Metody diagnostyki stanu zużycia wyłącznika

Wyłącznik jest podstawowym i głównym aparatem elektrycz­nym każdego pola rozdzielczego średniego i wysokiego napięcia. Od niego zależy nie tylko poprawne funkcjonowanie pojedynczego pola rozdzielczego, ale i działanie całej rozdzielni. Diagnostyka tak kluczowego elementu jest podstawą bezawaryjnego działania roz­dzielni i bezprzerwowej dostawy energii elektrycznej do odbiorców. Nowo projektowane urządzenia zabezpieczeniowe integrują już w sobie mechanizmy, których zadaniem jest dostarczenie informacji diagnostycznych o stanie zużycia wyłącznika, awariach jak i pro­gnozowanie wystąpienia awarii łącznika w przyszłości.

Metody diagnostyki obejmują badanie: obwodów sterowania, zużycia zestyków prądowych, rozszczelnienia komór wyłączniko­wych, utratę medium chłodniczego SF₆, drgań elementów konstrukcyjnych, temperatury zestyków oraz liczby operacji łączeniowych. Poniżej przedstawiono przykładowe metody diagnostyczne stoso­wane w inteligentnych sterownikach polowych [1].

Kontrola cewek sterujących wyłącznika i kontrola ciągłości obwodów sterowania 

 Utrata ciągłości obwodów sterowania lub uszkodzenie cewki otwierającej lub zamykającej jest jedną z najczęściej występują­cych awarii łącznika głównego. Awaria takiego typu może powstać przez wysunięcie kabla sterującego z zacisków mocujących bądź uszkodzenie cewki na skutek przepięć indukowanych w obwodzie. Na rys. 1 przedstawiono przykładowy, uproszczony schemat układu diagnostycznego ciągłości obwodu sterowania wyłącznika i kon­troli cewek. Standardowo w tego typu układach kontrolowane są napięcia na dwóch cewkach wyłączających (CW1, CW2) i jednej zamykającej (CZ).

Rys. 1. Schemat układu diagnostycznego ciągłości odwodu sterowania i kontroli cewek wyłącznika.

 Układ składa się ze sterowanego źródła prądowego ZP zasilanego z napięcia sterującego cewką wyłącznika U_z i układu pomiarowego napięcia PN. Diagnostyka stanu polega na oszacowaniu rezystancji cewki sterującej na podstawie pomiaru napięcia, jakie występuje na zaciskach cewki (CW1, CW2, CZ) przy załączonym źródle prą­dowym. Źródło prądowe załączane jest impulsowo na czas 50 ms w cyklach 20 s. Przykładowy przebieg sterowania źródłem prądo­wym ZP przedstawiono na rys. 2.

Rys. 2. Przebieg czasowy sterowania źródła prądowego ZP.

 Oszacowanie uszkodzenia cewek polega na stwierdzeniu, czy mierzona rezystancja cewek mieści się w zadanych zakresach na podstawie pomiaru napięcia przy stałej wartości prądu pomiarowe­go. Jeżeli napięcie na cewce przy załączonym źródle prądowym jest niższe niż wartość U_k1 - należy uznać, że obwód sterowania jest zwarty. Powodem tego może być zwarta cewka lub zwarcie na przewodach sterujących. Jeżeli natomiast napięcie mieści się w za­kresie od U_k1 do U_k2 - należy uznać, że rezystancja cewki i obwo­dów sterujących mieszczą się w poprawnym zakresie rezystancji. W przypadku przekroczenia przez mierzone napięcie wartości U_k2 należy przyjąć, że obwód sterowania jest rozwarty. Graficzną interpretację metody przedstawiono na rys. 3. Poprawny zakres działania to:

• U_M - odpowiada 90% nominalnej wartości rezystancji cewki,
• U_ja~ odpowiada 110% nominalnej wartości rezystancji cewki.