Analyse av effekten av inspeksjon og vedlikehold av vakuum buekammer på forbedring av påliteligheten til vakuum strømbrytere

Vakuumkretsbruddere er vidt utbredt i distribusjonsnett. Som kjernekomponenter i strømforsyningsutstyr, avhenger deres ytelse av både vakuumavbryterens evner og kretsbrudders mekaniske egenskaper (kontaktåpningsavstand, slaglengde, trykk, gjennomsnittlig lukking/åpningshastighet, lukkingssvingninger, åpning-lukking asynkronitet, driftstider, samt kumulativ tillatt slitasje på kontakter). Begge er kritiske for pålitelig drift. Vakuumavbryteren er kretsbrudders "hjerte"; uten en høyytelses, pålitelig en, er høy pålitelighet umulig. Derfor er regelmessig deteksjon og vedlikehold av avbrytere, via kvalitativ-kvantitativ ytelsesvurdering, viktig for sikker, stabil kretsbrukerdrift.

1 Ytelsesindikatorer for vakuumavbrytere

En vakuumavbryter består av et hermetisk isolasjonssystem (omhuks), ledningsystem, og skjermsystem. Dens ytelse karakteriseres av isolasjonsnivå (1-minutt nettfrekvens holdbar spenning, 1,2/50 impuls holdbar spenning), vakuumgrad, og hovedkretsdirekte motstand. Nøyaktig deteksjon og vurdering krever omfattende testing og analyse av disse indikatorene.

Nettfrekvens holdbar spenning metoden brukes ofte for lokal isolasjonstesting. Med teknologisk fremgang, blir vakuumgradtesting mer anvendt. Imidlertid legger noen provinsers "Regler for overgivelse og forebyggende tester av elektrisk utstyr" ikke nok vekt på vakuumgradsdeteksjon, og foreslår til og med "å bruke bruddholdbar spenning som erstatning når deteksjon er uoppnåelig". Dette skaper teoretiske og praktiske misforståelser, som kan føre til administrative og tekniske uhell. Jeg anbefaler at reglene revideres i tide for å forbedre systemet for vurdering av avbryterytelse og sikre sikkert drift av distribusjonsnettutstyr.

1.2 Feiltyper for vakuumavbrytere

Som deltaker i lokal deteksjon, har jeg funnet at feilene for vakuumavbrytere deles inn i to kategorier:

• Eksplisitte feil karakteriseres ved skadde hylse eller bellows, som fører til luftinntred, tap av vakuum i avbryteren, og kommunikasjon med atmosfæren.

• Implisitte feil refererer til gradvis nedgang i vakuumgrad. Selv om avbryteren ikke kommuniserer med atmosfæren, overskrider den interne lufttrykket den tillatte verdien på grunn av produksjonsprosesser, transport, installasjon, eller vedlikeholdsrelaterte faktorer, noe som fører til at avbryteren ikke oppfyller normal brytekapasitet. Faren ved slike latente feil er betydelig høyere enn for eksplisitte feil. Nedgang i vakuumgrad vil alvorlig påvirke overstrømningstrykkets brytekapasitet, dramatisk forkorte kretsbrudders levetid, og kan føre til eksplosjon av bryteren i ekstreme tilfeller.

1.3 Begrensninger i nettfrekvens holdbar spenning og vakuumgradtesting

Fra perspektivet av lokal praksis:

• Nettfrekvens holdbar spenning testen er svært effektiv for å detektere eksplisitte feil og kan kvalitativt fastsette avbryterstatus. Men den har en blindson for implisitte feil: når vakuumgraden ligger i området 1×10⁻²Pa til 1×10⁻³Pa, kan nettfrekvens holdbar spenning testen fortsatt passere. Da er vakuumgraden lavere enn sikkerhetstærskelen på 1,66×10⁻²Pa, og de fine forskjellene kan ikke skillers.

• Vakuumgradtester kan oppnå nøyaktig måling i området 1×10⁻¹Pa til 1×10⁻⁵Pa, og oppgraderer detektering av avbrytere fra kvalitativ til kvantitativ fase. Den kan også dedusere levetiden til vakuumavbryteren basert på endringen i vakuumgrad over en periode, og gir teknisk støtte for pålitelighetsvurdering av utstyr. Imidlertid har denne metoden begrensninger i testområdet: når man overstiger 1×10⁻¹Pa til 1×10⁻⁵Pa, vil forholdet mellom jonstrøm og restgassdensitet (dvs. vakuumgrad) endres, og nøyaktigheten av testresultatene kan ikke garanteres. Spesielt for eksplisitte feil med full utlekkasje (kommunikasjon med atmosfæren), er testverdiene ofte nærme de normale verdiene, noe som lett kan føre til feil konklusjoner. Årsaken kan forklares ved gasskollisjonsteori: når gasspressingen øker, øker molekyldensiteten, noe som fører til en kortere gjennomsnittlig fri vei for elektroner. Selv om antallet av kollisjoner øker, reduseres energiakkumulasjonen hos elektronene, noe som minsker sannsynligheten for gassmolekyle ionisering, og instrumentet kan feilaktig vurdere vakuumgraden som god.

Basert på lokal deteksjonspraksis, bør det spesielt bemerkes at nettfrekvens holdbar spenning testen ikke kan utelates under deteksjon. Bare når avbryteren passerer nettfrekvens holdbar spenning testen, kan det sikres at vakuumgraden ligger innenfor det effektive området for testeren, og at de etterfølgende vakuumgradtestresultatene kan være pålitelige. Derfor må vakuumgradtesten og nettfrekvens holdbar spenning testen kombineres. De to metodene kompenserer hverandre, og å stole bare på én av metodene for å vurdere avbryterstatus har begrensninger.

1.4 Hovedkretsdirekte motstandstest

I lokal deteksjon benyttes DC-spenningsfall metoden for hovedkretsdirekte motstandstesting, ved bruk av en tester med en strøm på ikke mindre enn 100A. Motstandsverdiene etter overgivelse og revisjon skal overholde produsentens regler, og under drift skal de ikke overstige 1,2 ganger fabrikkverdien. Når kontaktslitasje i vakuumavbryteren fører til dårlig kontakt, kan problemer oppdages gjennom kretsmotstandstesting. Hvis hovedkretsdirekte motstanden er ugyldig over lengre tid, kan dette føre til at avbryteren overvarmer, noe som fører til svekket isolasjonsytelse av relaterte komponenter, og kan til og med føre til kortslutningseksplosjon.

2 Tiltak for å forbedre vakuumavbryterens pålitelighet

• Gjennomfør regelmessig vakuumgradtesting (kombinert med 42kV nettfrekvens holdbar spenning test) for å vurdere avbryterstatus. Når vakuumgraden synker, må vakuumboblen erstattes (de fleste produkter krever at alle tre faser erstattes samtidig hvis en fase er ugyldig), og karakteristiske tester som slaglengde, synkronitet, og svingninger skal fullføres.

• Formuler testperioder basert på forebyggende testregler for elektrisk utstyr og enhetens faktiske forhold. Øk overvåkingsfrekvensen de første to årene etter tjenesteinnsetting; det anbefales å gjennomføre nettfrekvens holdbar spenning og vakuumgradtester på halvannet år, ett år, ett og et halvt år, og to år etter tjenesteinnsetting, og juster frekvensen etter driftsforhold etter to år.

• Planlegger vedlikeholdsperioder rimelig og inspiser avbrytere sammen med årlige forebyggende tester. Etter 2000 normale operasjoner eller 10 nominelle strømbrytinger, sjekk alle deler og parametre; hvis boltene ikke er løse og tekniske parametre oppfyller standarder, fortsett bruk.

• Test regelmessig kontaktmotstanden mellom de to endene av avbryteren og hovedkretsendepunktene for å sikre at den ikke overstiger den angitte verdien.

• Når forholdene tillater, utfør infrarød bildeformet temperaturmåling på ledningskretsen gjennom observasjonshullet for å spore temperaturtrender. Ugyldig hovedkretsdirekte motstand, dårlig kontakt, isolasjonsfeil, eller utilstrekkelig varmedispersjonsgradient på grunn av urimelig avbryterdesign, kan alle føre til temperaturøkning i ledende og isolerende komponenter, noe som kan føre til uhell.

• Driftspersonell skal regelmessig patruljere kretsbrudderen og merke seg om det er utslipp utenfor vakuumboblen (utslipp indikerer vanligvis ugyldig vakuumgradtest, som krever tidsmessig strømavbrudd for erstattelse). Vedlikeholdsnoekelpunkter:

• Sjekk utseende og tørk smuss

• Erstatt vakuumrøret hvis den kumulative slitasjetynnelsen av bevegelige og statiske kontakter overstiger 3mm

• Regelmessig inspiser og juster kontaktåpningsavstand, komprimeringsslaglengde, og trefasynkronitet

3 Konklusjoner

• Nettfrekvens holdbar spenning, vakuumgrad, og hovedkretsdirekte motstand for vakuumavbryteren er viktige indikatorer for å karakterisere dens ytelse, og spiller en nøkkelrolle i å mestre lekkasetrender og estimere levetid.

• Vakuumgradtesting og nettfrekvens holdbar spenning test har hver sine begrensninger og må kombineres for å nøyaktig diagnoisere avbryterens pålitelighet.

• De to testene kan ikke erstatte hverandre; avbrytere som ikke passerer testene, må erstattes, og det anbefales at relevante bransjetestregler revideres i tide.

• Forbedring av pålitelighet bør starte med regelmessig vakuumgrad, nettfrekvens holdbar spenning, og hovedkretsdirekte motstandstester, styrke teknisk opplæring for drift og vedlikeholdspersonell, gjennomføre grundige patruljer, infrarød temperaturmåling, og vitenskapelig planlegging av test-vedlikeholdsperioder for å unngå eksplosjoner og andre uhell forårsaket av ikke-elektriske misshandlinger under kretsbrukerdrift eller belastningsswitching.