Analys av effekten av inspektion och underhåll av vakuumbågekammare på förbättringen av vakuumtömmarnas tillförlitlighet

Vakuumpåbrytare används omfattande i distributionsnät. Som kärnkompоненты системы электропитания, их производительность зависит как от возможностей вакуумных прерывателей, так и от механических характеристик выключателей (расстояние между контактами при размыкании, ход, давление, средняя скорость срабатывания/размыкания, время отскока при срабатывании, асинхронность срабатывания-размыкания, количество операций, допустимый износ контактов). Оба этих фактора критически важны для надежной работы. Вакуумный прерыватель является "сердцем" выключателя; без высокоэффективного и надежного прерывателя невозможно обеспечить высокую надежность работы. Таким образом, регулярное обнаружение и техническое обслуживание прерывателей, включающее качественно-количественную оценку их производительности, жизненно важно для безопасной и стабильной работы выключателей.

1 Prestandaindikatorer för vakuumpåbrytare

En vakuumpåbrytare består av ett tätt isoleringssystem (omhölje), en ledningsbana och ett sköldsystem. Dess prestanda karakteriseras av isoleringsnivån (1-minuters nätfrekvensmotstånd, 1,2/50 impulsbelastning), vakuumgraden och huvudlednings DC-resistans. En korrekt detektion och utvärdering kräver en omfattande testning och analys av dessa indikatorer.

Metoden för nätfrekvensmotstånd används vanligtvis för platsbaserad isoleringsprovning. Med framsteg i provningsteknik använder man alltmer vakuumgradstestning. Emellertid understryker vissa provinsers "Förordningar för överlämning och förebyggande provning av elektrisk utrustning" inte tillräckligt vakuumgradsdetektion, och föreslår till och med att "använda frakturmotstånd som ersättning när detektion är omöjlig". Detta skapar teoretiska och praktiska missförstånd, vilket riskerar att leda till hanterings- och tekniska olyckor. Jag rekommenderar att regler revideras i tid för att förbättra systemet för utvärdering av påbrytarnas prestanda och säkerställa säker drift av distributionsnätets utrustning.

1.2 Feltyper hos vakuumpåbrytare

Som deltagare i platsbaserad detektion har det upptäckts att fel hos vakuumpåbrytare kan indelas i två kategorier:

• Tydliga fel kännetecknas av skalbrist eller bellows-skada, vilket leder till luftinträngning, förlust av vakuum i påbrytaren och kommunikation med atmosfären.

• Dolda fel refererar till den gradvisa minskningen av vakuumgraden. Även om påbrytaren inte är i kommunikation med atmosfären, överskrider den interna lufttrycket tillåtet värde på grund av tillverkningsprocesser, transport, installation eller underhållsfaktorer, vilket gör att påbrytaren inte uppfyller normal brytningskapacitet. Faran med sådana dolda fel är betydligt större än den för tydliga fel. Minskningen av vakuumgraden kommer att allvarligt påverka överströmbrytningsförmågan hos vakuumpåbrytaren, drastiskt förkorta påbrytarens livslängd och kan orsaka explosion av växeln i extremt fall.

1.3 Begränsningsanalys av nätfrekvensmotstånd och vakuumgradstestning

Från perspektivet av platsbaserad praktisk erfarenhet:

• Testet för nätfrekvensmotstånd är mycket effektivt för detektion av tydliga fel och kan kvalitativt fastställa påbrytarens status. Men det har en blind fläck för dolda fel: när vakuumgraden ligger inom intervallet 1×10⁻²Pa till 1×10⁻³Pa, kan testet för nätfrekvensmotstånd fortfarande passera. I detta läge är vakuumgraden redan lägre än säkerhetströskeln på 1,66×10⁻²Pa, och de subtila skillnaderna kan inte skiljas.

• Vakuumgradsmätaren kan uppnå exakt mätning inom intervallet 1×10⁻¹Pa till 1×10⁻⁵Pa, vilket uppgraderar detektionen av påbrytare från kvalitativ analys till kvantitativ fas. Den kan också härleda påbrytarens livslängd baserat på ändringen av vakuumgraden under en viss period, vilket ger tekniskt stöd för utvärdering av utrustningens tillförlitlighet. Men denna metod har begränsningar i mätintervallet: när det överstiger 1×10⁻¹Pa till 1×10⁻⁵Pa, kommer det proportionella förhållandet mellan jonström och restgastäthet (dvs. vakuumgrad) som vakuumgradsmätaren beror på att ändras, och noggrannheten i testresultaten kan inte garanteras. Särskilt för tydliga fel med fullständig läcka (kommunikation med atmosfären) är testvärdena ofta nära de normala värdena, vilket lätt kan leda till felbedömning. Anledningen kan förklaras genom gasrännslasteori: när gastrycket ökar, ökar molekyldensitet, vilket resulterar i en kortare fri färdväg för elektroner. Trots att antalet kollisioner ökar, reduceras den otillräckliga kinetiska energiaccumulationen av elektroner, vilket minskar sannolikheten för gasmolekyljonisering, vilket får instrumentet att felbedöma vakuumgraden som god.

Baserat på platsbaserad detektionspraxis bör det särskilt noteras att testet för nätfrekvensmotstånd inte får utelämnas under detektion. Endast när påbrytaren passerar testet för nätfrekvensmotstånd kan det garanteras att vakuumgraden ligger inom det effektiva intervallet för mätaren, och de efterföljande resultaten från vakuumgradstestet kan vara tillförlitliga. Därför måste vakuumgradstestet och testet för nätfrekvensmotstånd kombineras. De två metoderna kompletterar varandra, och att endast lita på någon av metoderna för att bedöma påbrytarens status har begränsningar.

1.4 Huvudkretsresistansprovning

I platsbaserad detektion används DC-spänningsfallmetoden för huvudkretsresistansprovning, med en mätare med en ström på minst 100A. Resistansvärdena efter överlämning och ombyggnad ska följa tillverkarens bestämmelser, och under drift ska de inte överstiga 1,2 gånger fabriksvärdet. När kontaktavslitning av vakuumpåbrytaren orsakar dålig kontakt kan problem identifieras genom kretsresistansprovning. Om huvudkretsresistansen är ogiltig under en längre tid kan det orsaka överhettning av påbrytaren, vilket leder till en nedgång i isoleringsprestanda hos relaterade komponenter och till och med kortslutsexplosioner.

2 Åtgärder för att förbättra vakuumpåbrytarens tillförlitlighet

• Genomför regelbundna vakuumgradstester (kombinerat med 42kV nätfrekvensmotståndstest) för att bedöma påbrytarens status. När vakuumgraden minskar måste vakuumbubblan bytas ut (de flesta produkter kräver att tre faser byts samtidigt om en fas är ogiltig), och karaktäristiska tester som slag, synkronism och studs måste slutföras.

• Formulera provningscykler baserat på förebyggande provningsregler för elektrisk utrustning och enhetens faktiska förhållanden. Öka övervakningsfrekvensen under de första två åren efter kommissionering; det rekommenderas att utföra nätfrekvensmotståndstest och vakuumgradstest vid halvår, 1 år, 1,5 år och 2 år efter kommissionering, och sedan justera frekvensen efter driftförhållanden efter 2 år.

• Planera underhållscykler på ett rimligt sätt och inspektera påbrytare i kombination med årliga förebyggande tester. Efter 2 000 normala operationer eller 10 nominella strömbrytningar, kontrollera alla delar och parametrar; om skruvar inte är lösa och tekniska parametrar uppfyller standarder, fortsätt använda.

• Regelbundet testa kontaktresistansen mellan de två ändarna av påbrytaren och huvudkretsens terminaler för att säkerställa att den inte överskrider det angivna värdet.

• När det är möjligt, utför infraröd bildtemperaturmätning på ledningskretsen genom observationshålet för att spåra temperaturtrender. Ogiltig huvudkretsresistans, dålig kontakt, isoleringsdefekter eller otillräcklig värmeavledningsgradient på grund av ologisk påbrytarutformning kan alla orsaka temperaturökning i lednings- och isoleringskomponenter, vilket leder till olyckor.

• Driftspersonal ska regelbundet patrullera påbrytaren och observera om det finns utsläpp utanför vakuumbubblan (utsläpp indikerar vanligtvis ogiltig vakuumgradstest, vilket kräver omedelbar strömavbrott för byte). Underhållsnyckelpunkter:

• Kontrollera utseende och torka bort smuts

• Ersätt vakuumpåbrytaren om den kumulativa nöttheten av rörliga och statiska kontakter överstiger 3 mm

• Regelbundet kontrollera och justera kontaktavstånd, komprimeringsgång och trefas-synkronism

3 Slutsatser

• Nätfrekvensmotstånd, vakuumgrad och huvudkretsens DC-resistans hos vakuumpåbrytaren är viktiga indikatorer för att karakterisera dess prestanda, spelar en nyckelroll i att behärska läckagetrender och uppskatta livslängd.

• Vakuumgradstestning och nätfrekvensmotståndstest har varsin begränsning och måste kombineras för att korrekt diagnostisera påbrytarens tillförlitlighet.

• De två testerna kan inte ersätta varandra; påbrytare som inte klarar testerna måste bytas ut, och det rekommenderas att relevanta industritestregler revideras i tid.

• Förbättring av tillförlitlighet bör börja med regelbundna vakuumgrad-, nätfrekvensmotstånd- och huvudkretsresistanstester, stärka teknisk utbildning för drift- och underhållspersonal, utföra noggranna patruller, infraröd temperaturmätning och vetenskaplig planering av provnings- och underhållscykler för att undvika explosioner och andra olyckor orsakade av icke-elektriska felmanövrar under drift eller lastövergång av påbrytaren.