Kuidas lahendada lülitusseadmete tavalisi rikkeid elektrijaotuses?

Lülitusseadmete töökatte põhjuste mõistmine

Skripi — kaitselülitid, lahtiühenduslüliti, juhtmevooderid ja kaitserelaid metallkorpustes — on tööstusettevõtete ja elektrijaamade jaotusjaamade elektrijaotuse alus. Kui lülitusseade läheb katki, ei tähenda see ainult ühe ahela täielikku väljalülitumist, vaid terve tootmisliini seiskumist või haigla üleminekut varuenergiale.

Isolatsiooni lagunemine, ülekuumenemine ja mehaaniline kulutumine

Kolm mehanismi põhjustab enamikku skripi vigad. Isolatsiooni lagunemine — elavate juhtmete eraldava dielektrilise materjali degradatsioon — on põhjustatud saastumisest (tolm, niiskus), soojuslikust vananemisest soojenemise ja jahutumise tsüklite tõttu või osalisest läbitungimisest, mis kahjustab isolatsiooni sisemiselt. Ülekuumenemine ühenduspunktides — bussribaühendustes, katkestaja terminalides — esineb siis, kui kontakti takistus suureneb soojusliku tsüklituse tõttu löövate ühenduste, kontaktipindade oksüdeerumise või vale paigaldusmomendi tõttu. Mekaaniline kuluvus mõjutab katkestaja töömekanismi — vedru, luku- ja juhtmismehhanisme, mis peavad töötama aastaid mittekasutamise järel.

Tegelik näide — tehase diagnoosib korduvat katkestaja väljalülitumist

Plastikutehase põhjustas korduvat seletamatut peamise sissejuhatava katkestaja väljalülitumist skripi lüliti, mis toidab süstlemispressi liini — kolm korda kahe nädala jooksul ilma ülekoormusjuhtumita. Soojuspildistus paljastas soojapunkti kaabli ühenduskohas lüliti koormuspoolel, kus temperatuur oli 45 °C kõrgem kui ümbritsev temperatuur, samas kui naaberühenduskohad olid vahemikus ±10 °C. Ühendusmutri kruvi oli löösenud umbes kaks täispööret eelmise hooldustsükli alates, mille tõttu kasvas kontakti takistus ja soojus juhtus lüliti soojuslikku triipmeelementi, põhjustades selle aktiveerumise nimivoolust madalamal voolul. Ühenduskoha uuesti kindlaksmääramine tootja soovitud pingutusmomendile kõrvaldas probleemi. Juhtum rõhutas, et lülitusseadmete rikkeid põhjustavad sageli ühendused, mitte kaitse seadmed. China Electrical disainib lülitusseadmeid ligipääsetavate ühenduskohadega, et toetada sellist diagnostilist inspekteerimist.

Kolm levinumat lülitusseadmete rikket

Lüliti väljalangemine, juhtmeplaatide ülekuumenemine ja kaarelööve

Lüliti väljalangemine skripi ilmingub kui ebaõnnestunud sulgemine, ebaõnnestunud avamine või põhjendamatu lülitumine. Ebaõnnestunud avamine — kõige ohtlikum režiim — võib tekkida pärast viga sulgemisel kokku liitunud kontaktidest, mehhanismi kinnijäämisest või põletatud avamisnupust. Põhjendamatu lülitumine ilma ülekoormuseta on tavaliselt seotud soojuslüliti elemendi nihega, mille põhjustab soojust juhtivad lahtised ühendused. Juhtmeplaatide ülekuumenemine on põhjustatud kõrgtakistusega kruvitud ühendustest, mis loovad tagasiside tsükli: kõrgem takistus → rohkem soojust → kiirendatud oksüdatsioon → veel kõrgem takistus. Kaarelööve — plahvatuslik elektriline läbilöömine elavate juhtmete vahel või maandusse — on kõige hävitavam skripi katkemood, mille tagajärjeks võivad olla temperatuurid kuni 20 000 °C. Selle põhjused hõlmavad isoleerumise katkemist, saastumist ja hooldusajal maha kukkunud tööriistu.

Diagnostikameetodid

Soojuspiltide tegemine, osaline läbilööv (partial discharge) ja kontakttakistuse testid

Soojuspildi uuring tuvastab lahtised ühendused ja ülekoormatud ahelad skripi temperatuurierinevuste tuvastamisega juba 0,1 °C täpsusel. Skännid tuleks teha ülempiiriliselt igal aastal, samal ajal kui lülitusseadmed peaksid olema vähemalt 40% nimivõimsuse koormusel. Osalise läbilöögi tuvastamine – ultraheliandurite või TEV-detektorite kasutamisega – tuvastab isoleerimispuudused enne täielikku katkestust. Kontaktide takistuse test – 100 A alalisvoolu sissetungimine suletud lülitusseadme kontaktidesse ja pingelanguse mõõtmine – kvantifitseerib kontaktide degradatsiooni. Kui takistus ületab tootja spetsifikatsiooni rohkem kui 50%, tuleb kontakte asendada.

Ennetav hooldustava

Viis tegevust, mis vähendavad lülitusseadmete katkemise riski

Esiteks: aastasüsteemne termograafiline skaneerimine koormuse all, kõik paneeli juurdepääsupiisad avatud ja tehnik skaneerib iga ühenduskohta, lülitite lõpetuspunkte ja kaablite ühenduspunkte. Teiseks: iga 3–5 aasta tagant tuleb kontrollida kõigi ühendusplaatide ja lõpetuspunktide mutrivõtme pingutust tootja spetsifikatsioonide kohaselt kalibreeritud mutrivõtmega ning märgistada iga kontrollitud mutter. Kolmandaks: iga 5 aasta tagant või 2000 töötsükli järel (sõltuvalt sellest, kumb esimesena saabub), tuleb mõõta kontakti takistust lülitites ja lahtilülitites. Neljandaks: iga 3 aasta tagant tuleb teha osalise läbilöögi uuring keskmise pinge jaoks skripi kriitilistes rakendustes, näiteks haiglates ja andmekeskustes. Viies: keskkonna reguleerimine – seadmete ruumide niiskus peab olema alla 60% suhteline niiskus ja ruumid peavad olema tolmu ja keemiliste aurude vabad, mis kiirendavad isoleerumise degradatsiooni.

Tavaliselt esinevad küsimused

Millised on levinumad lülitusseadmete veakoodid?

Lekivaimad skripi vigade põhjused on isoleerumise lagunemine saastumise, niiskuse või soojusvanuse tõttu; ülekuumenemine juhtmeühendustes ja kaabliotsades põhjustatud kinnituste löösumisest ja pinnakihist oksüdeerumisest ning mehaaniline kulutus lülitusseadmete töömehhanismides, sealhulgas vedru-, lukk- ja juhtmismehhanismides. Hiina elektroinsenerid kasutavad lülitusseadmeid, millel on vastupidavad isoleerumsüsteemid ja ligipääsetavad ühenduspunktid diagnostilise inspektsiooni jaoks.

Kuidas tuvastatakse lülitusseadmete ülekuumenemine?

Skripi ülekuumenemine tuvastatakse infrapunatermograafiaga – soojuspildiandurid tuvastavad kuumad kohad ühendustes ja juhtmeühendustes. Kõigi tööstusliku kasutusega paigalduste puhul soovitatakse aastas vähemalt ühte skaneerimist 40%–lise koormusega.

Miks lülitusseade lülitub välja ilma ülekoormuseta?

Täiesti põhjendamatu lülitumine skripi on sageli seotud löösunud ühendustega, mis juhtivad soojust lülitusseadme soojuslikku lülitusseadmesse, või elektronsete lülitusseadmete seadete nihkumisega. Esimene diagnostiline samm on ühenduste infrapunapildistamine.

Mis on kaarepõlelus lülitusseadmes?

Kaarepõlelus lülitusseadmes on skripi on plahvatuslik elektrilähe, mis teeb temperatuure kuni 20 000 °C. Selle põhjused hõlmavad isoleerimise katkemist, saastumist, hooldusel tööriistade kukkumist ning väikeste kaarude esinemist, mis suurenevad täispinge-avariideks.

Kui sageli tuleb lülitusseadmeid hooldada?

Skripi nõuab aastas termograafiat, iga 3–5 aasta tagant torkekontrolli, iga 5 aasta tagant või iga 2000 toimingu järel kontakti takistuse testimist ning keskmise pingega paigalduste puhul iga 3 aasta tagant osalise läbilöögi uuringut.

Kas lülitusseadmete rikkeid saab ennustada enne nende tekkimist?

Jah. Ennustava hoolduse meetodid – termograafia, osalise läbilöögi tuvastamine ja kontakti takistuse muutumise jälgimine – tuvastavad arenevaid skripi rikkeid mitme kuu võrra enne katastrooflikku riket. Termiline kuumakoht, mille temperatuur on 30 °C kõrgem kui ümbritsev temperatuur, juhtmesõlmes või kaabli lõpus, annab nädalaid kuni kuidusid hoiatust enne ühenduse katkemist, võimaldades planeeritud hooldust mitte hädaolukorra remonti.