Perché la tensione AC220V è scesa a AC80V? Guasto della valvola a sfera elettrica causato dalla caduta di tensione su una linea di 600 metri

Nei sistemi di controllo dell'automazione industriale, il funzionamento affidabile delle valvole a sfera elettriche è fondamentale per la sicurezza e l'efficienza dei processi. Il seguente studio di caso illustra un recente esempio di risoluzione dei problemi in cui una valvola a sfera elettrica installata su un gasdotto di un parco industriale non si è aperta né chiusa dopo il completamento del cablaggio. Attraverso un'ispezione sistematica e un'analisi professionale, il nostro team ha rapidamente identificato la causa principale e implementato una soluzione efficace. Condividiamo il processo di seguito per riferimento del settore.

Specifiche tecniche

• Scenario applicativo:Gasdotto del parco industriale
• Scopo:Chiusura del gasdotto principale
• Fluido:Gas naturale
• Dimensione valvola:DN300
• Materiale corpo:WCB
• Tipo di connessione:Flangiata
• Segnale di controllo:Segnale di commutazione
• Alimentazione operativa:AC220V
• Durata di progettazione:6 anni
• Data di messa in servizio:Dicembre 2024
• Luogo di installazione:Shanghai

Dopo aver completato il collegamento del cavo tra la valvola a sfera elettrica e l'armadio di controllo, gli operatori hanno scoperto che la valvola non si apriva né si chiudeva su comando. Questo guasto ha disabilitato la funzione di regolazione del gasdotto, impattando direttamente la normale fornitura di gas per le aziende del parco.

Risoluzione dei problemi e analisi

Il team di supporto tecnico GRAT è intervenuto prontamente. L'ispezione iniziale ha confermato il cablaggio corretto, seguito dalla misurazione sistematica dei parametri elettrici:

• La tensione effettiva misurata ai terminali dell'attuatore elettrico era solo AC80V, significativamente inferiore alla AC220V.
• Secondo la formula della potenza P = UI (la potenza dell'attuatore è 1,2 kW), con potenza costante, una diminuzione della tensione porta a un aumento della corrente.
• La corrente operativa misurata ha raggiunto 18A. Questa corrente eccessiva ha attivato la protezione da sovracorrente integrata nell'armadio di controllo, impedendo il funzionamento della valvola a sfera elettrica.

Analisi della causa principale:
La forte caduta di tensione era dovuta principalmente alla lunga distanza del cavo di 600–700 metri tra la valvola a sfera elettrica e l'armadio di controllo. Su una distanza così lunga per la trasmissione di potenza, la significativa caduta di tensione ha reso impossibile soddisfare la tensione richiesta per l'avvio normale dell'attuatore.

I fattori chiave che influenzano la caduta di tensione sulla linea includono:

• Materiale del conduttore (ad esempio, il cavo con anima in rame ha una resistività inferiore e una caduta di tensione minore)
• Lunghezza della linea (una lunghezza maggiore aumenta la caduta di tensione)
• Sezione trasversale del conduttore (un'area maggiore riduce la resistenza e la caduta di tensione)
• Temperatura ambiente (una temperatura più alta aumenta la resistenza del conduttore)

Questa situazione evidenzia un'importante considerazione progettuale: prevenire un'eccessiva caduta di tensione sulle installazioni di valvole a sfera elettriche, soprattutto su lunghe distanze.

Soluzione e implementazione

Affrontando la causa principale del guasto, abbiamo valutato due soluzioni possibili:

1. Modifica del valore nominale della tensione: Modificare la tensione di esercizio dell'attuatore da AC220V a AC380V. Sebbene AC380V offra una tensione stabile e una corrente inferiore, questa opzione è stata esclusa a causa dell'assenza di una fonte di alimentazione AC380V in loco, degli elevati costi per la sostituzione dell'attuatore e dei potenziali problemi di compatibilità.
2. Spostamento dell'armadio di controllo: Dopo la discussione con il personale in loco, l'armadio di controllo è stato spostato più vicino alla valvola a sfera e il cablaggio è stato reinstallato. I test post-spostamento hanno confermato che la valvola a sfera ha ripreso il normale funzionamento, risolvendo il guasto.

Risultati dell'implementazione:
Dopo aver deciso la Soluzione 2, il nostro team di costruzione ha eseguito il piano prontamente. L'armadio di controllo è stato riposizionato a circa 50 metri dalla valvola a sfera elettrica. Sono stati installati nuovi cavi di alimentazione e di controllo secondo le specifiche. Il debug e i test post-modifica hanno incluso:

• Misurazione della tensione all'ingresso dell'attuatore con un voltmetro di precisione, confermando un AC215V stabile, soddisfacendo pienamente il requisito nominale.
• Controllo della corrente di spunto con un amperometro a pinza, che mostra una lettura stabile di 8,2A, entro il normale intervallo di funzionamento.
• Esecuzione di più test di apertura/chiusura, con la valvola a sfera elettrica che risponde in modo accurato e affidabile ai segnali di controllo.

Dopo 72 ore di monitoraggio continuo, tutti i parametri di sistema sono rimasti stabili, confermando che il guasto è stato completamente eliminato. Questa risoluzione di successo non solo ha risolto il problema immediato, ma ha anche fornito preziose informazioni per la pianificazione del layout degli attuatori elettrici in condizioni simili, fungendo da riferimento chiave per la progettazione di progetti futuri.

Riepilogo dell'esperienza

Questo caso ribadisce che durante le fasi di progettazione e installazione dei sistemi di automazione industriale, è essenziale una valutazione completa dei parametri del sistema elettrico e del layout delle apparecchiature. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata a:

• Valutare accuratamente le distanze di alimentazione per prevenire malfunzionamenti delle apparecchiature dovuti alla caduta di tensione sulla linea.
• Selezionare scientificamente le specifiche dei cavi, considerando aree di sezione trasversale maggiori per scenari di trasmissione di potenza a lunga distanza.
• Garantire che la pianificazione integrata consideri l'abbinamento della potenza, il posizionamento delle apparecchiature e la logica di controllo.

Gestire efficacemente la caduta di tensione sui sistemi di valvole a sfera elettriche è fondamentale per l'affidabilità. GRAT rimane impegnata a fornire servizi tecnici professionali e un'analisi rigorosa dei guasti, offrendo soluzioni di valvole di controllo affidabili per garantire la sicurezza, la stabilità e l'efficienza dei sistemi industriali. Diamo il benvenuto a richieste e collaborazioni da parte di clienti di vari settori.