado completas.

• Se o polo non pecha completamente, axuste a lonxitude do vástago de ligazón transversal: "allónguese se a pechada é insuficiente; acórtese se está sobrepechado".

• Se o polo non abre completamente, axuste a lonxitude do braço de manivela operativo (é dicir, o Brazo de manivela 3 na Figura 1): "acórtese se o ángulo de apertura é demasiado pequeno; allónguese se é demasiado grande".

Nota: "Acórtese para apertura insuficiente" pode lograrse de dúas maneiras: aumentando a lonxitude do braço de manivela operativo ou aumentando o seu ángulo incluído; inversamente, "allónguese" pode facerse reducindo o ángulo ou acortando o brazo.

Ademais, o percorrido angular do corpo do polo e o mecanismo deben ser consistentes. Polo tanto, ao axustar o braço de manivela operativo, deben considerarse simultaneamente o ángulo de apertura e o percorrido angular do mecanismo.

• Se o corpo do polo alcanzou a posición de apertura/pechado correcta pero o mecanismo non, isto indica que o percorrido (ou ángulo) do mecanismo é menor que o do corpo. Neste caso, reduza o percorrido necesario do corpo do polo acortando o braço de manivela operativo.

• Por contra, se o mecanismo alcanza a posición pero o corpo do polo non, allónguese o braço de manivela operativo.

3.2.5 Axuste de interbloqueo de tres polos

O axuste de interbloqueo de tres polos debe realizarse cando todas as placas terminais do interruptor de separación están suxeitas á tensión normal da barra de barramento. Caso contrario, será necesario reaxustar despois de conectar as barras de barramento.

Despois de axustar correctamente o polo operativo (por exemplo, a fase A), coloque os tres polos na posición pechada, instale os vástagos de ligazón horizontal e realice un ciclo completo de apertura-pechado. Observe se os outros dous polos alcanzan as posicións de apertura/pechado correctas.

O estándar para a sincronización de tres polos basease na activación simultánea do contacto. Durante o axuste, cando o contacto de calquera polo toca ligeiramente o dedo de contacto, mide as brechas entre os contactos e os dedos de contacto dos outros dous polos, e axusta estas brechas modificando a lonxitude das barras de ligazón transversal.

Se, despois de lograr a sincronización, as posicións de apertura/pechado non se alcanzan completamente, aplique o "método de compromiso": toma o punto medio entre os valores de sobreviaxe e subviaxe e axusta cara a esta mediana—asegurando a cumprimento da tolerancia de sincronización especificada polo fabricante.

Escenarios comúns (asumindo que a Fase A é o polo operativo):

(1) Os tres polos están sincronizados pero ningunha alcanza a posición completa de apertura/pechado → axusta levemente a lonxitude do brazo de manivela operativa.
(2) Os tres polos alcanzan as posicións correctas de apertura/pechado pero están fora de sincronía → usa o método de compromiso nas barras de ligazón transversal para cumprir coas normas de sincronización.
(3) As fases A e B están sincronizadas, pero a Fase C non (aínda que todas funcionen correctamente) → axusta a barra de ligazón transversal da Fase C.
(4) As fases B e C están sincronizadas, pero a Fase A non → axusta a barra de ligazón transversal da Fase A.
(5) As fases A e C están sincronizadas, pero a Fase B non → axusta a barra de ligazón transversal da Fase B.

(6) Os tres polos están sincronizados, pero as fases A e B non alcanzan a posición completamente pechada/aberta → ou axusta a barra de ligazón horizontal entre as fases A e B para colocalas en posición correcta, ou axusta a barra de ligazón transversal da Fase C para que a súa viaxe incompleta coincida con a de as fases A e B, e despois readxusta a lonxitude do brazo de manivela operativa.

(7) Os tres polos están sincronizados, pero as fases B e C non alcanzan a posición completamente pechada/aberta → axusta a barra de ligazón horizontal entre as fases B e C, ou axusta a barra de ligazón transversal da Fase A para que a súa viaxe incompleta coincida con a de as fases B e C, e despois axusta a lonxitude do brazo de manivela.

(8) Os tres polos están sincronizados, pero as fases A e C non alcanzan a posición completamente pechada/aberta → axusta as barras de ligazón horizontal AB e BC, ou axusta a barra de ligazón transversal da Fase B para que a súa viaxe incompleta coincida con a de as fases A e C, e despois axusta a lonxitude do brazo de manivela.

(9) Escenario máis grave: os tres polos están tanto fora de sincronía como con viaxe incompleta → axusta comprehensivamente as ligazóns horizontais, transversais e o brazo de manivela operativa usando o método de compromiso para cumprir cos requisitos especificados.

Así, o principio do axuste de interbloqueo de tres polos é: a sincronización debe cumprir coas especificacións, o pechado debe ser preciso, e a apertura debe satisfacer a distancia de brecha de contacto requerida. Xeralmente, se hai conflitos entre estes tres criterios, a prioridade é a brecha de contacto de apertura, e unha pequena sacrificio da distancia de apertura pode ser aceptable se é necesario.
(Nota: Para as barras de ligazón transversal e horizontal con finais de rosca opostos, intenta manter as lonxitudes de rosca exposta iguais en ambos os lados durante o axuste.)

3.2.6 Axuste dos parafusos de posicionamento de apertura/pechado

Despois de completar o axuste de interbloqueo de tres polos, aperta as porcas de bloqueo nas barras de ligazón transversal e horizontal. Despois, axusta a holgura entre os parafusos de posicionamento de apertura/pechado e a placa de tope a 1–3 mm.

3.3 Puesta en marcha do interruptor de tierra

A puesta en marcha do interruptor de tierra realiza-se despois de que o interruptor principal de aislamento estea completamente en servizo. O método é semellante, pero os seguintes puntos requiren atención:

(1) As barras de ligazón horizontal do interruptor de tierra están maioritariamente conectadas mediante abrazaderas de tubo. Polo tanto, ao apertar os parafusos, aplica o par de aperto cruzado, simetricamente, uniformemente e gradualmente; de lo contrario, pode ocorrer un desalineación entre a varilla conductora de tierra e o contacto estático.

(2) O contacto entre a varilla conductora de tierra e o contacto estático debe ser bo. Idealmente, a varilla conductora debe sobresair 3–10 mm máis allá do contacto estático—embora os valores específicos varíen segundo o fabricante e deben seguirse as instrucións do manual. Xeralmente, xa que a ligazón horizontal do interruptor principal está instalada no lado do polo impulsor, para un interruptor de tierra interno con aterraxe a dereitas, a protrusión non debe ser excesiva; de lo contrario, cando o interruptor principal de aislamento está aberto, a lama de tierra pode non pechar debido á interferencia mecánica entre a punta da varilla de tierra e a ligazón horizontal do interruptor principal.

(3) Na posición aberta, a varilla conductora de tierra debe permanecer horizontal. Usa un nivel de burbuixa se é necesario para asegurar a distancia de aislamento requerida despois de abrir.

3.4 Axuste do interbloqueo mecánico

Despois de poner en marcha o interruptor de aislamento e o interruptor de tierra, axusta o interbloqueo mecánico—isto marca o remate da puesta en marcha do grupo de interruptores de aislamento completo.

Axusta a posición relativa da placa sectorial e a placa arqueada na base para que:

• Cando o interruptor de aislamento está pechado, o interruptor de tierra non pode pecharse;

• Cando o interruptor de tierra está pechado, o interruptor de aislamento non pode pecharse.

3.5 Puesta en marcha do mecanismo de operación manual

O mecanismo de operación manual axústase concorrentemente co corpo principal. Durante o axuste, tamén verifica:

(1) Rotación suave do mecanismo—a forza de operación no manillar non debe superar os 1 kgf.
(2) Cambio correcto do interruptor auxiliar—o estándar é que o interruptor auxiliar funcione de maneira fiable aproximadamente a 4/5 do percorrido cara á posición límite durante o movemento do mecanismo.

3.6 Puesta en marcha do mecanismo de operación eléctrica

A puesta en marcha do mecanismo eléctrico é máis complexa que a de tipo manual. Os puntos clave de inspección inclúen:

(1) Todos os componentes están intactos.
(2) A conexión está correcta; realice varias operacións manuais/eléctricas e locais/á distancia para confirmar a acción correcta.
(3) Antes de energizar para a proba de funcionamento, coloque primeiro o mecanismo na posición intermedia entre aberto e pechado, despois opere.
(4) A dirección de rotación do motor debe coincidir coa dirección necesaria de apertura/pechado do corpo principal.
(5) Ambos os interruptores límite eléctricos e mecánicos deben estar axustados correctamente e alineados cos finais de apertura/pechado do corpo principal.

4. Conclusión

Debido a que os interruptores de sección sempre foron considerados dispositivos eléctricos simples, defectos operativos como a ligazón mecánica e o sobrecalentamento no circuito conductor ocorren con frecuencia, obrigando a paradas non programadas e afectando seriamente a fiabilidade do suministro de enerxía.

A familiaridade coa estrutura, os principios de funcionamento e os métodos de instalación/puesta en marcha dos interruptores de sección pode prevenir eficazmente as paradas forzadas e as operacións non fiables, mellorar a eficiencia do traballo no terreo e resolver a contradición entre o rendemento non fiable do equipo e as altas demandas de fiabilidade dos sistemas de enerxía modernos.