Corrosión e prácticas protectoras de interruptores de alta tensión

Os interruptores de alta tensión son extremadamente ampliamente utilizados, y por lo tanto, se presta mucha atención a los posibles problemas que pueden surgir con ellos. Entre varias fallas, la corrosión de los interruptores de alta tensión es una preocupación principal. Teniendo en cuenta esta situación, este artículo analiza la composición de los interruptores de alta tensión, los tipos de corrosión y las fallas causadas por la corrosión. También investiga las causas de la corrosión de los interruptores y estudia las bases teóricas y técnicas prácticas para la protección contra la corrosión.

1.Interruptor de Alta Tensión y Análisis de Corrosión
1.1 Composición Estructural de los Interruptores de Alta Tensión
Un interruptor de alta tensión consta de cinco partes: base de soporte, parte conductora, aislador, mecanismo de transmisión y mecanismo de operación. La base de soporte forma la base estructural del interruptor, soportando y fijando todas las demás componentes como una unidad integrada. La parte conductora asegura la conducción eficiente de la corriente en el circuito. Los aisladores proporcionan aislamiento eléctrico entre las partes vivas y las partes a tierra. El mecanismo de transmisión opera a través del aislador para transferir el movimiento a los contactos, permitiendo las operaciones de apertura y cierre del interruptor.

Para garantizar la seguridad, los interruptores deben tener un espacio abierto claramente visible, y debe existir un aislamiento confiable entre todos los puntos de interrupción. Los interruptores exteriores deben realizar operaciones de apertura y cierre de manera confiable bajo diversas condiciones ambientales, como viento, lluvia, nieve, polvo y contaminación del aire. Además, debe instalarse un interbloqueo mecánico confiable entre el interruptor y el interruptor de tierra para asegurar que los operadores sigan secuencias operativas seguras.

Por ejemplo, los interruptores de alta tensión no requieren operación de alta velocidad durante la apertura o cierre, por lo que pueden ser accionados directamente por un motor. En contraste, los interruptores automáticos (de alta o baja tensión) están diseñados para conectar o desconectar circuitos bajo carga y deben operar rápidamente—una apertura o cierre lento o gradual causaría arcos. Por lo tanto, los interruptores automáticos utilizan motores acumuladores de energía acoplados con resortes para almacenar energía cinética, que se libera instantáneamente cuando es necesaria.

1.2 Clasificación de la Corrosión del Interruptor
Según los informes, la corrosión de los interruptores de alta tensión está generalmente influenciada por la temperatura y la humedad, los contaminantes atmosféricos y el polvo, las propiedades de los materiales de los componentes y los procesos de fabricación. Los metales reaccionan con el agua y el oxígeno en la atmósfera, y las altas temperaturas o grandes variaciones de temperatura diurna aceleran esta reacción. La alta humedad y la temperatura exacerban significativamente la corrosión del metal, haciendo que la corrosión sea particularmente grave en estas regiones.

Los contaminantes atmosféricos contienen sustancias altamente corrosivas que se combinan con la humedad en las superficies metálicas para formar electrolitos ácidos, acelerando así la corrosión electroquímica. Con el rápido desarrollo de las industrias intensivas en energía de China, la contaminación atmosférica ha empeorado, la lluvia ácida se ha vuelto más severa y los niveles de contaminantes han aumentado, creando un ciclo vicioso que intensifica la corrosión de los componentes metálicos.

El material en sí mismo es otro factor importante que influye en la corrosión. Algunos metales son resistentes a la corrosión, mientras que otros son propensos a la corrosión inducida por la humedad; por lo tanto, la selección del material determina directamente la susceptibilidad a la corrosión. Durante la fabricación, la presión desigual o el calor pueden causar potenciales eléctricos no uniformes, acelerando aún más la corrosión. Por ejemplo, las vigas de base de los interruptores a menudo se fabrican mediante galvanización en caliente, pero es común que estas vigas se oxiden—lo cual está relacionado tanto con las condiciones operativas ambientales como con la calidad de fabricación en la fábrica.

Los componentes de mala calidad pueden experimentar reacciones electroquímicas cuando están expuestos a la lluvia ácida o al aerosol salino durante la operación, volviéndose frágiles y agrietándose bajo estrés externo, lo que puede llevar a una fractura completa.

1.3 Fallas Causadas por la Corrosión de los Componentes del Interruptor
Desde un punto de vista menor, la corrosión afecta primero la apariencia del producto. La oxidación severa es el problema más frecuentemente reportado por los usuarios, ya que una apariencia manchada de óxido crea una impresión psicológica de inseguridad. Además, la corrosión puede causar deformación dimensional o reducción en los componentes metálicos, llevando a daños o fracturas.

Las partes rotativas y las cadenas de transmisión pueden experimentar obstrucciones; cualquier bloqueo en el mecanismo puede hacer que todo el dispositivo se atasque, quedando inoperativo en casos graves o incluso causando fracturas de la cadena de conexión.

La corrosión también aumenta la resistencia de contacto en cierta medida. Una mayor resistencia de contacto provoca calentamiento en los puntos de contacto, lo que acelera aún más la oxidación del metal e incrementa el riesgo de fallo en la conducción eléctrica. La energización prolongada bajo estas condiciones puede resultar en una quema severa del circuito del interruptor de alta tensión, potencialmente desencadenando accidentes de seguridad eléctrica con consecuencias irreversibles.

2.Análisis Teórico y Práctico de los Interruptores de Alta Tensión
2.1 Análisis de la Corrosión de los Componentes
Dado que los componentes principales de los interruptores son metálicos, las causas de la corrosión de los interruptores pueden entenderse en gran medida como las causas de la corrosión del metal. La corrosión del metal está influenciada tanto por factores internos como externos.

Teóricamente, la temperatura y la humedad ambiental afectan la tasa de corrosión química de los metales. Además, la composición de las soluciones que entran en contacto con la superficie del metal y el valor pH de esas soluciones juegan roles críticos. Estos factores están principalmente relacionados con los contaminantes y las partículas PM2.5 que se adhieren a la superficie del metal desde la atmósfera.

Os factores internos inclúen as propiedades fisicoquímicas e a microestrutura do propio material metálico. Se un compoñente está feito dun material propenso á corrosión, debe terse moito coidado na súa instalación e colocación, incluíndo a selección cuidadosa da súa localización de instalación. Os metais reactivos perden facilmente eléctrons, o que leva á perda de material ou á corrosión gálvanica. Así, a corrosión dos desconnectores de alta tensión é inevitábel—só pode mitigarse mediante medidas protectoras máximas.

Por exemplo, as conexións aos dous lados do desconnector de alta tensión deben ser seguras e fiables para evitar a corrosión do compoñente. As conexións entre partes metálicas son fundamentais e críticas e requiren atención especial.

2.2 Enfoques teóricos de protección
Dun punto de vista interno, a selección de materiais con maior resistencia á corrosión para os compoñentes metálicos—cumpriendo outros requisitos de rendemento—proporciona unha protección fundamental contra a corrosión.

Dun punto de vista externo, deben implementarse deseños impermeables e limitadores de exposición para minimizar o contacto entre as partes metálicas e o aire húmido ou outros factores adversos, evitando problemas como a acumulación de auga e a exposición excesiva ao ambiente.

Para o desconnector en xeral, deben aplicarse medidas de selado e protección nas roldanas de rotación e transmisión para evitar obstrucións causadas por condicións meteorolóxicas ou entrada de auga. Deberían aplicarse revestimentos protectores fiables nas superficies; deben seleccionarse diferentes revestimentos en función do tipo de metal, a función do compoñente e o entorno de aplicación, priorizando sempre a seguridade, a eficiencia operativa e a viabilidade económica.

As substancias conductoras aplicadas externamente aos desconnectores deben cumprir as especificacións do compoñente para evitar un aumento da resistencia. Cando a corrosión global se torna grave, a unidade debe desmontarse para manutención: limpeza das superficies de contacto, axuste dos parafusos e reparación ou substitución das partes danadas.

As estratexias de protección teóricas proporcionan unha base sólida para a prevención práctica da corrosión, coa teoría e a práctica estando estreitamente interrelacionadas e reforzándose progresivamente unha á outra.

2.3 Técnicas prácticas de protección contra a corrosión
Normalmente, o contacto fixo está conectado á fonte de enerxía, e o contacto móbil á carga. No entanto, para os desconnectores instalados en armarios de recepción con alimentación por cable, a fonte de enerxía está conectada ao lado do contacto móbil—unha configuración coñecida comúnmente como "alimentación inversa".

Durante a manutención rutinaria, deben realizarse inspeccións xerais regularmente. Isto constitúe reparacións menores ou ad hoc, xeralmente implementadas mediante principios de xestión dinámica e manutención rutinaria, programando reparacións específicas para defectos ou fallos identificados.

Durante as grandes revisións, realiza-se a manutención baseada no desmontaxe, que implica unha inspección comprehensiva do equipo, con particular atención nas partes metálicas propensas á corrosión. Os compoñentes danados son substituídos ou reparados utilizando técnicas apropiadas.

Deben inspeccionarse e limparse periodicamente os mecanismos internos. As palancas e outras ligazóns de transmisión deben limparse, pulirse e lubrificarse. Deben reaplicarse revestimentos protectores nas superficies externas corroídas, e instalar lubricación e dispositivos protectores adicionais nas roldanas.

Estes procedementos clave de manutención deben seguir estritamente as especificacións técnicas e as directrices do fabricante para asegurar que o equipo recupere o seu rendemento técnico orixinal após o servizo. Basándose nas causas de corrosión discutidas neste artigo, deben realizarse inspeccións rutinarias regulares nas áreas vulnerables, con grandes revisións realizadas a intervalos establecidos.

3.Conclusión
Os desconnectores de alta tensión xogan un papel significativo na vida cotiána resolvendo problemas de conmutación de circuitos. No entanto, a corrosión destes desconnectores pode levar a consecuencias graves. Polo tanto, deben desenvolverse medidas protectoras a través da investigación teórica e da implementación práctica para promover a aplicación segura e fiable dos desconnectores de alta tensión.