Interruptores de carga de vácuo de alta tensão internasão adequados para controlar e proteger equipamentos de energia, como transformadores, cabos e linhas aéreas em sistemas de distribuição de energia trifásica de 10kV e 50Hz. Eles são amplamente utilizados em subestações terminais e subestações do tipo caixa em grades de energia urbana e rural e também são adequadas para controlar e proteger redes de anéis e unidades de fonte de alimentação com dupla radial.
Princípio operacional
Um interruptor de carga de vácuo de alta tensão interno é um dispositivo elétrico que combina a capacidade de explicação de arco de um disjuntor de vácuo de alta tensão com o isolamento e a função de quebra visível de um desconexão de alta tensão. É usado principalmente em redes de distribuição de 10kV e abaixo, servindo como um dispositivo chave para distribuição, controle e proteção de energia.
Seu principal princípio operacional pode ser dividido nas seguintes partes:
1. Princípio de extinção do arco central - ambiente "a vácuo"
Esta é a parte mais crítica. Os contatos móveis e estacionários do interruptor são selados em uma câmara de cerâmica ou arco de arco de vidro, que é mantida em um vácuo alto (normalmente menor que 10^-4 Pa).
As propriedades de isolamento e arco que exageram o vácuo: em um vácuo tão alto, as moléculas de gás são extremamente raras e praticamente não ionizadas, resultando em resistência dielétrica extremamente alta (sua tensão de resistência é muito maior que a do ar e o gás SF6). Quando os contatos se separam no vácuo e um arco é gerado, o arco é sustentado pelo vapor de metal gerado pela evaporação do material de contato. Como não há dielétrico no vácuo que possa ser ionizado, o vapor de metal se difunde rapidamente e rapidamente na cobertura de blindagem, extinguindo completamente o arco na primeira travessia zero atual.
2. Princípio do mecanismo operacional
Os interruptores de carga geralmente são equipados com um mecanismo operado pela mola (manual ou elétrico).
◆ Processo de fechamento: o operador cobra a mola de fechamento manualmente (usando uma alavanca operacional) ou eletricamente (usando um motor). Após a liberação, a energia da primavera aciona o eixo principal, que, através de um mecanismo de ligação, faz com que o contato em movimento dentro do interruptor de vácuo se mova para cima de maneira rápida e vigorosa, fazendo contato confiável com o contato estacionário, preenchendo o processo de fechamento.
◆ Processo de abertura: A mola de abertura é normalmente pré-carregada. Ao receber um sinal de abertura (comando manual ou de proteção de relé), a liberação de abertura libera e a energia da mola de abertura aciona o eixo principal na direção oposta, forçando o contato em movimento para baixo e a longe do contato estacionário, gerando e apagando o arco dentro do interruptor de vácuo.
3. Função de isolamento e aterramento
Esse é um recurso essencial que o distingue de um disjuntor simples de vácuo.
◆ Desconecção de isolamento visível: uma chave de isolamento visível é normalmente projetada fora do interruptor de vácuo. Quando o comutador é aberto, o interruptor de isolamento é aberto, criando uma desconexão isolada de ar claramente visível, fornecendo uma garantia de segurança visual e física para o pessoal de manutenção de linha (algo que um interruptor de vácuo fechado não pode fornecer diretamente).
◆ Função de aterramento: muitos interruptores de carga são projetados com três posições (fechadas - abertas - aterradas). Na posição aberta, o interruptor de isolamento pode ser girado para a posição do solo através do mecanismo de operação, garantindo aterramento confiável no lado da linha e garantindo ainda mais a segurança da manutenção.
Resumo do processo operacional:
Ao desconectar a linha, o mecanismo de operação primeiro impulsiona os contatos dentro do interruptor de vácuo para abrir, extinguindo o arco usando o ambiente a vácuo e interrompendo a corrente. Posteriormente, o interruptor de isolamento externo é aberto, criando uma desconexão de segurança visível. O fechamento ocorre na ordem inversa: o interruptor de isolamento fecha primeiro e depois os contatos a vácuo se conectam.
Métodos de manutenção
A manutenção de interruptores de carga de vácuo de alta tensão deve aderir ao princípio da "prevenção primeiro, segurança primeiro". O trabalho de manutenção deve ser realizado sob as precauções de segurança de uma falta de energia completa, testes elétricos e aterramento. Recomenda -se que este trabalho seja realizado por um eletricista profissional.
A manutenção pode ser dividida em inspeções de rotina, manutenção programada e inspeções especiais.
1. Inspeção diária (sem queda de energia, inspeção visual)
Inspeção visual: inspecione o invólucro do interruptor quanto a danos, ferrugem ou descascamento da tinta.
Indicadores de status: Verifique se os indicadores de status de posição aberta/fechada e armazenamento de energia estão corretos e claros.
Sinais do medidor: Observe o amperímetro e o voltímetro no painel de chave para leituras normais e quaisquer sinais anormais (como tempo limite de armazenamento de energia, alarme de relé etc.).
Sons anormais: ouça qualquer som ou vibração anormal da descarga, superaquecimento ou outras fontes de ruído do interruptor e do painel de chave.
Odor: Ouça qualquer odor de material de isolamento em chamas devido ao superaquecimento.
2. Manutenção regular (inspeção de falta de energia)
Isso geralmente é realizado em conjunto com testes preventivos anuais.
◆ Limpeza e remoção de poeira:
Use um pano de algodão macio e seco ou um pó para limpar completamente toda a poeira e a sujeira do alojamento do interruptor, isoladores, hastes isolantes, mecanismo de operação e outros componentes. A acumulação de poeira pode causar degradação de fluência ou isolamento.
◆ Inspeção e lubrificação de componentes mecânicos:
Mecanismo operacional: inspecione todas as bielas, braços de manivela e alfinetes quanto a deformação, ferrugem e desgaste. Verifique se há movimento suave e qualquer ligação.
Fixadores: Inspecione e aperte todos os parafusos e porcas para evitar afrouxamento devido à vibração.
Springs: Inspecione as molas de abertura e fechamento quanto à ferrugem e deformação.
Lubrificação: aplique uma quantidade apropriada de graxa de baixa temperatura (como dissulfeto de molibdênio) a partes rotativas e deslizantes do mecanismo (como rolamentos, engrenagens e superfícies de came), tomando cuidado para não contaminar componentes isolantes.
◆ Inspeção de desempenho elétrico:
Medição da resistência ao circuito principal: use um testador de resistência ao circuito (microohmímetro) para medir a resistência ao contato dos principais contatos do comutador. O valor de resistência deve atender ao padrão do fabricante (geralmente muito baixo, na faixa de microohm) e não deve aumentar significativamente em comparação com o valor da fábrica ou o último valor medido. Um aumento indica desgaste de contato ou baixo contato.
Teste de hi-pot de frequência de potência: execute um teste de resistência à tensão no intervalo (aberto) e no solo (fechado) para verificar a integridade do principal isolamento e o nível de vácuo do interruptor de vácuo. Se o nível de vácuo for reduzido, o teste de resistência à tensão falhará.
Inspeção do circuito secundário: verifique o comutador auxiliar e os contatos do MicroSwitch para obter contato adequado e operação adequada. Verifique a resistência do CC das bobinas de abertura e fechamento para operação normal.
◆ Inspeção de interruptor de vácuo (determinação indireta):
Inspeção visual: Observe o invólucro interruptor (cerâmica ou vidro) para rachaduras ou descoloração incomum.
Teste de vácuo: o método mais confiável é o teste quantitativo usando um testador de vácuo. Este é o padrão -ouro para determinar a degradação do tubo de vácuo.
Frequência de potência Teste de tensão: Na posição aberta, aplique a tensão da frequência de potência nominal no interruptor (por exemplo, aproximadamente 42 kV/min para uma chave de 10 kV). Se ocorrer uma quebra, o nível de vácuo foi severamente comprometido e a substituição é necessária.
Problemas e soluções comuns
Incapaz de fechar/abrir: geralmente é causado por um mecanismo de operação preso, uma biela solta, energia insuficiente da mola ou uma falha no circuito de controle secundário (bobina, interruptor auxiliar).
Resistência ao contato excessivo: geralmente é causado por desgaste de contato ou oxidação na superfície de contato. O interruptor de vácuo precisa ser inspecionado e possivelmente substituído.
Perda de vácuo: isso não pode ser reparado e todo o interruptor de vácuo deve ser substituído.
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