Bảo trì & khắc phục sự cố máy cắt chân không ngoài trời | Sức mạnh DGG

Máy cắt chân không ngoài trời được sử dụng rộng rãi trong các trạm biến áp, mạng phân phối trên cao, hệ thống điện công nghiệp và các ứng dụng bảo vệ lộ tuyến. Về nguyên tắc, công việc của họ rất đơn giản: mang dòng điện bình thường, đáp ứng các lệnh bảo vệ hoặc điều khiển và ngắt dòng điện khi được yêu cầu.

Tuy nhiên, trong hoạt động thực tế, cầu dao không chỉ là cầu dao chân không.

Hiệu suất của nó phụ thuộc vào sự phối hợp của cơ cấu vận hành, mạch dẫn sơ cấp, hệ thống cách điện, mạch ngắt và đóng, nguồn điện phụ, thiết bị cảm biến dòng điện hoặc điện áp, bộ điều khiển và hệ thống phản hồi trạng thái.

Đây là lý do tại sao cầu dao 'không đóng', 'không ngắt' hoặc 'hiển thị tín hiệu bất thường' không được coi ngay lập tức là cầu dao chân không bị lỗi.

Một phương pháp bảo trì hữu ích hơn là tuân theo chuỗi vận hành hoàn chỉnh và xác định tình trạng bất thường bắt đầu từ đâu.

Tuy nhiên, các quy trình và khoảng thời gian bảo trì thực tế phải tuân theo thiết kế cầu dao cụ thể, hướng dẫn của nhà sản xuất, chế độ vận hành và môi trường dịch vụ.

Cầu dao không đóng

Không đóng được là một trong những triệu chứng phổ biến nhất gặp phải trong quá trình vận hành cầu dao, nhưng nó có thể có một số nguyên nhân khác nhau.

Nếu lệnh đóng được đưa ra nhưng không có gì xảy ra, câu hỏi đầu tiên không phải là liệu bộ ngắt chân không có bị hỏng hay không. Thay vào đó, vấn đề có thể liên quan đến nguồn điện phụ, mạch đóng, rơle điều khiển, tình trạng khóa liên động, cơ cấu tích trữ năng lượng hoặc đầu ra bộ điều khiển.

Đối với máy cắt hoạt động bằng lò xo, việc lưu trữ năng lượng không đủ có thể khiến cơ cấu không thể hoàn thành thao tác đóng. Đối với thiết bị hoạt động bằng điện, điện áp điều khiển không đúng, mạch thứ cấp hở hoặc khóa liên động chưa được nhả có thể gây ra triệu chứng tương tự.

Nguyên tắc chẩn đoán quan trọng là chia vấn đề thành các giai đoạn:

Lệnh đóng có được tạo không? Nó có được truyền qua mạch thứ cấp không? Cơ chế vận hành có nhận được không? Và cơ chế có hoàn thành chuyển động cơ học cần thiết không?

Khi những câu hỏi này được trả lời theo trình tự, việc khắc phục sự cố sẽ hiệu quả hơn nhiều so với việc vận hành cầu dao liên tục mà không hiểu nguyên nhân.

Cầu dao không ngắt khi dự kiến

Cầu dao không hoạt động cần được điều tra cẩn thận vì sự cố có thể tồn tại ở bất kỳ đâu giữa việc phát hiện lỗi và mở cơ khí.

Trong hệ thống VCB ngoài trời thông minh, tín hiệu dòng điện hoặc điện áp trước tiên có thể được xử lý bởi bộ điều khiển bảo vệ. Khi điều kiện bảo vệ được cấu hình được thỏa mãn, bộ điều khiển sẽ gửi lệnh cắt qua mạch thứ cấp tới cuộn dây cắt hoặc cơ cấu vận hành.

Do đó, nếu cầu dao không mở, các kỹ thuật viên cần xác định xem chức năng bảo vệ có thực sự hoạt động hay không, tín hiệu ngắt có được phát ra hay không, mạch cắt có còn liên tục hay không và cơ cấu có phản hồi chính xác hay không.

Một bài toán cơ học và một bài toán điều khiển thứ cấp có thể cho ra kết quả nhìn thấy được giống nhau.

Vì lý do này, việc chỉ kiểm tra thân cầu dao có thể không xác định được lỗi thực sự.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các VCB thông minh được trang bị bộ điều khiển bảo vệ, chức năng tự động đóng lại hoặc điều khiển từ xa, vì chuỗi bảo vệ hoàn chỉnh bao gồm cả thiết bị sơ cấp và thứ cấp.

Hoạt động cơ học chậm, không ổn định hoặc không nhất quán

Một VCB ngoài trời vẫn có thể hoàn thành thao tác đóng hoặc mở khi có dấu hiệu cho thấy cơ chế này cần được chú ý.

Những thay đổi về tốc độ vận hành, tăng sức cản cơ học, rung động bất thường, chuyển động không nhất quán hoặc khó hoàn thành hành trình vận hành đầy đủ có thể cho thấy cần phải kiểm tra cơ cấu truyền động, liên kết, tình trạng bôi trơn, lò xo hoặc điều chỉnh cơ học.

Cơ chế hoạt động là các cụm lắp ráp chính xác. Những thay đổi nhỏ trong điều kiện di chuyển hoặc liên kết có thể ảnh hưởng đến chuyển động của tiếp điểm và tính ổn định khi vận hành.

Do đó, việc bảo trì không chỉ tập trung vào việc cầu dao có thể di chuyển hay không mà còn tập trung vào việc liệu nó có hoàn thành chuyển động cần thiết một cách chính xác và nhất quán hay không.

Hướng dẫn của nhà sản xuất thường bao gồm việc kiểm tra các bộ phận cơ khí, cơ cấu vận hành, điểm bôi trơn và độ mòn theo thiết kế cầu dao cụ thể. Một số máy cắt chân không được thiết kế để hoạt động trong thời gian dài không cần bảo trì trong điều kiện sử dụng bình thường, trong khi nhiệm vụ vận hành khắc nghiệt hơn hoặc thường xuyên hơn có thể yêu cầu kiểm tra thường xuyên hơn.

Chỉ báo vị trí không khớp với vị trí cầu dao thực tế

Một vấn đề bảo trì khác xảy ra khi vị trí của cầu dao vật lý và chỉ báo trạng thái điện không khớp nhau.

Ví dụ: cầu dao có thể mở bằng cơ học trong khi bộ điều khiển hoặc hệ thống từ xa vẫn báo cáo tình trạng đóng.

Điều này không nhất thiết có nghĩa là cơ chế ngắt chính đã thất bại.

Sự bất thường có thể liên quan đến tiếp điểm phụ, công tắc vị trí, dây thứ cấp, đầu nối, đầu vào bộ điều khiển hoặc sơ đồ truyền thông.

Loại vấn đề này trở nên đặc biệt quan trọng trong các hệ thống tự động hóa phân phối.

Một trung tâm điều khiển từ xa phụ thuộc vào thông tin hiện trường chính xác. Nếu tín hiệu trạng thái không chính xác, người vận hành có thể đưa ra quyết định dựa trên điều kiện không khớp với trạng thái thiết bị thực tế.

Do đó, trong quá trình vận hành và bảo trì, chỉ báo vị trí cơ khí, phản hồi tiếp điểm phụ và trạng thái bộ điều khiển phải được kiểm tra với nhau.

Hệ thống sưởi bất thường ở thiết bị đầu cuối hoặc kết nối dẫn điện

Không nên bỏ qua sự tăng nhiệt độ bất thường xung quanh các thiết bị đầu cuối, đầu nối hoặc khớp dẫn điện.

Mạch sơ cấp mang dòng điện hoạt động của hệ thống. Nếu kết nối bị lỏng, bị nhiễm bẩn, bị oxy hóa hoặc bị hỏng về mặt cơ học, điện trở tiếp xúc có thể tăng lên và tạo ra hiện tượng nóng cục bộ.

Vấn đề này có thể không ngăn cản hoạt động của cầu dao ngay lập tức, đó là lý do tại sao nó có thể không được phát hiện cho đến khi sự đổi màu, hư hỏng lớp cách điện hoặc nhiệt độ bất thường trở nên rõ ràng hơn.

Khi phát hiện hiện tượng nóng lên bất thường, kỹ thuật viên nên xác định vị trí chính xác và kiểm tra kết nối dẫn điện liên quan thay vì cho rằng chính bộ ngắt chân không là nguyên nhân.

Do đó, việc lắp đặt, điều kiện kết nối và buộc chặt đúng cách rất quan trọng cả trong quá trình vận hành ban đầu và trong suốt thời gian sử dụng của thiết bị.

Ô nhiễm cách nhiệt ngoài trời và tình trạng bề mặt

Không giống như thiết bị trong nhà, máy cắt chân không ngoài trời tiếp xúc trực tiếp với điều kiện môi trường.

Bụi, ô nhiễm công nghiệp, độ ẩm, mưa, cặn muối và các chất gây ô nhiễm khác có thể tích tụ trên bề mặt cách nhiệt. Trong một số điều kiện nhất định, sự nhiễm bẩn này có thể làm giảm hiệu suất cách nhiệt bên ngoài và góp phần phóng điện hoặc phóng điện bề mặt.

Do đó, việc kiểm tra bằng mắt cách điện bên ngoài cần chú ý đến sự nhiễm bẩn, vết nứt, vỏ bọc bị hư hỏng, dấu vết phóng điện bất thường và các hư hỏng nhìn thấy được khác.

Phương pháp làm sạch và tần suất bảo trì phải tuân theo vật liệu cách nhiệt, mức độ nhiễm bẩn và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Môi trường dịch vụ rất quan trọng. Ví dụ, tài liệu bảo trì của Eaton khuyến nghị việc kiểm tra thiết bị hoạt động trong môi trường bụi bặm hoặc ăn mòn thường xuyên hơn so với điều kiện bình thường.

Do đó, đối với thiết bị ngoài trời, việc kiểm tra môi trường phải dựa trên điều kiện thực tế tại địa điểm thay vì theo khoảng thời gian theo lịch chung.

Nên kiểm tra bộ ngắt chân không như thế nào?

Bộ ngắt chân không là thành phần ngắt dòng lõi của VCB, nhưng tình trạng bên trong của nó không thể được đánh giá một cách đáng tin cậy chỉ bằng cách nhìn vào hình dáng bên ngoài của nó.

Vì bộ ngắt được bịt kín nên người vận hành không nên cố gắng tháo rời nó khi bảo trì định kỳ.

Thay vào đó, tình trạng của nó phải được đánh giá bằng các phương pháp kiểm tra và thử nghiệm do nhà sản xuất cầu dao chỉ định. Tùy thuộc vào thiết kế máy cắt và quy trình bảo trì, việc này có thể bao gồm kiểm tra khả năng chịu điện, kiểm tra vận hành cơ và các thử nghiệm theo quy định khác.

Bộ ngắt chân không hiện đại có thể mang lại tuổi thọ hoạt động lâu dài và nhiều thiết kế cầu dao yêu cầu ít hoặc không cần bảo trì trực tiếp bản thân bộ ngắt trong điều kiện sử dụng bình thường. Ví dụ, Siemens chỉ định phạm vi chu trình vận hành không cần bảo trì được xác định cho một số dòng máy cắt chân không trong các điều kiện bình thường đã nêu.

Điều này không có nghĩa là toàn bộ bộ ngắt phải được bỏ qua cho đến khi bị hỏng.

Bộ ngắt có thể yêu cầu bảo dưỡng trực tiếp ít, trong khi cơ chế, cách điện, kết nối dẫn điện và hệ thống thứ cấp vẫn yêu cầu kiểm tra dựa trên tình trạng.

Bộ điều khiển thông minh hoặc tín hiệu cảm biến trở nên bất thường

Đối với cầu dao chân không ngoài trời thông minh, việc khắc phục sự cố ngày càng liên quan đến thiết bị điện tử thứ cấp cũng như thiết bị cơ khí.

Giá trị dòng điện bất thường, đọc điện áp không chính xác, cảnh báo bất ngờ hoặc tín hiệu trạng thái bị thiếu có thể bắt nguồn từ thiết bị cảm biến, hệ thống dây điện, đầu nối, nguồn điện phụ, cấu hình bộ điều khiển hoặc hệ thống liên lạc.

Trước khi thay thế bộ điều khiển, kỹ thuật viên nên xác nhận xem tín hiệu đầu vào đến bộ điều khiển có chính xác hay không.

Sự khác biệt này rất quan trọng vì việc thay thế một bộ điều khiển tốt sẽ không giải quyết được vấn đề về cảm biến hoặc nối dây ngược dòng.

Do đó, đối với các hệ thống được trang bị CT, cảm biến điện áp, cảm biến trình tự không hoặc các thiết bị đo lường khác, việc xác minh tín hiệu phải là một phần của quy trình xử lý sự cố.

Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho các vấn đề giao tiếp. Bộ ngắt có thể hoạt động hoàn hảo ở cấp cục bộ trong khi không truyền được thông tin mong đợi đến hệ thống từ xa.

Trong tình huống đó, vấn đề có thể nằm ở giao diện truyền thông chứ không phải ở thiết bị chuyển mạch chính.

Tự động đóng lại không hoạt động như mong đợi

Khi một VCB ngoài trời thông minh được cấu hình để tự động đóng lại, việc vận hành thành công không chỉ phụ thuộc vào cơ chế ngắt.

Bộ điều khiển phải phát hiện tình trạng lỗi, ra lệnh ngắt, hoàn thành trình tự thời gian đã được lập trình và xác nhận rằng các điều kiện đóng lại được thỏa mãn trước khi gửi lệnh đóng.

Nếu việc đóng lại không xảy ra thì bản thân cầu dao vẫn có thể hoạt động bình thường.

Sự cố có thể liên quan đến cài đặt bảo vệ, trạng thái bật/tắt đóng lại, logic khóa, điều kiện điện áp, lập trình bộ điều khiển, nguồn phụ hoặc dây thứ cấp.

Ngược lại, việc đóng lại bất ngờ lặp đi lặp lại không nên được giải quyết đơn giản bằng cách buộc máy cắt hoạt động trở lại. Logic bảo vệ và đóng lại trước tiên cần được xem xét lại.

Chiến lược đóng lại tự động phụ thuộc vào mạng và ứng dụng. Do đó, chúng nên tuân theo triết lý bảo vệ dự án thay vì bị coi là một chức năng mặc định chung.

Thiết bị đã ngừng hoạt động trong một thời gian dài

Một cầu dao không được sử dụng trong một thời gian dài sẽ không được tự động đưa trở lại hoạt động chỉ vì nó hoạt động bình thường trước khi cất giữ hoặc tắt máy.

Trước khi cấp điện trở lại, cần kiểm tra tình trạng thiết bị theo hướng dẫn vận hành và bảo trì của nhà sản xuất.

Cần chú ý đến cơ cấu vận hành, độ sạch của cách điện, kết nối dẫn điện, nguồn điện điều khiển, hệ thống dây điện, chỉ báo vị trí và chức năng vận hành.

Điều kiện bảo quản cũng có thể quan trọng. Độ ẩm và sự ngưng tụ có thể ảnh hưởng đến các bộ phận và góp phần gây ra sự ăn mòn, đó là lý do tại sao một số thiết kế máy cắt chân không bao gồm bộ gia nhiệt hoặc các biện pháp chống ngưng tụ cho các ứng dụng cụ thể.

Do đó, việc kiểm tra có kiểm soát trước khi cấp lại điện sẽ thích hợp hơn việc giả định rằng việc không hoạt động có nghĩa là thiết bị không bị hư hỏng.

Bao lâu thì nên bảo trì máy cắt chân không ngoài trời?

Không có khoảng thời gian bảo trì duy nhất nào là chính xác cho mọi bộ ngắt mạch chân không ngoài trời.

Điểm này rất quan trọng.

Các nhà sản xuất khác nhau chỉ định các yêu cầu bảo trì khác nhau tùy theo thiết kế cầu dao, tuổi thọ cơ học, nhiệm vụ điện và môi trường vận hành.

Vì vậy, việc lập kế hoạch bảo trì cần xem xét:

hướng dẫn của nhà sản xuất + số lần vận hành + lịch sử gián đoạn lỗi + môi trường vận hành + tình trạng thiết bị.

Cầu dao hoạt động thường xuyên, làm gián đoạn dòng điện sự cố đáng kể hoặc hoạt động trong môi trường ngoài trời bị ô nhiễm có thể cần được chú ý khác với cầu dao vận hành nhẹ ở một vị trí tương đối sạch sẽ.

Điểm kiểm tra bảo trì thực tế

Bảng này nên được sử dụng làm tài liệu tham khảo bảo trì chung thay vì thay thế cho sổ tay bảo trì của nhà sản xuất cụ thể.

Logic khắc phục sự cố tốt hơn: Tuân theo chuỗi vận hành

Khi một VCB hoạt động bất thường, việc thay thế các bộ phận ngay lập tức hiếm khi là bước đầu tiên tốt nhất.

Một cách tiếp cận có hệ thống hơn là thực hiện theo trình tự hoạt động của máy cắt:

Lệnh → Nguồn phụ → Mạch thứ cấp → Logic điều khiển / bảo vệ → Cơ chế vận hành → Hành động ngắt chính → Phản hồi trạng thái

Giả sử cầu dao không đóng.

Nếu không có lệnh đóng, việc khắc phục sự cố sẽ bắt đầu bằng hệ thống điều khiển hoặc bảo vệ.

Nếu lệnh tồn tại nhưng không đến được cuộn dây đóng thì mạch thứ cấp sẽ trở thành tiêu điểm.

Nếu cuộn dây hoạt động nhưng cơ cấu không hoàn thành chuyển động thì sự chú ý sẽ chuyển sang hệ thống cơ khí.

Nếu cầu dao đóng đúng cách nhưng nền tảng từ xa vẫn báo cáo 'mở', thì vấn đề cần được điều tra trong chuỗi phản hồi hoặc liên lạc.

Phương pháp này tránh coi mọi triệu chứng là lỗi thiết bị chính và có thể thu hẹp đáng kể phạm vi khắc phục sự cố.

An toàn đến trước khi bảo trì

Công việc bảo trì máy cắt trung thế và cao áp chỉ được thực hiện bởi nhân viên có trình độ chuyên môn tuân theo các quy trình vận hành và an toàn hiện hành.

Thiết bị phải được đặt ở tình trạng an toàn trước khi kiểm tra hoặc bảo trì. Hướng dẫn của nhà sản xuất thường yêu cầu cầu dao và thiết bị liên quan phải được ngắt điện và nối đất trước khi bắt đầu công việc bảo trì.

Chức năng điều khiển từ xa và tự động đóng lại cũng cần được đặc biệt chú ý. Kỹ thuật viên phải đảm bảo rằng việc vận hành tự động hoặc từ xa ngoài ý muốn không thể xảy ra khi nhân viên đang làm việc trên thiết bị.

Các quy trình cách ly, nối đất, khóa và xác minh chính xác phải tuân theo các yêu cầu về an toàn của tiện ích, dự án và địa điểm.

Hỗ trợ nguồn DGG cho máy cắt chân không ngoài trời

DGG Power cung cấp máy cắt chân không ngoài trời trung và cao áp cho mạng lưới phân phối, trạm biến áp, hệ thống điện công nghiệp, dự án cơ sở hạ tầng và ứng dụng năng lượng tái tạo.

Đối với các ứng dụng dựa trên dự án, việc hỗ trợ thiết bị không chỉ dừng lại ở việc phân phối sản phẩm.

Tùy thuộc vào phạm vi dự án, DGG Power có thể hỗ trợ khách hàng lựa chọn thiết bị, xem xét tài liệu kỹ thuật, thử nghiệm tại nhà máy, phối hợp vận hành, xác minh chức năng vận hành và liên lạc xử lý sự cố.

Đối với các ứng dụng VCB ngoài trời thông minh, các cuộc thảo luận kỹ thuật cũng có thể đề cập đến thân cầu dao, cơ chế vận hành, CT hoặc cấu hình cảm biến, chức năng bộ điều khiển, tự động đóng lại và các yêu cầu liên lạc.

Mục đích là giúp khách hàng đánh giá hệ thống máy cắt hoàn chỉnh thay vì coi thiết bị sơ cấp và thiết bị điều khiển thứ cấp là những bộ phận không liên quan.

Câu hỏi thường gặp: Bảo trì máy cắt chân không ngoài trời

Tại sao cầu dao chân không ngoài trời không đóng được?

Việc không đóng được có thể liên quan đến nguồn điện phụ, mạch điều khiển, khóa liên động, tình trạng năng lượng tích trữ, cuộn dây đóng, cơ cấu vận hành hoặc lệnh điều khiển. Dây chuyền vận hành phải được kiểm tra từng bước trước khi kết luận rằng cầu dao chính bị lỗi.

Bộ ngắt chân không có cần thay thế thường xuyên không?

Không chỉ đơn giản vì một khoảng thời gian lịch cố định đã trôi qua. Tuổi thọ của thiết bị ngắt chân không phụ thuộc vào thiết kế cầu dao, nhiệm vụ điện và lịch sử vận ​​hành. Tiêu chí kiểm tra và thay thế phải tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Ô nhiễm vật liệu cách nhiệt ngoài trời có thể ảnh hưởng đến hoạt động của máy cắt không?

Sự nhiễm bẩn có thể ảnh hưởng đến hiệu suất cách nhiệt bên ngoài, đặc biệt trong các điều kiện môi trường bất lợi. Do đó, bề mặt cách nhiệt phải được kiểm tra và bảo trì theo môi trường thực tế và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Tại sao bộ điều khiển của tôi hiển thị sai vị trí cầu dao?

Các nguyên nhân có thể bao gồm sự cố với tiếp điểm phụ, công tắc vị trí, nối dây thứ cấp, đầu vào bộ điều khiển hoặc sơ đồ truyền thông. Vị trí cơ học thực tế trước tiên phải được so sánh với phản hồi điện cục bộ.

Bao lâu thì nên kiểm tra VCB ngoài trời?

Không có khoảng thời gian chung cho tất cả các VCB. Tần suất kiểm tra phụ thuộc vào thiết kế máy cắt, yêu cầu của nhà sản xuất, chu kỳ vận hành, lịch sử gián đoạn sự cố và điều kiện môi trường.

Cần kiểm tra những gì trước khi máy cắt không hoạt động lâu ngày được đưa vào sử dụng trở lại?

Việc kiểm tra phải tuân theo quy trình vận hành thử của nhà sản xuất và thường xem xét tình trạng cơ chế, cách điện, kết nối sơ cấp, mạch điều khiển, nguồn phụ và các chức năng vận hành trước khi cấp điện.

Phần kết luận

Bảo trì cầu dao chân không ngoài trời không chỉ đơn giản là vấn đề vệ sinh thiết bị hay kiểm tra xem nó có thể đóng mở được hay không.

VCB hiện đại là một hệ thống phối hợp bao gồm các thành phần dẫn điện sơ cấp, ngắt chân không, cách điện, vận hành cơ học, mạch thứ cấp, logic bảo vệ và phản hồi trạng thái.

Do đó, khi xảy ra tình trạng bất thường, cách tiếp cận hiệu quả nhất là xác định nơi nào toàn bộ chuỗi vận hành ngừng hoạt động như mong đợi.

Bảo trì đúng cách cũng có nghĩa là tránh hai thái cực: chờ cho đến khi thiết bị hỏng hoặc áp dụng cùng một lịch trình bảo trì cứng nhắc cho mọi máy cắt bất kể thiết kế và điều kiện vận hành của nó như thế nào.

Nếu bạn đang gặp phải hoạt động bất thường với cầu dao chân không ngoài trời hoặc cần hỗ trợ kỹ thuật cho dự án phân phối, trạm biến áp hoặc tuyến lộ mới, hãy gửi cho DGG Power mẫu cầu dao, điện áp hệ thống, triệu chứng vận hành, cấu hình bộ điều khiển, điều kiện địa điểm và thông tin kiểm tra có sẵn. Nhóm kỹ thuật của chúng tôi có thể giúp đánh giá các bước khắc phục sự cố hoặc hỗ trợ dự án tiếp theo.