GW4 차단기 설치 및 조사 방법

변전소에서는 차단기의 수에 비해 절연개폐기의 수가 일반적으로 2에서 4배 정도입니다. 그 수량이 많기 때문에 설치 및 시운전 작업의 양이 상당합니다. 110 kV 이하의 전압 등급에서는 GW4형 절연개폐기가 주요 장비로 사용됩니다. 만약 절연개폐기의 설치 공정이나 기계적 치수 조정이 요구사항을 충족하지 못하면 완전한 개폐 불능, 접점 과열, 심지어는 도자기 절연체 파손 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 절연개폐기의 설치 및 시운전 방법을 정리하는 것이 매우 필요합니다. 저자의 실제 경험을 바탕으로 이러한 유형의 절연개폐기의 설치 및 시운전 절차를 아래에 요약하여 동료들에게 참고 자료로 제공합니다.

1. GW4형 절연개폐기의 구조와 작동 원리
설치 기술과 시운전 방법을 더 잘 이해하기 위해서는 스위치의 구조와 작동 원리를 충분히 이해해야 합니다.

1.1 절연개폐기의 구조

1.1.1 절연개폐기의 구조
GW4형 절연개폐기는 쌍둥이 기둥 수평 회전 구조를 특징으로 하며, 세 개의 단상 유닛으로 구성됩니다. 각 단상 유닛은 기반, 절연 기둥, 도전부, 그리고 수동 또는 전동 작동 메커니즘이 장착되어 있습니다.

1.1.2 접지 스위치의 구조
접지 스위치는 절연개폐기의 도관에 고정된 정류 접점과 기반에 장착된 이동 접점 막대로 구성됩니다.

1.1.3 수동 작동 메커니즘의 구조
수동 작동 메커니즘은 수평(또는 수직) 평면에서 90°(또는 180°) 회전하는 작동 핸들, 비내림 덮개, 그리고 내부에 장착된 보조 스위치를 포함합니다.

1.1.4 전동 작동 메커니즘
전동 작동 메커니즘의 주요 구성 요소는 전동기, 기어 감속기, 보조 스위치, 제한 스위치, 선택 스위치, 컨택터, 그리고 회로 차단기입니다.

1.2 절연개폐기의 작동 원리

1.2.1 절연개폐기의 작동 원리
작동 메커니즘의 출력축이 90°(또는 180°) 회전하면 수직 관 → 작동 축이 90°(또는 180°) 회전 → 작동 크랭크암 → 작동되는 상의 활극이 90° 회전 → 수평 연결 막대 → 다른 상의 활극이 90° 회전 → 교차 연결 막대 → 구동극이 반대 방향으로 90° 회전하여 삼극 연동 작동을 달성합니다.

1.2.2 접지 스위치의 작동 원리
작동 메커니즘이 전송 축과 수평 연결 막대를 통해 접지 스위치의 회전축을 일정 각도로 회전시켜 개폐를 달성합니다.

1.2.3 수동 작동 메커니즘의 작동 원리
핸들이 작동되면 메커니즘의 출력축이 회전하여 주 축에 연결된 보조 스위치를 구동합니다. 개폐 작업 중에는 해당 접점이 개방되거나 폐쇄되어 개/폐 신호를 전송합니다.

1.2.4 전동 작동 메커니즘의 작동 원리
모터가 시작되면 웜 기어 감속 장치를 구동하고, 주 축이 회전하여 연결된 절연개폐기를 개폐합니다.

2. 절연개폐기의 설치

2.1 설치 원칙
적절한 설치와 시운전은 절연개폐기의 정상 작동을 위한 필수 조건입니다. 어느 의미에서는 좋은 설치는 성공적인 시운전의 반을 이루는 것입니다. 따라서 설치 시 “수평으로 수평, 수직으로 수직”이라는 원칙을 엄격히 준수해야 합니다.

(1) 모든 세 상의 기반은 수직으로 정렬되어야 합니다—즉, 같은 수평면에 있어야 하며, 이를 통해 수평 연결 막대가 같은 평면에 있도록 합니다.

(2) 모든 세 상의 기반은 앞뒤로 일직선이어야 합니다—즉, 각 상의 구동극과 구동되는 극은 각각 같은 수직면에 있어야 하며, 이를 통해 수평 연결 막대가 같은 평면에 있도록 합니다.

(3) 모든 세 상의 기반은 좌우로 평행해야 하며, 이를 통해 수평 연결 막대의 길이 조정이 적절하게 이루어집니다.

(4) 모든 세 상의 도자기 절연체는 완전히 수직이어야 하며, 이를 통해 수평 연결 막대가 같은 평면에 있고 접촉 표면이 정확히 맞물릴 수 있도록 합니다.

(5) 작동 메커니즘의 출력축은 작동되는 상의 작동 축과 동축이어야 하며, 이를 통해 필요한 작동 토크를 최소화합니다.

2.2 개별 부품의 설치 요구 사항

(1) 절연 부품—완전하고 규격을 충족해야 합니다.
(2) 회전(전송) 부품—윤활 처리되어 유연하며 걸림이 없어야 합니다. 그렇지 않으면 MoS₂ 또는 유사한 그리스를 적용하세요.
(3) 고정 부품—느슨함 없이 견고하게 고정되어야 합니다.

2.3 설치 시 주의사항

(1) 정격 전류는 설계 요구사항을 충족해야 합니다.
(2) 접지 스위치의 설치 방향은 요구사항을 충족해야 합니다. 단측 접지의 경우, 좌측 또는 우측 접지가 가능하며, 일반적으로 접지 스위치는 스위치 측에 위치합니다.
(3) 절연개폐기의 개방 방향은 요구사항을 충족해야 합니다. 작동 메커니즘을 마주보면서 절연개폐기의 개방 방향은 관찰자의 시선 방향과 일치해야 합니다.
(4) 좌우 접촉 위치는 올바르게 설치되어야 합니다: 좌측 접촉(손가락 접촉 측)은 구동극 측에, 우측 접촉(접촉 머리 측)은 구동되는 극 측에 장착됩니다.
(5) 메인 블레이드 작동 메커니즘은 일반적으로 A 상 작동 축 아래에 설치됩니다.
(6) 상간 거리: 110 kV의 경우 2 m 이상, 35 kV의 경우 1.2 m 이상이어야 합니다.

3. 절연개폐기의 시운전

3.1 시운전의 본질
시운전의 본질은 올바르고 합리적인 설치를 기반으로 모든 기계적 차원과 각도를 표준 요구사항을 충족하도록 조정하는 것입니다.

3.2 시운전 절차 (하단에서 상단으로)

3.2.1 기초 조정

(1) 기초의 평탄도를 조정합니다.

(2) 크랭크암 1(수평 연결 막대에 연결됨)과 크랭크암 2(교차 연결 막대에 연결됨)의 길이와 각도는 모든 세 단계에서 일치해야 합니다. 크랭크암 3(메인 블레이드 작동 크랭크암에 연결됨)은 제조업체마다 다릅니다: 일부는 기초 축에 장착(그림 1 참조)하고, 다른 일부는 현장에서 수평 연결 막대에 용접해야 합니다. 제품 문서에서 조정 지침을 제공할 경우 그에 따라 조정하며, 그렇지 않으면 메커니즘을 스위치 본체에 연결한 후 개폐 각도와 동기화가 적절하도록 조정합니다. (크랭크암 1과 2가 축에 용접된 경우, 각도와 길이는 조정 불가능합니다.)

(3) 위치 조정 나사의 간격을 조정하여 위치 정지 플레이트와의 간격이 1-3 mm가 되도록 합니다.

3.2.2 도자기 절연자의 조정

스페이서를 사용하여 조정할 수 있지만, 한 위치에서 추가되는 스페이서의 두께는 3 mm를 초과하지 않아야 하며, 동일한 위치에 추가된 모든 스페이서는 용접되어야 합니다.

(1) 도자기 절연자의 수직성은 요구 사항을 충족해야 합니다.
(2) 한 폴의 두 도자기 절연자의 높이는 동일해야 합니다.

3.2.3 전도 접촉부의 조정
터미널 블록의 고정 나사를 느슨하게 한 후, 전도 막대를 회전하거나 이동하여 적절한 정렬을 달성합니다.

(1) 한 폴의 두 전도 막대(좌우)는 정렬되어야 합니다—즉, 높이가 일치해야 하며, 수직 높이 차이가 5 mm 미만이고, 그림 2와 같이 직선으로 수평하게 배치되어야 합니다.
(2) 좌우 전도 막대의 길이는 모든 세 단계에서 동일해야 합니다.
(3) 접촉 핀이 접촉부에 삽입되는 깊이는 모든 세 단계에서 동일해야 합니다. 제조사 매뉴얼에서 숫자 값을 지정한 경우, 해당 값에 따라 조정하며, 값이 주어지지 않았지만 그림 3이 제공된 경우, 그림 3에 따라 조정합니다. 숫자 값이나 그림 3이 없는 경우, 경험에 따라 조정합니다. 삽입이 너무 얕으면, 폐쇄 후 접촉 면적이 부족할 수 있으며, 너무 깊으면 폐쇄 시 과도한 충격력으로 인해 절연기가 손상될 수 있습니다. 따라서 폐쇄 후 접촉 핀과 접촉 기반 사이에 4-6 mm의 여유 공간을 유지하고, 폐쇄 시 접촉 핀의 삽입 깊이는 전체 접촉 깊이의 90% 이상이어야 합니다.

3.2.4 작동 폴의 조정

(1) 개방 거리 조정:
분리 스위치가 열린 후, 전도 막대와 기초 중심선 사이의 각도는 90°-92° 범위 내에 있어야 합니다. 각도를 정확히 측정하기 어려울 경우, 간단한 방법으로 테이프 치수를 사용하여 좌우 전도 막대의 양 끝이 평행한지 확인할 수 있습니다. 양 끝 간의 거리 차이가 ±10 mm는 허용됩니다.

(2) 작동 폴과 작동 메커니즘 간의 조정:
작동 폴 본체와 메커니즘을 모두 폐쇄 위치에 놓은 후, 이를 연결합니다(유연한 연결을 사용하는 경우). 강성 연결인 경우, 일시적으로 접합부를 임시 용접합니다(모든 조정이 완료된 후에 완전 용접을 수행합니다). 한 번의 완전한 개폐 작업을 수행하고, 작동 폴이 완전히 열리거나 닫혔는지 관찰합니다.

• 폴이 완전히 닫히지 않는 경우, 교차 연결 막대의 길이를 조정합니다: "닫힘이 부족하면 길이를 늘리고, 과도하게 닫힌 경우 줄입니다."

• 폴이 완전히 열리지 않는 경우, 작동 크랭크암(즉, 그림 1의 크랭크암 3)의 길이를 조정합니다: "개방 각도가 너무 작으면 줄이고, 너무 크면 늘립니다."

참고: "열림이 부족할 때의 줄임"은 두 가지 방법으로 이루어질 수 있습니다: 작동 크랭크암의 길이를 늘리는 것 또는 포함 각도를 늘리는 것; 반대로 "늘림"은 각도를 줄이거나 암의 길이를 줄이는 것으로 이루어집니다.

또한, 폴 본체와 메커니즘의 각도 여행은 일치해야 합니다. 따라서 작동 크랭크암을 조정할 때, 개방 각도와 메커니즘의 여행 각도를 동시에 고려해야 합니다.

• 폴 본체가 적절한 개폐 위치에 도달했지만 메커니즘이 그렇지 않은 경우, 이는 메커니즘의 여행(또는 각도)가 본체보다 작은 것을 의미합니다. 이러한 경우, 작동 크랭크암을 줄여 폴 본체의 필요 여행을 줄입니다.

• 반대로 메커니즘이 위치에 도달했지만 폴 본체가 그렇지 않은 경우, 작동 크랭크암을 늘립니다.

3.2.5 3극 연동 조정

3극 연동 조정은 분리 스위치의 모든 단자 플레이트가 정상적인 버스바 장력을 받는 상태에서 수행되어야 합니다. 그렇지 않으면, 버스바가 연결된 후 재조정이 필요합니다.

작동 폴(A상 예)이 적절히 조정된 후, 모든 세 폴을 폐쇄 위치에 놓고, 수평 연결 막대를 설치한 후, 한 번의 완전한 개폐 주기를 수행합니다. 다른 두 폴이 적절한 개폐 위치에 도달하는지 관찰합니다.

세극 동기화의 기준은 동시 접점 접촉을 기반으로 합니다. 조정 중에 어떤 한 극의 접점이 접촉 핀에 닿았을 때 다른 두 극의 접점과 접촉 핀 사이의 간격을 측정하고, 교차 링크 막대의 길이를 조정하여 이러한 간격을 조정합니다.

동기화가 이루어진 후에도 개폐 위치가 완전히 도달하지 않은 경우, "타협 방법"을 적용하십시오: 오버트래블과 언더트래블 값의 중간점을 취하고 이 중간값으로 조정하되 제조사가 지정한 동기화 허용 오차를 준수하도록 합니다.

일반적인 시나리오 (A상이 작동 극이라고 가정):

(1) 세 극 모두 동기화되었지만 모두 완전한 개폐 위치에 도달하지 않음 → 작동 크랭크 팔의 길이를 약간 조정.
(2) 세 극 모두 적절한 개폐 위치에 도달했으나 동기화되지 않음 → 교차 링크 막대에서 타협 방법을 사용하여 동기화 표준을 충족.
(3) A상과 B상이 동기화되었으나 C상은 동기화되지 않음 (그러나 모두 정상적으로 작동함) → C상의 교차 링크 막대를 조정.
(4) B상과 C상이 동기화되었으나 A상은 동기화되지 않음 → A상의 교차 링크 막대를 조정.
(5) A상과 C상이 동기화되었으나 B상은 동기화되지 않음 → B상의 교차 링크 막대를 조정.

(6) 세 극 모두 동기화되었으나 A상과 B상이 완전히 개폐 위치에 도달하지 않음 → A상과 B상 사이의 수평 링크 막대를 조정하여 적절한 위치로 이동시키거나, C상의 교차 링크 막대를 조정하여 A상과 B상의 미완성 이동과 일치시키고, 그 다음 크랭크 팔의 길이를 재조정.

(7) 세 극 모두 동기화되었으나 B상과 C상이 완전히 개폐 위치에 도달하지 않음 → B상과 C상 사이의 수평 링크 막대를 조정하거나, A상의 교차 링크 막대를 조정하여 B상과 C상의 미완성 이동과 일치시키고, 그 다음 크랭크 팔의 길이를 조정.

(8) 세 극 모두 동기화되었으나 A상과 C상이 완전히 개폐 위치에 도달하지 않음 → AB와 BC 수평 링크 막대를 조정하거나, B상의 교차 링크 막대를 조정하여 A상과 C상의 미완성 이동과 일치시키고, 그 다음 크랭크 팔의 길이를 조정.

(9) 최악의 시나리오: 세 극 모두 동기화되지 않고 미완성 이동 → 수평 링크, 교차 링크, 그리고 작동 크랭크 팔을 타협 방법으로 종합적으로 조정하여 요구 사양을 충족.

따라서 세극 상호 잠금 조정의 원칙은: 동기화는 사양을 충족해야 하며, 폐쇄는 정확해야 하며, 개방은 요구되는 접점 간격을 만족해야 합니다. 일반적으로 이러한 세 가지 기준 간에 충돌이 발생할 경우 개방 접점 간격이 우선이며, 필요하다면 개방 거리를 약간 희생할 수 있습니다.
(참고: 양 끝이 반대 방향의 스레드를 가진 교차 및 수평 링크 막대의 경우 조정 중 양쪽의 노출된 스레드 길이를 동일하게 유지하려고 노력하세요.)

3.2.6 개폐 위치 나사 조정

세극 상호 잠금 조정을 완료한 후 교차 및 수평 링크 막대의 잠금 너트를 조여 주세요. 그런 다음 개폐 위치 나사와 스톱 플레이트 사이의 클리어런스를 1–3 mm로 조정합니다.

3.3 접지 스위치 시운전

접지 스위치의 시운전은 메인 격리 스위치가 완전히 시운전된 후에 수행됩니다. 방법은 비슷하지만 다음 사항에 유의해야 합니다:

(1) 접지 스위치의 수평 링크 막대는 대부분 파이프 클램프로 연결됩니다. 따라서 볼트를 조일 때는 대각선, 대칭, 균일하고 점진적으로 토크를 적용해야 합니다. 그렇지 않으면 접지 전도 막대와 고정 접점 사이에 오차가 발생할 수 있습니다.

(2) 접지 전도 막대와 고정 접점 사이의 접촉은 양호해야 합니다. 이상적으로는 전도 막대가 고정 접점보다 3–10 mm 정도 튀어나와야 하지만, 특정 값은 제조사에 따라 다르므로 매뉴얼을 따르십시오. 일반적으로 메인 스위치의 수평 링크가 구동 극 측에 설치되어 있으므로, 오른쪽 접지를 가진 내부형 접지 스위치의 경우 튀어나오는 부분이 과도하지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 메인 격리 스위치가 열렸을 때 접지 막대 끝과 메인 스위치의 수평 링크 사이의 기계적 간섭으로 인해 접지 날이 닫히지 않을 수 있습니다.

(3) 개방 위치에서는 접지 전도 막대가 수평을 유지해야 합니다. 필요시 수평기를 사용하여 개방 후 요구되는 절연 거리가 유지되도록 하십시오.

3.4 기계적 잠금 조정

격리 스위치와 접지 스위치 모두 시운전을 완료한 후 기계적 잠금을 조정합니다—이는 전체 격리 스위치 그룹의 시운전을 완료하는 것을 의미합니다.

베이스의 섹터 플레이트와 아크형 플레이트의 상대 위치를 조정하여 다음과 같이 하십시오:

• 격리 스위치가 닫혔을 때 접지 스위치는 닫힐 수 없습니다;

• 접지 스위치가 닫혔을 때 격리 스위치는 닫힐 수 없습니다.

3.5 수동 작동 장치 시운전

수동 작동 장치는 본체와 함께 조정됩니다. 조정 중에는 다음 사항도 확인하십시오:

(1) 장치의 부드러운 회전—핸들 작동력은 1 kgf를 초과해서는 안 됩니다.
(2) 보조 스위치의 올바른 전환—기준은 장치 움직임 중 제한 위치로의 여행의 약 4/5에서 보조 스위치가 신뢰성 있게 작동하는 것입니다.

3.6 전기 작동 장치 시운전

전기 작동 장치의 시운전은 수동형보다 복잡합니다. 주요 검사 항목은 다음과 같습니다:

(1) 모든 구성 요소가 완전합니다.
(2) 배선이 올바르게 되어 있는지 확인하고, 수동/전기 및 현지/원격 작업을 여러 번 수행하여 올바른 동작을 확인하십시오.
(3) 시험 운전을 위한 전원 공급 전에 기구를 개폐 중간 위치에 놓고 작동시켜 보십시오.
(4) 모터의 회전 방향은 본체의 요구되는 개폐 방향과 일치해야 합니다.
(5) 전기적 및 기계적 리미트 스위치는 본체의 최종 개폐 위치와 정확히 조정되고 맞춰져야 합니다.

4. 결론

분리 스위치는 오랜 기간 간단한 전기 장치로 여겨져 왔으므로, 기계적 결함이나 도전 회로의 과열과 같은 운전 결함이 자주 발생하며, 이로 인해 예상치 못한 정전이 발생하고 전력 공급 신뢰성에 심각한 영향을 미칩니다.

분리 스위치의 구조, 작동 원리, 설치 및 시운전 방법에 익숙해짐으로써 강제 정전과 불안정한 운전을 효과적으로 방지하고, 현장 작업 효율성을 향상시키며, 설비 성능의 불안정성과 현대 전력 시스템의 높은 신뢰성 요구 사이의 모순을 해결할 수 있습니다.