Essentiels de maintenance hivernale pour les disjoncteurs de type GW5
Dans les postes électriques de niveau de tension de 110 kV et en dessous, le disjoncteur de type GW5 est largement utilisé en raison de sa structure simple, de ses performances fiables de contact et de sa fonction d'auto-nettoyage des contacts. Chaque hiver, le taux de défaillance lié au chauffage anormal des disjoncteurs de type GW5 montre une tendance à la hausse. Par conséquent, l'amélioration des pratiques de maintenance hivernale pour les disjoncteurs de type GW5 (ci-après appelés « disjoncteurs ») et la détection et la résolution rapides des pannes de surchauffe sont d'une importance cruciale pour le fonctionnement sûr et stable du réseau électrique.
1. Types de pannes courantes
1.1 Fermeture incomplète
Avec la baisse des températures en hiver, la viscosité des huiles et graisses de lubrification augmente, ce qui augmente la friction dans les composants de transmission du mécanisme d'exploitation du disjoncteur. De plus, la pluie et la neige augmentent considérablement la probabilité de corrosion des pièces mécaniques. Ces effets combinés peuvent modifier le parcours total d'exploitation du disjoncteur. Si le disjoncteur ne ferme pas complètement, la résistance de contact augmente, entraînant un chauffage anormal une fois sous tension. De plus, les vêtements d'hiver épais portés par le personnel de maintenance peuvent gêner l'opération manuelle précise, potentiellement causant une fermeture incomplète.
1.2 Fissuration des plaques de serrage conductrices
Comparativement au cuivre pur, le laiton contient plus de zinc, a un coefficient de dilatation thermique plus élevé et une plus grande résistance à la déformation. Avec de grandes variations de température diurnes en hiver, les plaques de serrage conductrices, les tubes conducteurs et les boulons de fixation subissent des degrés divers de dilatation et de contraction thermiques. Les plaques de serrage en laiton subissent un stress de déformation significatif, les rendant sujettes à la fissuration. Cela augmente la résistance de contact et cause un surchauffage localisé. Selon les statistiques d'une société de distribution d'électricité, six incidents de surchauffe dus aux plaques de serrage en laiton se sont produits entre novembre et décembre 2021.
1.3 Fracture des cosses de transition cuivre-aluminium
Lors de la connexion des tiges conductrices en cuivre aux conducteurs en aluminium, des cosses de transition cuivre-aluminium - des joints soudés transversalement de cuivre et d'aluminium - sont nécessaires. Les cosses traditionnelles utilisent un design de soudure bout à bout transversal. En raison des différences de propriétés de matériau et de coefficients de dilatation thermique, la zone de soudure devient le point le plus faible sous les cycles thermiques. Combinée avec le balancement fréquent des conducteurs par temps venteux en hiver, cela conduit à la fatigue, à l'endommagement, à la surchauffe et même à la fracture de la soudure.
1.4 Dommages aux ressorts de tension
Les basses températures hivernales réduisent l'élasticité des ressorts de tension des contacts du disjoncteur. Les ressorts déjà corrodés ou endommagés subissent une perte de tension particulièrement sévère. Une force de ressort inégale réduit la pression de contact entre les contacts gauche et droit, diminuant la surface de contact effective. Dans les cas graves, les ressorts peuvent transporter accidentellement le courant. Étant donné que le fer (matériau courant pour les ressorts) a une résistivité élevée, cela provoque un chauffage supplémentaire et une dégradation accrue des ressorts, aboutissant finalement à un surchauffage grave du disjoncteur.
1.5 Formation de couches de contaminants
L'air hivernal est sec et souvent pollué, en particulier dans les zones fortement contaminées avec un niveau élevé de poussière. Si une quantité excessive de vaseline est appliquée sur les contacts du disjoncteur, elle absorbe facilement la poussière. Lorsqu'elle sèche, cela forme une couche de contaminants durcie - un mauvais conducteur - qui cause un surchauffage significatif. Pendant la maintenance, un nettoyage agressif pour éliminer ces couches peut endommager le revêtement d'argent sous-jacent, augmentant artificiellement la résistance de contact et créant de nouveaux risques de surchauffe.
2. Pratiques clés de maintenance hivernale pour les disjoncteurs
2.1 Renforcement des patrouilles opérationnelles
La détection précoce de la surchauffe par des patrouilles régulières est essentielle :
Appliquer des étiquettes indicatrices de température (autocollants thermochromiques) aux parties principales conductrices ; inspecter la fusion ou le changement de couleur lors des patrouilles pour identifier la surchauffe.
Effectuer des inspections pendant ou après la pluie/la neige : les zones surchauffées montreront de la vapeur, de la neige fondue ou des taches sèches. Les panaches de chaleur montant au-dessus des points de contact sont plus visibles dans des températures ambiante plus froides.
Effectuer des patrouilles nocturnes « sans lumière » pour détecter la luminescence ou les arcs aux points de contact.
Observer les changements de couleur et les odeurs : l'aluminium surchauffé devient blanc, le cuivre devient rouge violacé, la peinture de phase se craquelle ou se détache, et une odeur de brûlé peut être perceptible dans les cas graves.
2.2 Améliorer la qualité de la maintenance et adopter des matériaux et technologies avancés
Promouvoir l'utilisation de matériaux et de techniques améliorés lors de la maintenance :
Remplacer les plaques de serrage en laiton par des plaques en cuivre pur.
Utiliser des cosses de transition cuivre-aluminium crimpées longitudinalement au lieu de types soudés transversalement.
Appliquer des lubrifiants résistants aux basses températures.
Installer des conceptions de contact améliorées dotées de ressorts de pression ou de plaques de ressort.
Suivre strictement les procédures de maintenance : remplacer les ressorts de tension présentant une perte d'élasticité significative ou un dommage grave du revêtement.
Lors du nettoyage des couches de contaminants des contacts principaux, éviter le ponçage pour protéger le revêtement d'argent. Plutôt, tremper les contacts dans de l'essence pour ramollir les dépôts, puis nettoyer doucement avec des chiffons en coton sans peluches.
