Što uzrokuje neuspjeh vakuumskih prekidača tijekom rada?

A. vakuumski prekidac "Srednja napetost" je visoka od 100 kPa, ali ne veća od 100 kPa. Međutim, kao i svi mehanički i električni uređaji, i ovi prekidači mogu propasti tijekom rada ako se ne upravljaju odgovarajućim uvjetima. Razumijevanje uzroka kvarova prekidača ključno je za upravitelje postrojenja, elektroinženjere i timove za održavanje koji se oslanjaju na dosljednu zaštitu kola. Posljedice neočekivane kvarove prekidača mogu se razlikovati od oštećenja opreme i vremena nestanka proizvodnje do opasnosti za sigurnost i skupih hitnih popravaka.

Neuspjeh vakuumskih prekidača obično proizlazi iz jednog ili više međusobno povezanih čimbenika koji uključuju mehaničko oštećenje, električni stres, kontaminaciju okoliša ili ograničenja dizajna pod određenim uvjetima rada. Identifikacijom temeljnih uzroka kvarova prekidača, operateri objekata mogu provesti ciljane strategije održavanja, prilagoditi operativne parametre i produžiti životni vijek opreme. Ovaj članak istražuje glavne mehanizme koji stoje iza kvarova vakuumskih prekidača i pruža praktične uvide za prevenciju i rješavanje problema.

U slučaju mehaničkog opadanja i degradacije u dodiru

Kontaktna erozija i površno oštećenje

U slučaju da je to potrebno, radi se o ispitivanju i ispitivanju podataka o ispitivanju. Svaki put kada prekidač prekine struju, materijal iz kontakata se prenosi na suprotnu površinu ili isparava u vakuumsku komoru. Nakon tisuća operacija prekidača, kontaktne površine postaju izbojene, grube i neravne. Ova degradacija povećava otpornost na dodir i smanjuje sposobnost prekidača da prenosi nazivnu struju bez pretjerane proizvodnje topline. Teška erozija kontakta može na kraju spriječiti pravilno zatvaranje električnog kontakta, što uzrokuje neuspjeh prekidača tijekom kritičnih događaja prekidača.

Izbor materijala za kontakt, veličina struje i frekvencija prekida direktno utječu na brzinu erozije. Visoke struje kvarova ubrzavaju kontaktno oštećenje, kao i česti ciklusi uključivanja i isključivanja u industrijskim okruženjima. Čak i u normalnim uvjetima rada, kontaktna erozija je neizbježna; međutim, prekomjerna erozija signalizira neadekvatne intervale održavanja ili neprikladnu radnu dužnost. U skladu s člankom 4. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za prekidače koji se koriste u sustavu za održavanje moraju se upotrebljavati:

Smanjenje mehaničke opruge i veza

Mehanički pokretni sustav vakuumskih prekidača oslanja se na opruge, bravu i veza za pouzdano otvaranje i zatvaranje kontakata. Ove komponente podvrgnu se pritisku pri svakoj operaciji, a s vremenom se može razviti umor. Smanjena ili slomljena opruga može spriječiti brzo otvaranje prekidača u uvjetima kvarova, što dovodi do kvara prekidača kada je potrebno brzo prekidanje struje. Korodirane ili nepravilno poravnanje veza također može spriječiti glatko kretanje kontakta, uzrokujući nepotpuno otvaranje ili zatvaranje koje rezultira lukom i toplinskim oštećenjem.

Mehanska kvarna prekidača često se javljaju nakon dužeg korištenja bez pravilnog podmazivanja i pregleda. Razgradnja maziva, kontaminacija prašinom ili vlažnošću te nedostatak redovnih prilagođavanja povećavaju rizik. Timovi za održavanje trebaju redovito provjeravati sve mehaničke dijelove, provjeravati da li su u redu i zamijeniti iscrpljene dijelove prije nego što izazovu kvar.

Električni preopterećenje i toplinski faktori

Izgubi integriteta vakuumske komore

Vakuum unutar komore prekidača je ključan za njegovu sposobnost prekida i dielektričnu čvrstoću. Ako se vakuum razgrađuje zbog mikro curenja, puknuća mehova ili propasti zatvora, zrak ili vlažnost se infiltriraju u komoru. Ova kontaminacija dramatično smanjuje sposobnost prekidača da potiskuje lukove i izdrži visoke napone između kontakata. Ako je primjena ovog standarda primjenjiva na električne uređaje, to znači da se ne može koristiti za proizvodnju električne energije.

Okružni čimbenici kao što su mehaničke vibracije, toplinski ciklusi i korozivna atmosfera ubrzavaju propadanje pečata i mogu započeti probijanje vakuumske komore. U slučaju da se ne provede sustavno pražnjenje, potrebno je provjeriti da li je u stanju da se isporuči. Ako se sumnja na pogoršanje vakuuma, potrebno je odmah servisirati ili zamijeniti prekidač radi vraćanja sigurnosti rada.

U slučaju da se ne primjenjuje, to se može učiniti na temelju sljedećih uvjeta:

Kada vakuumski prekidač duže vrijeme nosi struju iznad svog imenovanog kapaciteta, unutarnja temperatura raste, oslabljava izolacijski materijal i potiče razgradnju kontakta. Ponovljeni ciklusi toplinskog napora mogu razbiti keramičke izolatore ili otpustiti veze, što dovodi do kvara tijekom sljedećeg događaja kvaru. Osim toga, ako se prekidač poziva na prekid struje znatno veće od njegove projektirane vrijednosti, energija luka može premašiti sposobnost potiskivanja komore, uzrokujući kvar prekidača kroz upornost luka ili nasilnu eroziju kontakta.

Termalno upravljanje je ključno za sprečavanje kvarova prekidača. U slučaju da se radi o proizvodnji električne energije, potrebno je osigurati da je u skladu s tim uvjetima i da se ne dovodi u pitanje propisi o proizvodnji električne energije. U protokole održavanja treba uključiti termološko snimanje kako bi se otkrili abnormalni obrasci grijanja prije nego što izazovu kvar.

Okolišne i operacijske izazove

Učinci zagađenja i vlažnosti

Iako su vakuumski prekidači dizajnirani s zapečaćenim komorama, vanjska kontaminacija može utjecati na pouzdanost prekidača i uzrokovati kvar kroz više puteva. Prašina, sol, kemijske pare i vlažnost u industrijskom ili obalnom okruženju mogu se nalaziti na vanjskim površinama, što potiče koroziju metalnih komponenti i narušava integritet pečata tijekom vremena. Uloženjem vode u sustav može se povećati i povećati učinak na unutarnju koroziju.

Za rješavanje problema s kvarom prekidača u kontaminiranim uvjetima potrebna je pozornost na uvjete ugradnje i preventivnu zaštitu. Odgovarajuća ventilacija, upotreba materijala otpornih na koroziju i redovito čišćenje vanjske strane prekidača smanjuju rizik od kvarova izazvanih okolišem. U teškim uvjetima, povećana učestalost održavanja i razmatranje ocjene zaštite okoliša prilikom izbora prekidača su oprezna praksa.

Promenljive napone i prekidači

Nečekene promjene napona, kao što su udari munje, prekidanje kondenzatora ili iznenadne promjene opterećenja, nameću nagli naponi na dielektrični sustav prekidača. Ponavljajući se prekoračenje može narušiti unutarnju izolaciju, stvoriti put djelomičnog pražnjenja i na kraju uzrokovati kvar prekidača tijekom normalnog prekidača. Ako prekidač nema odgovarajuću opremu za suzbijanje viška ili zaštitu, prekid izolacije uzrokovan prolaznom izolacijom postaje značajan način kvara.

U slučaju da se radi o prekidu sustava, potrebno je provjeriti da li je sustav za zaštitu od prelivanja u skladu s člankom 6. stavkom 2. Dodavanje prekidača ili opreme za suzbijanje prijenosnog naponu često sprečava ponavljajuće kvarove prekidača u električno teškim primjenama.

Često se javljaju pitanja

Koji su rani znakovi da je vakuumski prekidač na putu da propadne?

U početnim znakovima upozorenja mogu se naći neobični električni otpor tijekom zatvaranja, vidljivo lukovanje ili promjena boje kontakata tijekom rada, glasno škripanje tijekom prekida, spor mehanički odgovor ili teškoća u aktiviranju ručne poluge za otvaranje. U slučaju da se radi o izmjeni ili uklanjanju električne energije, potrebno je utvrditi da je to potrebno za ispitivanje. Povećana učestalost pokretanja bez odgovarajućih promjena opterećenja također signalizira potencijalne probleme. Brzo istraživanje i rješavanje problema održavanja mogu spriječiti potpuni neuspjeh.

Kako često treba obavljati održavanje vakuumskih prekidača da bi se izbjegla neuspjeh?

Četvrtina održavanja ovisi o radnom ciklusu, uvjetima okoliša i preporukama proizvođača, ali većina industrijskih primjena ima koristi od inspekcije svakih 12 do 24 mjeseca. U uvjetima visokih radnih aktivnosti s čestim prekidanjem ili teškom kontaminacijom potrebno je učestalije provjeravanje, potencijalno kvartalno ili polugodišnje. U slučaju da je primjena sustava za zaštitu od eksplozije u kritičnim uvjetima, za svaki sustav za zaštitu od eksplozije u kritičnim uvjetima potrebno je provjeriti: Redovito održavanje izravno je povezano s pouzdanosti i produžava životni vijek prekidača prije nego se dogodi kvar.

Može li se vakuumski prekidač popraviti nakon kvara ili ga je potrebno zamijeniti?

Manja oštećenja i erozije površine ponekad se mogu riješiti profesionalnim obnovom, uključujući kontaktno obnavljanje površine, zamjenu opruge i obnovu vakuumske komore. Međutim, ozbiljna oštećenja kao što su kontaktna ruptura iznad dopuštenih granica, pukline keramičkih komponenti ili trajni gubitak vakuuma obično zahtijevaju zamjenu unutarnjih modula ili cijele jedinice prekidača. Za mnoge ustanove je troškovno učinkovitije kupiti novi prekidač nego ga oporaviti. Kvalificirani tehničar može procijeniti opseg štete i preporučiti popravak ili zamjenu.