La resistenza del circuito diinterruttori automatici in vuoto ad alta tensione per esterni-è la principale fonte di calore che influisce sull'aumento della temperatura e la resistenza del circuito della relativa camera di estinzione dell'arco- rappresenta in genere più del 50% della resistenza totale del circuito. La resistenza di contatto dell'intervallo di contatto è un componente importante della resistenza del circuito della camera di estinzione dell'arco a vuoto-. Il sistema di contatto è sigillato all'interno della camera di estinzione dell'arco sottovuoto-e il calore generato può essere dissipato verso l'esterno solo attraverso le aste conduttrici mobili e fisse. L'estremità stazionaria della camera di estinzione dell'arco sottovuoto- è direttamente collegata al supporto stazionario, mentre l'estremità mobile è collegata al supporto mobile tramite morsetti conduttivi e connessioni flessibili. Sebbene il movimento verso l'alto dell'estremità mobile sia vantaggioso per la dissipazione del calore, il percorso di conduzione del calore è lungo a causa dei numerosi punti di connessione sull'estremità mobile. Pertanto, i punti di aumento della temperatura più elevati negli interruttori automatici in vuoto ad alta tensione per esterni-sono concentrati principalmente nella giunzione dell'asta conduttiva mobile e del morsetto conduttivo. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, l'utilizzo efficace dei componenti che facilitano la dissipazione del calore-all'estremità stazionaria per forzare una quantità significativa di calore dallo spazio tra i contatti ad essere condotta lontano dall'estremità stazionaria, deviando così il calore dall'estremità mobile, è una misura efficace per affrontare l'elevato aumento di temperatura degli interruttori automatici in vuoto ad alta tensione-esterni. È proprio grazie alle caratteristiche applicative tecniche superiori degli interruttori automatici in vuoto ad alta-tensione che hanno ottenuto un ampio riconoscimento da parte del settore energetico.
Le cause dell’aumento della temperatura possono essere analizzate sistematicamente sotto tre aspetti: elettrico, meccanico e ambientale.
I. Cause del circuito elettrico (cause più importanti e comuni)
Resistenza di contatto eccessiva:
Collegamenti allentati nel circuito conduttivo principale: i bulloni allentati che collegano i terminali di ingresso e uscita dell'interruttore alla sbarra o al cavo sono la causa più comune di surriscaldamento. L'allentamento riduce l'area di contatto, provocando un forte aumento della resistenza di contatto. Secondo la legge di Joule (Q=I²Rt), questo genera una grande quantità di calore quando viene attraversato da una grande corrente.
Usura o deterioramento dei contatti interni: sebbene i contatti di un'ampolla sotto vuoto siano sigillati in un ambiente sotto vuoto, la loro durata non è illimitata. Dopo ripetute interruzioni (in particolare interruzioni di corrente di corto-circuito), il materiale del contatto si abla ed evapora, determinando superfici di contatto irregolari e cambiamenti nella corsa, aumentando così la resistenza di contatto e provocando il surriscaldamento dell'asta conduttiva esterna e dei punti di connessione dell'ampolla.
Invecchiamento delle connessioni flessibili o dei morsetti conduttivi: le connessioni flessibili o i diti di contatto a forma di L-all'interno dell'interruttore automatico (per gli interruttori automatici di tipo -carrello a mano) potrebbero subire una diminuzione dell'elasticità e una pressione di contatto insufficiente a causa di stress a lungo termine, ossidazione o affaticamento, con conseguente aumento della resistenza.
Corrente di carico anomala:
Funzionamento con sovraccarico a lungo termine-: la corrente effettiva che passa attraverso l'interruttore supera la sua capacità di carico-di corrente nominale.
Corrente armonica: i carichi non lineari (come convertitori di frequenza e raddrizzatori) generano correnti armoniche, portando ad un aumento del valore efficace della corrente di linea e causando potenzialmente l'effetto pelle, che aggrava la generazione di calore.
II. Problemi di struttura meccanica
Inceppamento del meccanismo operativo o scarsa lubrificazione: se il meccanismo operativo a molla dell'interruttore o la biella è bloccata, i contatti potrebbero non chiudersi correttamente, non riuscendo a raggiungere la pressione di contatto richiesta, aumentando così la resistenza di contatto.
Asta isolante o componenti di trasmissione anomali: la deformazione o l'usura dei componenti interni di trasmissione possono anche influenzare lo stato di chiusura finale dei contatti.
III. Condizioni ambientali ed esterne
Temperatura ambiente elevata:Gli interruttori automatici esposti direttamente alla luce solare diretta sono soggetti a temperature ambiente estremamente elevate, che peggiorano la loro dissipazione del calore. Anche durante il normale funzionamento, la temperatura superficiale dell'apparecchiatura sarà più alta del solito.
Scarsa dissipazione del calore:
I condotti di ventilazione o i dissipatori di calore sono ostruiti da polvere, sporco, nidi di uccelli, ecc., compromettendo la convezione dell'aria e la dissipazione del calore.
Gli involucri sigillati di qualità- eccessivamente elevata non presentano adeguate considerazioni sulla dissipazione del calore nella loro progettazione.
Influenza dei punti di connessione esterni:Sebbene l'interruttore stesso possa trovarsi a una temperatura normale, le apparecchiature adiacenti, come le sbarre collegate e le teste dei cavi, generano calore, che viene condotto attraverso l'interruttore, provocando un aumento della temperatura sui terminali dell'interruttore.
IV. Difetti del corpo dell'attrezzatura
Perdita dell'interruttore in vuoto: questo è uno dei guasti più gravi negli interruttori automatici in vuoto. Quando il livello di vuoto dell'interruttore diminuisce, il suo isolamento interno e le prestazioni di interruzione si deterioreranno gravemente. Nello stato aperto, può verificarsi una corrente di dispersione tra i contatti a causa di un isolamento insufficiente, con conseguente riscaldamento continuo e una temperatura anormalmente elevata. Questo è un segnale di pericolo.
Umidità o deterioramento dell'isolamento: se gli isolatori o le boccole di supporto sono umidi a causa di una scarsa tenuta o di una grave contaminazione della superficie, in condizioni climatiche umide potrebbe verificarsi una corrente di dispersione, causando un riscaldamento localizzato.
Riepilogo e raccomandazioni
La catena delle cause principali è solitamente: Aumento della resistenza su una connessione o punto di contatto → Riscaldamento Joule anomalo quando circola la normale corrente operativa → Accumulo di calore che porta ad un aumento localizzato della temperatura.
Procedura di gestione:
Monitoraggio e valutazione immediati: utilizza una termocamera a infrarossi o una pistola termica per misurare con precisione la temperatura di tutte le parti dell'interruttore automatico (in particolare terminali di connessione, alloggiamento del conduttore della camera di estinzione dell'arco-, collegamenti flessibili, ecc.) per determinare il punto di temperatura più alto e l'intervallo di aumento della temperatura. Confrontare con dati storici, fasi adiacenti e apparecchiature simili.
Azioni basate sulla temperatura:
Leggero aumento della temperatura: aumentare il monitoraggio, registrare le tendenze e attendere l'interruzione di corrente pianificata.
Aumento significativo della temperatura (superamento degli standard o aumento rapido): pianifica un'interruzione di corrente per manutenzione il prima possibile per evitare che si trasformi in un incidente grave (come punti di connessione bruciati, cortocircuiti o incendi).
Punti chiave di ispezione durante la manutenzione in caso di interruzione dell'alimentazione:
Ispezionare e serrare tutti i collegamenti elettrici esterni.
Ispezionare l'usura dei contatti interni e i valori di resistenza dei contatti (eseguire test di resistenza del circuito).
Verificare la flessibilità del comando e la corretta posizione di chiusura.
Eseguire il test del vuoto sulla camera di estinzione dell'arco-(solitamente utilizzando il metodo della tensione di resistenza alla frequenza industriale o il metodo della scarica del magnetron).
Pulire le superfici isolanti e i canali di dissipazione del calore.
Avviso di sicurezza
L'aumento anomalo della temperatura negli interruttori automatici sottovuoto ad alta tensione-esterni rappresenta un notevole pericolo nascosto per il funzionamento sicuro della rete elettrica. Non si tratta semplicemente di una questione di perdita di energia, ma di un'indicazione diretta dell'invecchiamento delle apparecchiature e di potenziali guasti. La diagnosi e la gestione devono essere eseguite da personale di manutenzione elettrica professionale utilizzando strumenti specializzati; l'utilizzo da parte di non-professionisti è severamente vietato. La termografia a infrarossi regolare è un mezzo efficace per prevenire tali problemi.
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