Анализа на влијанието на инспекцијата и одржуването на камерата со вакуумска дуга во подобрувањето на надежноста на прекинувачите со вакуум

Вакуумските прекинувачи се широко користат во распределбените мрежи. Како критични компоненти на опремата за доставување на електрична енергија, нивната работа зависи како од ведностите на вакуумските прекинувачи, така и од механичките карактеристики на прекинувачите (растојание на отварање на контактите, ход, притисок, просечна брзина на затворање/отварање, време на трептање при затворање, асинхронизам при отварање-затворање, број на операции и кумулативно дозволено износување на контактите). Обето е критично за надежно функционирање. Вакуумскиот прекинувач е „срцето“ на прекинувачот; без високо перформансен, надежен, неможе да има надежна работа. Затоа, регуларната детекција и одржба на прекинувачите, преку квалитативна-квантитативна оценка на нивната работа, е важна за сигурно и стабилно функционирање на прекинувачите.

1 Индикатори на перформанса на вакуумски прекинувачи

Вакуумскиот прекинувач се состои од герметичен изолативен систем (обвивка), проводлив систем и систем за заштита. Неговата работа е карактеризирана со ниво на изолација (издржливост на напон од мрежна фреквенција за 1 мин, ударен напон од 1.2/50), степен на вакуум и DC отпор на главната колона. Точната детекција и оценка бара комплексно тестирање и анализа на овие индикатори.

Методот за издржливост на напон од мрежна фреквенција често се користи за тестiranje na izolacija na mestu. So napredkom tehnologije za testiranje, sve češće se primjenjuje testiranje stupnja vakuumiranja. Međutim, u nekim provincijama „Pravilnik o preuzimanju i preventivnim testovima električne opreme“ nedovoljno naglašava detekciju stupnja vakuumiranja, čak i sugerira „koristiti izdržljivost prekidnice na lomljenje kao zamjenu kada detekcija nije moguća“. To stvara teorijske i praktične nesporazume, riziči upravljanje i tehnički incidenti. Preporučujem pravo vreme za reviziju propisa kako bi se poboljšao sustav ocjenjivanja performansi prekidnice i osiguralo sigurno funkcioniranje opreme distribucijske mreže.

1.2 Tipovi grešaka na vakuumskim prekidnicama

Kao sudionik u terenskom otkrivanju, utvrdio sam da se greške vakuumskih prekidnika podijele u dvije kategorije:

• Eksplicitne greške karakteriziraju se pucanjem ljuske ili oštećenjem gumenog poklopa, što dovodi do unosa zraka, gubitka vakuumiranja u prekidniku i komunikacije s atmosferom.

• Implicitne greške odnose se na postepeno smanjenje stupnja vakuumiranja. Iako prekidnik nije u komunikaciji s atmosferom, unutarni tlak zraka prevaziđe dopuštenu vrijednost zbog proizvodnog procesa, prijevoza, instalacije ili faktora održavanja, što dovodi do toga da prekidnik ne ispunjava normalnu kapacitet prekida. Opasnost takvih skrivenih grešaka je značajno veća od eksplicitnih grešaka. Smanjenje stupnja vakuumiranja ozbiljno će utjecati na sposobnost prekida prekomjernog struja, drastično skraćujući životnu dobu prekidnika i možda uzrokujući eksploziju prekidača u ekstremnim slučajevima.

1.3 Analiza ograničenja testiranja izdržljivosti napona mrežne frekvencije i stupnja vakuumiranja

S obzirom na terensko iskustvo:

• Test izdržljivosti napona mrežne frekvencije vrlo je efektivan za otkrivanje eksplicitnih grešaka i može kvalitativno odrediti stanje prekidnika. Međutim, ima slepih mjesta za otkrivanje implicitnih grešaka: kada je stupanj vakuumiranja u rasponu od 1×10⁻²Pa do 1×10⁻³Pa, test izdržljivosti napona mrežne frekvencije još uvijek može proći. U tom trenutku, stupanj vakuumiranja je niži od sigurnosne granice od 1.66×10⁻²Pa, a subtilne razlike ne mogu se razlikovati.

• Uređaj za mjerenje stupnja vakuumiranja može postići točno mjerenje u rasponu od 1×10⁻¹Pa do 1×10⁻⁵Pa, nadograđujući otkrivanje prekidnika sa kvalitativne analize na kvantitativnu fazu. Također može izvesti vijek trajanja vakuumskog prekidnika na temelju promjene stupnja vakuumiranja tijekom određenog vremenskog perioda, pružajući tehničku podršku za procjenu pouzdanosti opreme. Međutim, ovaj metod ima ograničenja u rasponu testiranja: kada premaši 1×10⁻¹Pa do 1×10⁻⁵Pa, proporcionalni odnos između joniziranog struja i gustoće ostatka plinova (tj. stupanj vakuumiranja) na kojem se oslanja uređaj za mjerenje stupnja vakuumiranja mijenja, a točnost rezultata testiranja ne može se jamčiti. Posebno za eksplicitne greške s potpunim curenjem (komunikacija s atmosferom), vrijednosti testiranja često su blizu onih u normalnom stanju, što može dovesti do pogrešnog zaključka. Razlog može se objasniti teorijom sudara plinova: kada se tlak plina poveća, gustoća molekula poveća, što rezultira kraćom slobodnom putanjom elektrona. Iako se broj sudara poveća, nedostatak akumuliranog kinetičkog energije elektrona smanjuje vjerojatnost jonizacije plinskih molekula, što dovodi do toga da uređaj pogrešno zaključi da je stupanj vakuumiranja dobar.

Na osnovu terenskog iskustva u otkrivanju, posebno treba napomenuti da se test izdržljivosti napona mrežne frekvencije ne može izostaviti tokom otkrivanja. Tek kad prekidnik prođe test izdržljivosti napona mrežne frekvencije, može se osigurati da je stupanj vakuumiranja unutar efektivnog raspona uređaja, a rezultati sljedećeg testa stupnja vakuumiranja mogu biti pouzdani. Stoga moraju se kombinirano primijeniti test stupnja vakuumiranja i test izdržljivosti napona mrežne frekvencije. Dva metoda se dopunjavaju, a ovisnost samo o jednom metodu za procjenu stanja prekidnika ima ograničenja.

1.4 Test otpornosti glavne krugove

U terenskom otkrivanju, koristi se metoda padanja DC napona za testiranje otpornosti glavne krugove, koristeći tester s strujom od najmanje 100A. Vrijednosti otpornosti nakon predaje i popravka moraju biti u skladu s propisima proizvođača, a tijekom rada ne smiju premašiti 1.2 puta fabričnu vrijednost. Kada kontakti vakuumskog prekidnika trpe iznosu, probleme se mogu otkriti putem testiranja otpornosti kruga. Ako otpornost glavne krugove dugo vremena bude neprihvatljiva, može doći do pregrejavanja prekidnika, što može dovesti do pada izolacijskih svojstava povezanih komponenti i čak i eksplozije kratkog spoja.

2 Mjere za poboljšanje pouzdanosti vakuumskog prekidnika

• Redovito provodeći testiranje stupnja vakuumiranja (kombinirano s testom izdržljivosti napona mrežne frekvencije od 42kV) za procjenu stanja prekidnika. Kada stupanj vakuumiranja opadne, vakuumsku bušicu mora se zamijeniti (većina proizvoda zahtijeva zamjenu tri faze istovremeno ako jedna faza nije prihvatljiva), a mora se dovršiti testiranje karakteristika poput hoda, sinhronizacije i odbijanja.

• Izradi cikluse otkrivanja na temelju propisa za preventivno testiranje električne opreme i stvarnog stanja jedinice. Povećaj učestalost nadgledanja u prvih dvije godine nakon ulaska u rad; preporučuje se provođenje testa izdržljivosti napona mrežne frekvencije i stupnja vakuumiranja nakon pola godine, 1 godine, 1,5 godine i 2 godine nakon ulaska u rad, a zatim prilagodi učestalost prema uvjetima rada nakon 2 godine.

• Razumno planiraj cikluse održavanja i provjeri prekidnike kombinirano s godišnjim preventivnim testovima. Nakon 2.000 normalnih operacija ili 10 prekida nominalne struje, provjeri sve dijelove i parametre; ako su šrafovi čvrsto zakruženi i tehnički parametri zadovoljavaju standard, nastavi koristiti.

• Redovito testiraj otpornost kontakta između dvije strane prekidnika i terminala glavne krugove kako bi se osiguralo da ne premaši propisanu vrijednost.

• Kada je to moguće, provedi infracrvenu termografsku temperaturnu mjerenja na provodnoj krugu kroz posmatrački otvor kako bi se pratile trendovi temperature. Neprihvatljiva otpornost glavne krugove, loš kontakt, defekti izolacije ili nedovoljna gradijentna razmjena toplote zbog neprimjerenog dizajna prekidnika sve može dovesti do porasta temperature provodnih i izolacijskih komponenti, što može dovesti do nesreća.

• Operativni osoblje redovito treba obilaziti prekidnik i paziti da li postoji ispuštanje van vakuumskog balona (ispuštanje obično ukazuje na neprihvatljivo testiranje stupnja vakuumiranja, što zahtijeva pravočasno isključivanje struje za zamjenu). Ključni elementi održavanja:

• Provjeri izgled i obriši prljavštinu

• Zamijeni vakuumsku cev ako je kumulativna debljina iznosu pokretnih i statičnih kontakata premaši 3mm

• Redovito provjeri i prilagodi rastojanje otvaranja kontakata, kompresijski hod i sinhronizaciju tri faze

3 Zaključci

• Izdržljivost napona mrežne frekvencije, stupanj vakuumiranja i DC otpor glavne krugove vakuumskog prekidnika su važni indikatori za karakterizaciju njegovog performansa, igraju ključnu ulogu u ovladavanju trendovima curenja i procjeni vijeka trajanja.

• Testiranje stupnja vakuumiranja i test izdržljivosti napona mrežne frekvencije svaki imaju ograničenja i moraju se kombinirano primijeniti kako bi se točno dijagnosticirala pouzdanost prekidnika.

• Dva testa ne mogu se zamijeniti; prekidnici koji ne prođu testove moraju se zamijeniti, a preporučuje se da se pravočasno revide relevantni propisi industrije za testiranje.

• Poboljšanje pouzdanosti treba započeti s redovitim testiranjem stupnja vakuumiranja, izdržljivosti napona mrežne frekvencije i otpornosti glavne krugove, jačanjem tehničkog obrazovanja osoblja za operacije i održavanje, pažljivim obilazima, infracrvenim mjerenjima temperature i znanstvenim planiranjem ciklusa otkrivanja i održavanja kako bi se spriječile eksplozije i druge nesreće uzrokovane neelektričnim pogrešnim operacijama tijekom rada prekidnika ili prebacivanja opterećenja.