Pagsusuri ng Epekto ng Pagsusuri at Pagmamanntenance ng Vacuum Arc Chamber sa Pagpapabuti ng Katatagan ng mga Vacuum Circuit Breaker

Ang mga vacuum circuit breakers ay malawakang ginagamit sa mga distribution network. Bilang core components ng mga power supply equipment, ang kanilang performance ay nakasalalay sa kakayahan ng mga vacuum interrupters at mechanical characteristics ng mga circuit breakers (contact opening distance, stroke, pressure, average closing/opening speed, closing bounce time, opening - closing asynchronism, operation times, at cumulative allowable wear of contacts). Parehong ito ay mahalaga para sa reliable operation. Ang vacuum interrupter ay ang "puso" ng circuit breaker; kung wala itong high-performance, reliable na vacuum interrupter, hindi maaaring magkaroon ng high-reliability operation. Dahil dito, mahalaga ang regular na detection at maintenance ng mga interrupters, sa pamamagitan ng qualitative-quantitative performance assessment, para sa ligtas at matatag na pag-operate ng circuit breaker.

1 Mga Indikador ng Performance ng Vacuum Interrupters

Ang isang vacuum interrupter ay binubuo ng hermetic insulation system (enclosure), conductive system, at shielding system. Ang kanyang performance ay naccharacterize sa pamamagitan ng insulation level (1-min power-frequency withstand voltage, 1.2/50 impulse withstand voltage), vacuum degree, at main-circuit DC resistance. Ang accurate detection at evaluation ay nangangailangan ng comprehensive testing at analysis ng mga indikador na ito.

Ang power-frequency withstand voltage method ay karaniwang ginagamit para sa on-site insulation testing. Sa pag-unlad ng teknolohiya ng testing, ang vacuum degree testing ay lubhang inaapply. Gayunpaman, ang ilang provinces' "Regulations for Handover and Preventive Tests of Electrical Equipment" ay hindi sapat na nag-eemphasize ang vacuum degree detection, kahit na nag-suggest pa ng "using fracture withstand voltage as a substitute when detection is unfeasible". Ito ay nagdudulot ng theoretical at practical misunderstandings, na nagpapahamak sa management at technical accidents. Inirerekomenda kong gawin ang timely regulation revisions upang mapabuti ang interrupter performance evaluation system at tiyakin ang ligtas na pag-operate ng distribution network equipment.

1.2 Mga Uri ng Faults ng Vacuum Interrupters

Bilang isang participant sa on-site detection, natuklasan na ang mga faults ng vacuum interrupters ay nahahati sa dalawang kategorya:

• Ang explicit faults ay naccharacterize ng shell rupture o bellows damage, na nagiging sanhi ng pagsisipsip ng hangin, pagkawala ng vacuum sa interrupter, at communication sa atmosphere.

• Ang implicit faults ay tumutukoy sa gradual decrease ng vacuum degree. Kahit na ang interrupter ay hindi naccommunicate sa atmosphere, ang internal air pressure ay lumalampas sa allowable value dahil sa manufacturing processes, transportation, installation, o maintenance factors, na nagreresulta sa pagkakabigo ng interrupter na ma-meet ang normal breaking capacity. Ang panganib ng ganitong latent faults ay mas mataas kaysa sa explicit faults. Ang pagbaba ng vacuum degree ay seryosong apektado ang overcurrent breaking capability ng vacuum circuit breaker, maikling buhay ng circuit breaker, at maaaring magdulot ng switch explosion sa ekstremong kaso.

1.3 Limitations Analysis ng Power Frequency Withstand Voltage at Vacuum Degree Testing

Mula sa perspektibo ng on-site practical experience:

• Ang power frequency withstand voltage test ay napakabisa para sa detection ng explicit faults at maaaring qualitatively determine ang status ng interrupter. Gayunpaman, mayroon itong detection blind spot para sa implicit faults: kapag ang vacuum degree ay nasa range ng 1×10⁻²Pa hanggang 1×10⁻³Pa, ang power frequency withstand voltage test ay maaari pa ring lumampas. Sa oras na ito, ang vacuum degree ay naging mas mababa kaysa sa safety threshold ng 1.66×10⁻²Pa, at ang subtle differences ay hindi maaaring makilala.

• Ang vacuum degree tester ay maaaring makamit ang accurate measurement sa range ng 1×10⁻¹Pa hanggang 1×10⁻⁵Pa, na nag-uupgrade ang detection ng interrupters mula sa qualitative analysis hanggang quantitative stage. Ito rin ay maaaring deduce ang service life ng vacuum interrupter batay sa pagbabago ng vacuum degree sa loob ng tiyak na panahon, na nagbibigay ng technical support para sa equipment reliability evaluation. Gayunpaman, mayroon itong limitations sa testing range: kapag lumampas sa 1×10⁻¹Pa hanggang 1×10⁻⁵Pa, ang proportional relationship between the ion current at residual gas density (i.e., vacuum degree) na inirereklamo ng vacuum degree tester ay magbabago, at ang accuracy ng test results ay hindi maaaring tiyakin. Lalo na para sa explicit faults na may complete leakage (communication sa atmosphere), ang test values ay madalas malapit sa normal state, na maaaring magresulta sa misjudgment. Ang rason dito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng gas collision theory: kapag tumaas ang gas pressure, ang molecular density ay tumaas, na nagreresulta sa mas maikling mean free path ng electrons. Kahit na tumaas ang bilang ng collisions, ang insufficient kinetic energy accumulation ng electrons ay nagbabawas ng probability ng gas molecule ionization, na nagreresulta sa misjudge ng instrument ng vacuum degree bilang mabuti.

Batay sa on-site detection practice, dapat bigyang pansin na hindi maaaring i-omit ang power frequency withstand voltage test sa detection. Kailangan lang na ang interrupter ay lumampas sa power frequency withstand voltage test upang matiyak na ang vacuum degree ay nasa effective range ng tester, at ang subsequent vacuum degree test results ay maaaring maging reliable. Dahil dito, dapat na ang vacuum degree test at power frequency withstand voltage test ay magamit sa kombinasyon. Ang dalawang methods na ito ay nagcomplement sa bawat isa, at ang pagdepende lamang sa isa sa mga ito upang makuha ang status ng interrupter ay may limitations.

1.4 Main Circuit Resistance Test

Sa on-site detection, ang DC voltage drop method ay inaadopt para sa main circuit resistance testing, gamit ang tester na may current na hindi bababa sa 100A. Ang resistance values after handover at overhaul ay dapat sumunod sa manufacturer's regulations, at sa panahon ng operation, hindi dapat lampa ng 1.2 times ang factory value. Kapag ang contact wear ng vacuum interrupter ay nagresulta sa poor contact, maaaring matukoy ang problema sa pamamagitan ng circuit resistance testing. Kung ang main circuit resistance ay hindi qualified sa matagal na panahon, maaaring magresulta ito sa overheating ng interrupter, na nagreresulta sa pagbaba ng insulation performance ng related components at maaaring magdulot ng short-circuit explosions.

2 Mga Paraan Upang Mapabuti ang Reliability ng Vacuum Interrupter

• Regular na gawin ang vacuum degree testing (combined with 42kV power frequency withstand voltage test) upang matukoy ang status ng interrupter. Kapag bumaba ang vacuum degree, kailangan palitan ang vacuum bubble (most products require replacing three phases simultaneously if one phase is unqualified), at kumpletuhin ang characteristic tests tulad ng stroke, synchronism, at bounce.

• Formulate detection cycles batay sa preventive test regulations para sa electrical equipment at sa actual conditions ng unit. Tangalin ang frequency ng monitoring sa unang dalawang taon pagkatapos ng commissioning; inirerekomenda ang paggawa ng power frequency withstand voltage at vacuum degree tests sa half a year, 1 year, 1.5 years, at 2 years pagkatapos ng commissioning, pagkatapos ay ayusin ang frequency batay sa operation conditions pagkatapos ng 2 years.

• Maayos na planuhin ang maintenance cycles at inspeksyon ng interrupters kasama ang annual preventive tests. Pagkatapos ng 2,000 normal operations o 10 rated current interruptions, suriin ang lahat ng parts at parameters; kung ang bolts ay hindi loose at ang technical parameters ay sumasang-ayon sa standards, patuloy na gamitin.

• Regular na testin ang contact resistance sa gitna ng dalawang ends ng interrupter at main circuit terminals upang matiyak na hindi ito lampa sa specified value.

• Kapag posible, gawin ang infrared imaging temperature measurement sa conductive circuit sa pamamagitan ng observation hole upang sundin ang temperature trends. Ang unqualified main circuit resistance, poor contact, insulation defects, o insufficient heat dissipation gradient dahil sa unreasonable interrupter design ay maaaring magresulta sa temperature rise sa conductive at insulating components, na nagdudulot ng accidents.

• Ang operation personnel ay regular na magpatrolya sa circuit breaker at magbigay ng pansin kung may discharge sa labas ng vacuum bubble (discharge usually indicates unqualified vacuum degree testing, requiring timely power outage for replacement). Maintenance key points:

• Suriin ang appearance at linisin ang dirt

• Palitan ang vacuum tube kung ang cumulative wear thickness ng moving at static contacts ay lampa ng 3mm

• Regular na suriin at ayusin ang contact opening distance, compression stroke, at three-phase synchronism

3 Mga Conclusion

• Ang power frequency withstand voltage, vacuum degree, at main circuit DC resistance ng vacuum interrupter ay mahalagang indikador para sa characterization ng kanyang performance, na naglalaro ng mahalagang papel sa pagkuha ng leakage trends at estimation ng service life.

• Ang vacuum degree testing at power frequency withstand voltage test ay may bawat isa limitations at kailangan gamitin sa kombinasyon upang accurately diagnose ang interrupter reliability.

• Ang dalawang tests ay hindi maaaring palitan ng bawat isa; ang mga interrupters na nabigo sa tests ay kailangan palitan, at inirerekomenda ang pagrevise ng relevant industry test regulations sa tamang panahon.

• Upang mapabuti ang reliability, dapat simulan ito sa regular na vacuum degree, power frequency withstand voltage, at main circuit resistance tests, palakasin ang technical training para sa operation at maintenance personnel, gawin ang careful patrols, infrared temperature measurement, at scientific detection-maintenance cycle planning upang maiwasan ang explosions at iba pang accidents dahil sa non-electrical misoperations sa panahon ng circuit breaker operation o load switching.