فشل مفتاح التماس SL400 في الانفصال؟ تحليل عميق للأسباب والحلول
في نظام الطاقة المساعدة ذات الجهد العالي لشركات توليد الكهرباء، يتم استخدام الملامسات الفراغية ذات الجهد العالي كأجهزة كهربائية للتحكم في المحركات ذات الجهد العالي، المحولات، المحولات التردديّة، وغيرها من المعدات الكهربائية. تسمح هذه الأجهزة بالتحكم عن بعد والتشغيل المتكرر، مما يحقق تطبيقًا واسعًا. إذا لم يتم التعامل مع أعطال الملامسات الفراغية بسرعة، فسيؤثر ذلك مباشرة على التشغيل الآمن والاقتصادي للمجموعات الإنتاجية في شركات توليد الكهرباء.
من بين الملامسات الفراغية في نظام الطاقة المساعدة ذات الجهد العالي للمجموعتين 3 و4 في محطة توليد الطاقة الحرارية، هناك 60 ملامسة من نوع SL400 بقدرة 400 أمبير. منذ تشغيلها في عام 2015 حتى نهاية عام 2016، تعرضت العديد من الملامسات الفراغية في نظام المناولة الفحمية لأعطال مثل رفض آلية القفز للقفز، حرق ملف القفز، وتفعيل إشارة إنذار "انقطاع الدائرة التحكمية"، مما أدى إلى عدم قدرة المعدات على الإيقاف. نظرًا لأن أحد طرفي ملف القفز متصل مباشرة بالقطب السالب، فقد يؤدي ذلك أيضًا إلى تأريض مباشر للقطب السالب المباشر، مما يؤدي إلى عدم تشغيل جهاز الحماية ويعرض التشغيل الآمن لمخاطر خطيرة. في الوقت نفسه، يشكل الحاجة للقفز اليدوي عند رفض الملامسة الفراغية القفز خطرًا كبيرًا على سلامة الموظفين العاملين.
1. مبدأ عمل الآلية التشغيلية
تعتمد الآلية التشغيلية للملامسة الفراغية من نوع SL-400 التي تم اختيارها بواسطة محطة توليد الطاقة الحرارية على آلية الاحتفاظ الميكانيكية. عندما يتم تنشيط ملف القفل للملامسة الفراغية، يقوم المغناطيس المتحرك لملف القفل بتحريك آلية العمود الرئيسي تحت تأثير القوة الكهرومغناطيسية. يأتي الدرفلة على المغناطيس المتحرك لملف القفل في اتصال بمثبت القفز، مما يقفل العنصر التنفيذي ويحافظ على الملامسة في حالة القفل. في نفس الوقت، يتم ضغط الربيع لتوفير طاقة القفز، ويتم رفع قطعة الربط لمثبت القفز وصفيحة الانحناء للمغناطيس القفز استعدادًا للقفز.
عندما يتلقى ملف القفز مصدر طاقة نبضي، يجذب المغناطيس المتحرك لملف القفز صفيحة الانحناء للتحرك نحو الأسفل. تصطدم صفيحة الانحناء بقطعة الربط لمثبت القفز، مما يحرر الموضع الميت الذي يتم الحفاظ عليه بواسطة الدرفلة على المغناطيس المتحرك لملف القفل ومثبت القفز. تحت تأثير الربيع، يحدث القفز السريع. يدور المغناطيس المتحرك لملف القفل، مدفوعًا بربيع القفز، مع العمود الرئيسي إلى موقع لوحة الحد ويوقف، مكملًا عملية القفز.
2. تحليل الأسباب
2.1 الجانب الكهربائي
أظهر فحص دائرة القفز أن مقاومة التماس للقبة الثانوية، والتماسات المساعدة للملامسة الفراغية لموقع، والتماسات مقبض التشغيل كانت طبيعية. كان الجهد الخرجي المستمر حوالي 110 فولت، ولم يكن هناك حالة انخفاض جهد ملف القفز بشكل كبير. لم يتم العثور على أي ظواهر مثل عزل السيطرة السيء أو أسلاك فضفاضة أو مرتدة.
إن انقطاع دائرة التحكم القفز هو إشارة إنذار يتم تشغيلها بسبب تنشيط الملامسة الفراغية لقوة التحكم بسبب التنشيط طويل الأمد واحتراق ملف القفز. لذلك، عند حدوث رفض القفز للملامسة SL، يمكن استبعاد الأسباب الكهربائية بشكل أساسي.
2.2 الجانب الميكانيكي
تصميم المادة غير الكافي لقطعة الربط لمثبت القفز: كانت المواد الأصلية لمثبت القفز وصفيحة الانحناء للمغناطيس القفز وقطعة الربط هي الفولاذ الكربوني، والذي يحتوي على مغناطيسية عالية. بعد عمليات التنشيط والقفز المتعددة، تم تغناطيس صفيحة الانحناء وقطعة الربط تدريجيًا بواسطة المجال المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة ملف القفز أثناء عملية القفز، مما أدى إلى قوة مغناطيسية متبادلة معينة وزيادة المقاومة الميكانيكية للقفز. إذا حدث فشل القفز وأجريت عمليات متكررة، سيتم حرق ملف القفز.
التيار المغناطيسي المتبقي في ملف القفز بعد التنشيط: هذا يؤدي إلى انخفاض في تدفق المغناطيسية لملف القفز، مما يؤدي إلى عدم كفاية عزم القفز وعدم موثوقية القفز. تسبب عمليات القفز المتكررة تنشيط ملف القفز لفترة طويلة، مما يؤدي إلى توليد الحرارة وإحراقه في النهاية.
الانغلاق الميكانيكي بين مثبت القفز والدرفلة الموضعية: تفتقر الأجزاء الدوارة للزيت التشحيم. توجد حواف حادة في الأجزاء المتحركة لثقب تثبيت صفيحة الانحناء وقضيب التثبيت، أو انحراف ثقب التثبيت بسبب التآكل، مما يؤدي إلى الانغلاق. بعد عمليات مغناطيس القفز المتعددة، يزداد مقاومة القفز تدريجيًا، مما يؤدي إلى زيادة الحمل واحتراق ملف القفز.
التشغيل المتكرر والإيقاف للمعدات: تعتبر ناقلات الحزام والفحم محطم هي معدات تعمل بشكل متكرر. عند حدوث عطل رفض القفز، قد قامت هذه الأجهزة بأكثر من 500 عملية. يتم تنشيط ملف القفز غالبًا ويولد حرارة، مما يسرع تآكل العزلة لملف القفز إلى حد ما.
3. طرق المعالجة
استبدال المواد للأجزاء الرئيسية: استبدل مادة قطعة الربط لمثبت القفز من الفولاذ الكربوني إلى الفولاذ غير المغناطيسي، واستبدل البراغي الثابتة من الفولاذ المغلفن إلى البراغي النحاسية. هذا يمنع تغناطيس قطعة الربط، ويقلل بشكل كبير من المقاومة الميكانيكية للقفز، وبالتالي يقلل من استهلاك طاقة القفز.
إزالة المغناطيسية للأجزاء الأساسية: قبل التركيب، قم بإزالة المغناطيسية من صفيحة القاعدة والمغناطيس القفز باستخدام طريقة الصدمة. هذا يقلل بشكل أكبر من مقاومة الجذب بين هذه المكونات وقطعة الربط لمثبت القفز، ويزيد من هامش قوة القفز، ويضمن الإغلاق والقفز الموثوق به للملامسة.
تحويل الملف الأصلي: استبدل الملف الأصلي بواحد مقاومته حوالي 20 أوم، وزد عدد دورات الملف لتعزيز تدفق المغناطيسية، وحافظ على قوة الكهرومغناطيسية لعملية الملف فوق قيمة معينة. في الوقت نفسه، تقلل المقاومة المتزايدة لدائرة القفز من تيار الدائرة، وتقلل من توليد الحرارة في الملف أثناء التنشيط، وتبطئ معدل تقدم العمر للملف، وتقلل بشكل فعال من ظاهرة رفض القفز الناجمة عن انخفاض جهد ملف القفز بسبب زيادة مقاومة التماس بسبب الاحتراق والتآكل للتماسات المساعدة.
التشحيم والصيانة للأجزاء الميكانيكية: قم بتطبيق زيت التشحيم على مثبت القفز والدرفلة الموضعية للملامسة الفراغية، وكذلك الأجزاء الدوارة لمثبت القفز. قم بتلميع وتقليم الحواف الحادة والأجزاء التالفة في الأجزاء المتحركة لثقب تثبيت صفيحة الانحناء، وقم بالتشحيم والصيانة للأجزاء الدوارة لقطعة الربط لمثبت القفز. بعد اختبار الجهد الأدنى لحركة القفز، يتم التحكم في قيمة الحركة بشكل أساسي بين 45 فولت و55 فولت، مما يحافظ على آلية القفز في حالة جيدة ويحسن بشكل كبير السلامة والموثوقية للقفز.
4. الإجراءات الوقائية
الصيانة والاختبارات الدورية: قم بإجراء صيانة صغيرة مرة واحدة سنوياً وصيانة كبيرة مرة كل خمس سنوات بعد التشغيل الطبيعي، وقم بإجراء صيانة الآلية والاختبارات الوقائية بشكل صحيح.
اختيار المعدات والقبول الصارم: تأكد من اختيار المعدات المناسبة للملامسة الفراغية، وتحكم بدقة في جودة التشغيل الأولي والتسليم والقبول.
مراقبة التشغيل في الوقت الحقيقي: قم بتعزيز المراقبة أثناء التشغيل لتحديد ومعالجة المشكلات بشكل فوري.
تحسين إجراءات الصيانة: قم بإحكام فهم الظروف الفعلية للمعدات، وقم بمراجعة وتحسين إجراءات العملية الصيانة بناءً على طرق معالجة الأعطال والخبرة.
تعزيز الفحص والإدارة للمعدات المستخدمة بشكل متكرر: قم بتعزيز شدة الفحص والإدارة للملامسات الفراغية في المعدات المستخدمة بشكل متكرر.
التركيز على فحص الأجزاء الميكانيكية: قم بفحص الأجزاء الميكانيكية للملامسة الفراغية، بما في ذلك التحقق من وجود التشحيم الجيد والحركة المرنة وعدم الانغلاق. يجب الانتباه بشكل خاص إلى فحص الانغلاق بين صفيحة الانحناء للمغناطيس القفز وقطعة الربط لمثبت القفز.
استخدام فترات إيقاف الوحدة للصيانة: استفد بشكل كامل من فترات إيقاف الوحدة والاحتياطية لإجراء الصيانة على آلية الملامسة الفراغية وإجراء الاختبارات الوقائية مثل اختبار جهد العمل لملفات القفل والقفز. هذا يساعد على فهم اتجاه التدهور ويسمح بتعديل ومعالجة المشاكل المحتملة بشكل فوري.
5. الخاتمة
بعد المعالجة، تم تشغيل الملامسات الفراغية لمدة تقارب السنة دون أي أعطال مثل رفض القفز أو احتراق الملف. قامت المحطة مرة أخرى بفحص الملامسات الفراغية في نظام المناولة الفحمية التي تم تراكم 500 إلى 1000 عملية جديدة واختبار الجهد الأدنى لحركة القفز. أظهرت النتائج أن المقاومة المباشرة والعزلة لملفات القفز كانت في حالة جيدة، ولم يزداد قيمة الجهد بشكل كبير، وكانت اختبارات القفز الكهربائي المحلية والعن بعد دقيقة وموثوقة. هذا أدى إلى تحسين كبير في مستوى الصحة والموثوقية للمعدات، بينما قللت من حجم العمل الصيانة ووفرت تكاليف الصيانة.
