การวิเคราะห์ผลกระทบจากการตรวจสอบและบำรุงรักษาห้องอาร์คสุญญากาศต่อการเพิ่มความน่าเชื่อถือของเบรกเกอร์สุญญากาศ

วงจรป้อนไฟฟ้าใช้ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศอย่างกว้างขวาง ในฐานะส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์จ่ายไฟฟ้า ประสิทธิภาพของมันขึ้นอยู่กับความสามารถของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศและคุณสมบัติทางกลของตัวตัดวงจร (ระยะเปิดติดต่อ, ช่วงการเคลื่อนที่, แรงดัน, ความเร็วเฉลี่ยในการปิด/เปิด, เวลากระแทกเมื่อปิด, ความไม่ตรงกันระหว่างการปิด-เปิด, จำนวนครั้งในการทำงาน, และการสึกหรอสะสมของตัวติดต่อ) ทั้งสองสิ่งนี้มีความสำคัญสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศเป็น "หัวใจ" ของตัวตัดวงจร หากไม่มีตัวตัดวงจรที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ การทำงานที่เชื่อถือได้ก็จะเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น การตรวจวัดและบำรุงรักษาตัวตัดวงจรอย่างสม่ำเสมอโดยประเมินประสิทธิภาพในเชิงคุณภาพและปริมาณจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของตัวตัดวงจรที่ปลอดภัยและมั่นคง

1 ตัวชี้วัดประสิทธิภาพของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ

ตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศประกอบด้วยระบบฉนวนกันความร้อน (โครงสร้าง), ระบบนำไฟฟ้า, และระบบป้องกัน ประสิทธิภาพของมันแสดงออกผ่านระดับฉนวน (แรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz ภายใน 1 นาที, แรงดันทนทานไฟฟ้าช็อกความถี่ 1.2/50), ระดับสุญญากาศ, และความต้านทานกระแสตรงของวงจรหลัก การตรวจวัดและประเมินอย่างแม่นยำจำเป็นต้องทดสอบและวิเคราะห์ตัวชี้วัดเหล่านี้อย่างครอบคลุม

วิธีการทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz เป็นที่นิยมใช้ในการทดสอบฉนวนบนไซต์ เมื่อมีการพัฒนาเทคโนโลยีการทดสอบ วิธีการทดสอบระดับสุญญากาศก็ได้รับการใช้งานมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดบางแห่งใน "ข้อกำหนดการทดสอบการส่งมอบและการป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้า" ของบางจังหวัดไม่เน้นการทดสอบระดับสุญญากาศเพียงพอ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเข้าใจผิดทั้งในทางทฤษฎีและปฏิบัติ จนนำไปสู่อุบัติเหตุทางการจัดการและเทคนิค ฉันขอแนะนำให้มีการแก้ไขข้อกำหนดอย่างทันท่วงที เพื่อปรับปรุงระบบประเมินประสิทธิภาพของตัวตัดวงจรและรับประกันการทำงานของอุปกรณ์ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่ปลอดภัย

1.2 ประเภทของข้อผิดพลาดของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ

จากการตรวจสอบในสถานที่พบว่าข้อผิดพลาดของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศแบ่งออกเป็นสองประเภท:

• ข้อผิดพลาดที่ชัดเจนแสดงออกโดยการแตกของเปลือกหรือการเสียหายของส่วนยืดหยุ่น ทำให้อากาศเข้าไปภายใน ทำให้สูญเสียสภาวะสุญญากาศและสื่อสารกับบรรยากาศ

• ข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่หมายถึงการลดลงของระดับสุญญากาศอย่างค่อยเป็นค่อยไป แม้ว่าตัวตัดวงจรจะไม่สื่อสารกับบรรยากาศ แต่ความดันอากาศภายในสูงเกินค่าที่ยอมรับได้เนื่องจากกระบวนการผลิต การขนส่ง การติดตั้ง หรือการบำรุงรักษา ทำให้ตัวตัดวงจรไม่สามารถตอบสนองความสามารถในการตัดวงจรที่ปกติได้ ความอันตรายของข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่นี้สูงกว่าข้อผิดพลาดที่ชัดเจน การลดลงของระดับสุญญากาศจะส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความสามารถในการตัดวงจรกระแสเกิน ลดอายุการใช้งานของตัวตัดวงจร และอาจทำให้สวิตช์ระเบิดในกรณีที่รุนแรงที่สุด

1.3 การวิเคราะห์ข้อจำกัดของการทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz และการทดสอบระดับสุญญากาศ

จากมุมมองของการทดสอบในสถานที่:

• การทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz มีประสิทธิภาพสูงในการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ชัดเจนและสามารถกำหนดสถานะของตัวตัดวงจรได้ในเชิงคุณภาพ อย่างไรก็ตาม มันมีจุดบอดในการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่: เมื่อระดับสุญญากาศอยู่ในช่วง 1×10⁻²Pa ถึง 1×10⁻³Pa การทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz ยังสามารถผ่านได้ ขณะนั้น ระดับสุญญากาศได้ต่ำกว่าค่าความปลอดภัย 1.66×10⁻²Pa และความแตกต่างที่ละเอียดน้อยไม่สามารถแยกแยะได้

• เครื่องทดสอบระดับสุญญากาศสามารถวัดได้อย่างแม่นยำในช่วง 1×10⁻¹Pa ถึง 1×10⁻⁵Pa ทำให้การทดสอบตัวตัดวงจรจากวิเคราะห์เชิงคุณภาพกลายเป็นวิเคราะห์เชิงปริมาณ นอกจากนี้ยังสามารถคาดคะเนอายุการใช้งานของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศตามการเปลี่ยนแปลงของระดับสุญญากาศในช่วงเวลาหนึ่ง ให้การสนับสนุนทางเทคนิคในการประเมินความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีข้อจำกัดในช่วงการทดสอบ: เมื่อเกิน 1×10⁻¹Pa ถึง 1×10⁻⁵Pa ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไอออนและความหนาแน่นของก๊าซคงเหลือ (ระดับสุญญากาศ) ที่เครื่องทดสอบระดับสุญญากาศพึ่งพาจะเปลี่ยนแปลง และความแม่นยำของผลการทดสอบไม่สามารถรับประกันได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับข้อผิดพลาดที่ชัดเจนที่มีการรั่วไหลอย่างสมบูรณ์ (สื่อสารกับบรรยากาศ) ค่าทดสอบมักจะใกล้เคียงกับค่าในสภาพปกติ ซึ่งอาจทำให้เกิดการตัดสินใจผิดพลาด สาเหตุสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีการชนกันของก๊าซ: เมื่อความดันก๊าซเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ทำให้ระยะทางที่อิสระของอิเล็กตรอนสั้นลง แม้ว่าจำนวนการชนจะเพิ่มขึ้น แต่การสะสมพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนไม่เพียงพอทำให้ความน่าจะเป็นของการไอออนิกก๊าซลดลง ทำให้เครื่องมือตัดสินใจผิดว่าระดับสุญญากาศอยู่ในสภาพดี

จากประสบการณ์การทดสอบในสถานที่ควรสังเกตว่าการทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz ไม่ควรถูกละเว้นในการทดสอบ ตัวตัดวงจรต้องผ่านการทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz ก่อนจึงจะมั่นใจได้ว่าระดับสุญญากาศอยู่ในช่วงที่เครื่องทดสอบสามารถวัดได้ และผลการทดสอบระดับสุญญากาศต่อมาจะเชื่อถือได้ ดังนั้น การทดสอบระดับสุญญากาศและแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz ต้องใช้ร่วมกัน วิธีการทั้งสองนี้เสริมกัน และการพึ่งพาเพียงวิธีใดวิธีหนึ่งในการตัดสินใจสถานะของตัวตัดวงจรมีข้อจำกัด

1.4 การทดสอบความต้านทานวงจรหลัก

ในการทดสอบในสถานที่ ใช้วิธีการลดแรงดันกระแสตรงสำหรับการทดสอบความต้านทานวงจรหลัก โดยใช้เครื่องทดสอบที่มีกระแสไม่น้อยกว่า 100A ค่าความต้านทานหลังจากการส่งมอบและซ่อมแซมต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดของผู้ผลิต และในระหว่างการทำงาน ค่าความต้านทานไม่ควรเกิน 1.2 เท่าของค่าที่ออกจากโรงงาน เมื่อมีการสึกหรอของตัวติดต่อของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศทำให้การติดต่อไม่ดี สามารถตรวจจับปัญหาผ่านการทดสอบความต้านทานวงจรได้ หากความต้านทานวงจรหลักไม่ผ่านการทดสอบเป็นเวลานาน อาจทำให้ตัวตัดวงจรร้อนเกินไป ทำให้ประสิทธิภาพฉนวนของส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องลดลงและอาจทำให้เกิดการระเบิดจากการลัดวงจร

2 มาตรการในการปรับปรุงความเชื่อถือได้ของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ

• ทำการทดสอบระดับสุญญากาศอย่างสม่ำเสมอ (รวมกับการทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz 42kV) เพื่อกำหนดสถานะของตัวตัดวงจร เมื่อระดับสุญญากาศลดลง ต้องเปลี่ยนตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศ (ส่วนใหญ่ต้องเปลี่ยนสามเฟสพร้อมกันหากเฟสหนึ่งไม่ผ่านการทดสอบ) และทำการทดสอบคุณสมบัติเช่น ระยะการเคลื่อนที่, ความตรงกัน, และการกระแทก

• กำหนดรอบการทดสอบตามข้อกำหนดการทดสอบป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าและสภาพจริงของหน่วยงาน เพิ่มความถี่ในการตรวจสอบในสองปีแรกหลังจากการส่งมอบ; แนะนำให้ทำการทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz และระดับสุญญากาศที่ครึ่งปี, 1 ปี, 1.5 ปี, และ 2 ปี หลังจากการส่งมอบ แล้วปรับความถี่ตามสภาพการดำเนินงานหลังจาก 2 ปี

• วางแผนรอบการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสมและตรวจสอบตัวตัดวงจรควบคู่กับการทดสอบป้องกันประจำปี หลังจาก 2,000 ครั้งของการทำงานปกติหรือ 10 ครั้งของการตัดวงจรที่มีกระแสตามมาตรฐาน ตรวจสอบส่วนต่างๆ และพารามิเตอร์ทั้งหมด; หากสกรูไม่หลวมและพารามิเตอร์ทางเทคนิคสอดคล้องกับมาตรฐาน สามารถใช้งานต่อได้

• ทำการทดสอบความต้านทานติดต่อระหว่างปลายตัวตัดวงจรและเทอร์มินัลวงจรหลักอย่างสม่ำเสมอเพื่อรับประกันว่าไม่เกินค่าที่กำหนด

• เมื่อมีเงื่อนไขที่เหมาะสม ทำการวัดอุณหภูมิภาพอินฟราเรดของวงจรนำไฟฟ้าผ่านช่องส่อง ติดตามแนวโน้มอุณหภูมิ ความต้านทานวงจรหลักที่ไม่ผ่าน, การติดต่อไม่ดี, ข้อบกพร่องฉนวน, หรือความลาดชันการกระจายความร้อนที่ไม่เพียงพอเนื่องจากการออกแบบตัวตัดวงจรที่ไม่เหมาะสม สามารถทำให้อุณหภูมิของส่วนประกอบนำไฟฟ้าและฉนวนเพิ่มขึ้น นำไปสู่อุบัติเหตุ

• เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานควรตรวจสอบตัวตัดวงจรอย่างสม่ำเสมอและสังเกตว่ามีการปล่อยประจุนอกตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศหรือไม่ (การปล่อยประจุโดยทั่วไปแสดงว่าการทดสอบระดับสุญญากาศไม่ผ่าน ต้องทำการตัดไฟและเปลี่ยนตัวตัดวงจรทันท่วงที) ประเด็นสำคัญในการบำรุงรักษา:

• ตรวจสอบภายนอกและเช็ดทำความสะอาด

• เปลี่ยนตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศหากความหนาของส่วนติดต่อที่เคลื่อนที่และส่วนติดต่อที่คงที่สึกหรอมากกว่า 3 มม.

• ตรวจสอบและปรับระยะการเปิดติดต่อ, ช่วงการกด, และความตรงกันของสามเฟสอย่างสม่ำเสมอ

3 สรุป

• แรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz, ระดับสุญญากาศ, และความต้านทานกระแสตรงของวงจรหลักของตัวตัดวงจรแบบสุญญากาศเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญในการแสดงประสิทธิภาพ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมแนวโน้มการรั่วไหลและการประเมินอายุการใช้งาน

• การทดสอบระดับสุญญากาศและการทดสอบแรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz แต่ละวิธีมีข้อจำกัดและต้องใช้ร่วมกันเพื่อวินิจฉัยความเชื่อถือได้ของตัวตัดวงจรอย่างแม่นยำ

• การทดสอบทั้งสองวิธีไม่สามารถทดแทนกันได้ ตัวตัดวงจรที่ไม่ผ่านการทดสอบต้องเปลี่ยน และแนะนำให้ปรับปรุงข้อกำหนดการทดสอบในอุตสาหกรรมอย่างทันท่วงที

• การปรับปรุงความเชื่อถือได้ควรเริ่มจากการทดสอบระดับสุญญากาศ, แรงดันทนทานไฟฟ้ากำลังความถี่ 50Hz, และความต้านทานวงจรหลักอย่างสม่ำเสมอ ปรับปรุงการฝึกอบรมทางเทคนิคสำหรับเจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานและบำรุงรักษา ทำการตรวจสอบอย่างละเอียด, วัดอุณหภูมิภาพอินฟราเรด, และวางแผนการทดสอบและบำรุงรักษารอบการทดสอบอย่างมีวิทยาศาสตร์ เพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิดและอุบัติเหตุอื่น ๆ ที่เกิดจากการปฏิบัติงานที่ไม่ถูกต้องในระหว่างการดำเนินงานหรือการสลับโหลดของตัวตัดวงจร