Analyse et traitement des défauts courants du mécanisme de fonctionnement des disjoncteurs SF6
1. Principe de fonctionnement du mécanisme de commande du disjoncteur SF6
Le mécanisme à ressort du disjoncteur SF6 doit son nom au vide poussé dont il est composé, d'une part, et le milieu d'extinction d'arc et, d'autre part, l'isolant de l'espace de contact après extinction d'arc. Il présente les avantages d'une taille compacte, d'un poids léger, d'une utilisation fréquente et d'une extinction d'arc sans entretien. Il est largement utilisé dans les réseaux de distribution. Normes techniques des disjoncteurs à vide : Les disjoncteurs à vide ont connu un développement vigoureux en Chine au cours de la dernière décennie et continuent de progresser. Les produits sont passés de plusieurs variétés ZN1 à ZN5 par le passé à plus de dizaines de modèles et de variétés aujourd'hui, avec un courant nominal de 5 000 A et un courant de coupure de 50 kA, et ont évolué jusqu'à une tension de 35 kV.
Les disjoncteurs à vide sont les principaux dispositifs de commutation des réseaux électriques. Leur rôle est le suivant : lorsque le réseau fonctionne normalement, ils peuvent couper et connecter les courants à vide et en charge des lignes et de divers équipements électriques ; en cas de défaut, ils coopèrent avec les relais de protection pour couper rapidement le courant de défaut et éviter ainsi l'extension de l'accident.
2. Principaux composants du disjoncteur à vide
1. Support : Le cadre permettant d'installer les composants fonctionnels du disjoncteur.
2. Chambre à arc sous vide : C'est l'élément d'extinction d'arc du disjoncteur à vide.
3. Circuit conducteur : Le canal de courant formé en reliant l'extrémité mobile et l'extrémité statique de la chambre d'extinction d'arc.
4. Mécanisme de transmission : Réaliser l'opération de fermeture et d'ouverture de la chambre d'extinction d'arc.
5. Support isolant : Le support isolant relie les composants fonctionnels pour répondre aux exigences d'isolation du disjoncteur.
6. Mécanisme de commande : Il s’agit du dispositif d’entraînement du disjoncteur à vide. Les exigences de base du mécanisme de commande du disjoncteur à vide sont les suivantes : a. La puissance de fermeture doit être suffisante ; il faut s’assurer que le disjoncteur à vide est capable de fermer le disjoncteur en cas de court-circuit.
b. Les caractéristiques de sortie du mécanisme doivent correspondre autant que possible aux caractéristiques de la force de réaction du disjoncteur à vide.
c. L'interrupteur à vide présente une stabilité dynamique suffisante.
d. Il doit garantir qu'il peut s'ouvrir normalement à 65 % ~ 12 % de la tension d'ouverture et qu'il ne peut pas s'ouvrir à 30 % de la tension de fonctionnement nominale.
e. Le mécanisme de fonctionnement doit avoir une fonction de déclenchement libre.
f. Il dispose d'une fonction de fonctionnement électrique ou manuel.
III. Analyse des défauts courants et expérience de traitement des disjoncteurs à vide
1. Le degré de vide de la bulle de vide du disjoncteur à vide est réduit
Le disjoncteur à vide interrompt le courant et éteint l'arc électrique dans la bulle de vide. Comme le disjoncteur à vide lui-même ne dispose pas de dispositif de surveillance qualitative et quantitative des caractéristiques du degré de vide, celui-ci diminue, ce qui complique la détection du défaut et accroît considérablement le risque de défaillance. Les principales raisons de cette diminution sont : des problèmes liés au matériau ou au procédé de fabrication du tube ondulé de la bulle de vide, et des fuites apparaissent après plusieurs opérations ; des problèmes liés au matériau ou au procédé de fabrication de la bulle de vide, et de minuscules fuites dans la bulle elle-même ; lors de la manœuvre du disjoncteur à vide à sectionnement, la distance entre la bielle de commande est relativement importante, ce qui affecte directement la synchronisation, le rebond, la surcourse et d'autres caractéristiques du disjoncteur, et accélère la réduction du degré de vide. La réduction du degré de vide affecte gravement la capacité et la durée de vie du disjoncteur à vide à couper le courant. Un degré de vide relativement faible peut également provoquer l'explosion du disjoncteur. Par conséquent, lors de l'entretien régulier du disjoncteur à vide, il est nécessaire d'utiliser un testeur de vide pour effectuer un test qualitatif du degré de vide sur la bulle de vide afin de garantir que la bulle de vide a un certain degré de vide ; lorsque le degré de vide est réduit, la bulle de vide doit être remplacée et des tests de déplacement, de synchronisation, de rebond et d'autres tests caractéristiques doivent être effectués.
2. Défaillance de fermeture du disjoncteur à vide
Quatre raisons peuvent expliquer le refus de fermeture d'un disjoncteur à vide : un défaut sur la ligne ; un fonctionnement incorrect ; un problème d'alimentation de fermeture ou un défaut du circuit secondaire électrique ; une défaillance mécanique du mécanisme de transmission et du mécanisme de commande du corps du disjoncteur. Pour traiter un défaut de fermeture, il est nécessaire de bien cerner l'étendue du défaut. Il faut d'abord déterminer si la fermeture du disjoncteur sur la ligne pré-défaut a provoqué le déclenchement. Cela peut être déterminé par la présence d'un courant de court-circuit pendant la fermeture, par une variation de l'indicateur de tension, par une baisse soudaine de l'éclairage et par une chute soudaine de l'indicateur de tension. Si la ligne est défectueuse, il faut isoler la zone défectueuse avant de déclencher le disjoncteur. Pour déterminer un fonctionnement incorrect, vérifier la présence du fusible de fermeture, l'absence de réarmement rapide ou de l'interrupteur de commande, et la position correcte de l'interrupteur de transfert. Vérifiez si la tension d'alimentation de fermeture est trop élevée ou trop basse, si le fusible de fermeture est grillé ou présente un mauvais contact, si l'interrupteur de commande et les contacts auxiliaires présentent un mauvais contact, et si le circuit est coupé ou mal câblé. Vérifiez si le mécanisme de commande est bloqué et si les contacts auxiliaires et le mécanisme sont mal réglés. Ce problème est généralement dû à un jeu insuffisant entre les pièces de connexion du mécanisme de commande. Des pièces neuves de haute dureté doivent être vérifiées et remplacées.
3. Défaillance du disjoncteur à vide
Selon les différentes causes de panne, on peut distinguer : le disjoncteur à vide fonctionne à distance, mais il ne peut pas être déconnecté. Les causes sont : la déconnexion du circuit d'ouverture ; la déconnexion de la bobine d'ouverture ; la réduction de la tension d'alimentation ; un court-circuit de la bobine d'ouverture, une capacité d'ouverture réduite ; la déformation de la tige supérieure d'ouverture et un blocage à l'ouverture. Si la défaillance d'ouverture survient lors d'un accident, cela peut aggraver l'accident. Par conséquent, si l'opérateur constate que le voyant d'ouverture et de fermeture est éteint, il doit vérifier rapidement si le circuit d'ouverture et de fermeture est interrompu ; le personnel de maintenance doit mesurer la résistance de la bobine d'ouverture et vérifier si la tige supérieure d'ouverture est déformée lors d'une intervention de maintenance en cas de panne de courant ; si la tige supérieure d'ouverture est en cuivre, elle doit être remplacée par de l'acier ; des essais d'ouverture et de fermeture basse tension doivent être effectués pour garantir la fiabilité du disjoncteur à vide.
4. Défaillance du circuit de stockage d'énergie de fermeture du mécanisme de commande à ressort du disjoncteur à vide
Les défaillances du circuit de stockage d'énergie de fermeture du mécanisme de commande à ressort incluent : l'ouverture est impossible après la fermeture ; le moteur de stockage d'énergie ne s'arrête pas, etc. Les principales raisons sont une position d'installation du commutateur de course trop haute ou trop basse, ou un endommagement de ce dernier. Si le circuit de stockage d'énergie de fermeture n'est pas en place, un accident survenant sur la ligne et empêchant l'ouverture du disjoncteur à vide entraînera une propagation de l'accident et une extension de sa portée ; si le moteur de stockage d'énergie est endommagé, le disjoncteur à vide ne pourra ni s'ouvrir ni se fermer. Lors de l'inversion, l'opérateur doit surveiller le voyant du circuit de stockage d'énergie de fermeture afin d'évaluer l'état du circuit de stockage d'énergie de fermeture. Si ce défaut se produit, la position du commutateur de course doit être ajustée afin de couper précisément l'alimentation du moteur ou de remplacer le commutateur endommagé. Une fois les travaux de maintenance terminés, le personnel de maintenance doit effectuer deux opérations d'ouverture et de fermeture sur site afin de vérifier le bon état du disjoncteur à vide.
5. L'ouverture et la fermeture du disjoncteur à vide sont déphasées et la valeur de rebond est importante
Ce défaut est un défaut caché, et les données pertinentes ne peuvent être obtenues que par mesure au testeur de caractéristiques. Les raisons de ce défaut sont les suivantes : les propriétés mécaniques du corps du disjoncteur à vide sont médiocres. Après plusieurs manœuvres, pour des raisons mécaniques, les phases sont différentes et la valeur de rebond est importante ; le disjoncteur à sectionnement présente une distance importante entre les tiges de commande, et lorsque la force d'ouverture est transmise au contact, un écart entre les phases se produit, ce qui entraîne des phases différentes et des valeurs de rebond importantes. Des phases différentes ou une valeur de rebond trop importante peuvent affecter gravement le pouvoir de coupure du disjoncteur à vide et sa durée de vie. En raison des nombreux défauts cachés du disjoncteur à vide à sectionnement, un disjoncteur à vide intégré doit être utilisé lors de son remplacement ; lors des opérations de maintenance régulières, le testeur de caractéristiques doit être utilisé pour effectuer des tests caractéristiques pertinents afin de détecter les problèmes à temps. Grâce à l'analyse des défauts courants des disjoncteurs à vide et au résumé de l'expérience de traitement, nous pouvons mieux guider les centrales électriques pour exploiter, entretenir et réviser les disjoncteurs à vide et garantir le fonctionnement sûr et fiable des disjoncteurs à vide.
6. Autres défauts
Une fois l'énergie stockée par le mécanisme du disjoncteur, le moteur de stockage d'énergie ne s'arrête pas. Il est alors nécessaire d'ajuster la position d'installation du commutateur de fin de course afin que son contact normalement fermé puisse s'ouvrir lorsque le culbuteur est en position haute ; la résistance CC du disjoncteur augmente. Il est alors nécessaire d'ajuster la distance d'ouverture et la surcourse des contacts de la chambre d'extinction d'arc ; le temps de rebond à la fermeture du disjoncteur augmente. La pression initiale du ressort de contact peut être augmentée ou remplacée ; si l'écart entre le bras de manivelle et l'axe de l'arbre dépasse 0,3 mm, le bras de manivelle et l'axe de l'arbre peuvent être remplacés ; ajuster le mécanisme de transmission et utiliser les caractéristiques d'un mécanisme à faible rapport de transmission lorsque le mécanisme dépasse le point mort du bras actif en position de fermeture ; ajuster le mécanisme dans la direction proche du point mort afin de réduire le rebond à la fermeture des contacts ; la surface du transformateur de courant du boîtier intermédiaire du disjoncteur se décharge vers le support ; la chambre d'extinction d'arc du disjoncteur ne peut pas être déconnectée. Cela est généralement dû à la diminution du degré de vide de la chambre d'extinction d'arc, à la diminution de l'isolation dans la chambre d'extinction d'arc et à la tension de tenue non qualifiée.
IV. Résumé
En tant que nouvelle génération d'appareillages de commutation avancés, les disjoncteurs à vide se généralisent progressivement. Cependant, avec leur utilisation croissante, leur taux de défauts et de défaillances augmente inévitablement. Actuellement, les types de défaillances des disjoncteurs à vide sont nombreux. Outre les défaillances courantes analysées dans cet article, de nouveaux problèmes peuvent survenir au quotidien. Pour garantir la fiabilité du fonctionnement des disjoncteurs à vide, le personnel d'exploitation doit renforcer les inspections et la maintenance quotidienne, et signaler et résoudre les problèmes à temps. Le personnel de maintenance doit effectuer rigoureusement des tests électriques préventifs, respecter scrupuleusement les exigences réglementaires, assurer la qualité de la maintenance, améliorer l'état de santé des équipements et prévenir les accidents.
