Boşluk Akı Teli Kontrol ve Bakımının Boşluk Kesicilerinin Güvenilirliğini Artırma Etkisi Analizi

Vakum devre kesiciler dağıtım ağlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Güç tedarik ekipmanlarının temel bileşenleri olan bu devre kesicilerin performansı, hem vakum kesicilerinin yeteneklerine hem de devre kesicilerinin mekanik özelliklerine ( temas açma mesafesi, vuruş, basınç, ortalama kapanma/açma hızı, kapanma sıçrama süresi, açma-kapanma asenkronluğu, çalışma sayıları ve temasların toplam izin verilen aşınması) bağlıdır. Her ikisi de güvenilir işlem için kritiktir. Vakum kesici, devre kesicinin "kalbi" gibidir; yüksek performanslı, güvenilir bir vakum kesici olmadan yüksek güvenilirlikli işlem mümkün değildir. Bu nedenle, kesicilerin düzenli olarak nitel-nicel performans değerlendirmesi aracılığıyla tespiti ve bakımı, güvenli ve istikrarlı devre kesici işlemi için hayati öneme sahiptir.

1 Vakum Kesicilerin Performans Göstergeleri

Bir vakum kesici, hermetik yalıtım sistemi (kabuk), iletken sistem ve ekranlama sisteminden oluşur. Performansı, yalıtım seviyesi (1 dakikalık güç frekans dayanıklılık gerilimi, 1.2/50 darbe dayanıklılık gerilimi), vakum derecesi ve ana devre DC direnci ile karakterize edilir. Bu göstergelerin doğru tespiti ve değerlendirme için kapsamlı test ve analiz gereklidir.

Güç frekans dayanıklılık gerilimi yöntemi genellikle yerinde yalıtım testi için kullanılır. Test teknolojisinin gelişmesiyle birlikte vakum derecesi testi daha fazla uygulanmaktadır. Ancak bazı eyaletlerin "Elektrik Ekipmanları Üretim ve Önleyici Test Yönetmeliği" vakum derecesi tespitini yeterince vurgulamamaktadır, hatta "tespit mümkün olmadığında kırılma dayanıklılık gerilimi ile değiştirilebilir" önerisinde bulunmaktadır. Bu, teorik ve pratik yanlış anlaşılmalar yaratıyor, yönetim ve teknik kazalara yol açabilir. Zamanında yönetmelik revizyonlarını yaparak kesici performans değerlendirme sistemini iyileştirmeyi ve dağıtım ağ ekipmanlarının güvenli işlemesini sağlaymayı öneriyorum.

1.2 Vakum Kesicilerin Arızası Türleri

Yerinde tespit bir katılımcısı olarak, vakum kesicilerin arızalarının iki kategoriye ayrıldığını gözlemledim:

• Açık arızalar, kabuk çöküşü veya zonk hasarı ile karakterize olup, havanın girişi, kesicide vakumun kaybı ve atmosferle iletişim kurmasını sağlar.

• Örtülü arızalar, vakum derecesinin azalması ile karakterize olur. Kesici atmosferle iletişim halinde olmasa da, üretim süreçleri, taşıma, montaj veya bakım faktörleri nedeniyle iç hava basıncı izin verilen değerden yüksektir, bu da kesicinin normal kesme kapasitesini karşılamamasına neden olur. Bu örtülü arızaların tehlikesi açık arızalardan çok daha yüksektir. Vakum derecesinin azalması, vakum devre kesicinin aşırı akım kesme yeteneğini ciddi şekilde etkileyebilir, devre kesicinin ömrünü kısa sürede kısaltabilir ve aşırı durumlarda anahtarı patlamaya neden olabilir.

1.3 Güç Frekans Dayanıklılık Gerilimi ve Vakum Derecesi Testlerinin Sınırlamaları Analizi

Yerinde pratik deneyim açısından:

• Güç frekans dayanıklılık gerilimi testi, açık arızaların tespiti için oldukça etkilidir ve kesicinin durumunu nitel olarak belirleyebilir. Ancak, örtülü arızalar için bir tespit körlüğü vardır: vakum derecesi 1×10⁻²Pa ile 1×10⁻³Pa arasındayken, güç frekans dayanıklılık gerilimi testi hala geçebilir. Bu noktada, vakum derecesi 1.66×10⁻²Pa güvenlik eşiğinin altında olur ve ince farklar ayırt edilemez.

• Vakum derecesi test cihazı, 1×10⁻¹Pa ile 1×10⁻⁵Pa aralığında hassas ölçüm gerçekleştirebilir, kesicilerin tespitini nitel analizden nicel aşamaya yükseltir. Ayrıca, belirli bir süre boyunca vakum derecesindeki değişime dayanarak vakum kesicinin ömrünü çıkarabilir, ekipman güvenilirliği değerlendirme için teknik destek sağlar. Ancak, bu yöntem test aralığındaki sınırlamaları vardır: 1×10⁻¹Pa ile 1×10⁻⁵Pa'nın dışına çıktığında, vakum derecesi test cihazının güvendiği iyon akımı ile kalıntı gaz yoğunluğu (yani vakum derecesi) arasındaki orantı değişir ve test sonuçlarının doğruluğu garanti edilemez. Özellikle tam sızıntı (atmosferle iletişim) olan açık arızalar için, test değerleri genellikle normal durumda olanlara yakın olur, bu da yanlış değerlendirme riskine neden olur. Bunun nedeni, gaz çarpışma teorisiyle açıklanabilir: gaz basıncı arttığında, moleküllerin yoğunluğu artar, elektronların ortalama serbest uçuş uzunluğu azalır. Çarpışma sayısı artsa da, elektronların yetersiz kinetik enerji birikimi, gaz moleküllerinin iyonlaşmasına olanak tanımaz, bu da cihazın vakum derecesini iyi olarak yanlış değerlendirir.

Yerinde tespit uygulamasına dayanarak, tespit sırasında güç frekans dayanıklılık gerilimi testinin atlanamaması gerektiğini özellikle not edilmelidir. Sadece kesicinin güç frekans dayanıklılık gerilimi testinden geçmesi durumunda, vakum derecesinin test cihazının etkin aralığında olduğuna emin olunabilir ve sonraki vakum derecesi test sonuçları güvenilir olabilir. Bu nedenle, vakum derecesi testi ve güç frekans dayanıklılık gerilimi testi birlikte uygulanmalıdır. İki yöntem birbirini tamamlar ve herhangi bir yöntemin tek başına kesicinin durumunu değerlendirmesi sınırlıdır.

1.4 Ana Devre Direnç Testi

Yerinde tespitte, ana devre direnç testi için en az 100A akımına sahip bir test cihazı kullanılarak DC voltaj düşüş yöntemi uygulanır. Teslim ve onarım sonrası direnç değerleri üreticinin belirlediği kurallara uygun olmalıdır ve işlem sırasında fabrika değerinin 1.2 katından fazla olmamalıdır. Vakum kesicinin temas aşınması nedeniyle kötü temas olduğunda, devre direnç testi aracılığıyla sorun tespit edilebilir. Ana devre direnci uzun süre unqualified ise, kesicinin aşırı ısınmasına neden olabilir, ilgili bileşenlerin yalıtım performansının düşmesine ve hatta kısa devre patlamalarına neden olabilir.

2 Vakum Kesicilerin Güvenilirliğini Artırmak için Alınacak Önlemler

• Kesicinin durumunu belirlemek için düzenli olarak vakum derecesi testi (42kV güç frekans dayanıklılık gerilimi testi ile birlikte) yapılmalıdır. Vakum derecesi düştüğünde, vakum balonu değiştirilmelidir (çoğu üründe bir faz unqualified olduğunda üç fazın aynı anda değiştirilmesi gerektiği belirtilmiştir) ve vuruş, eşzamanlılık, sıçrama gibi karakteristik testleri tamamlanmalıdır.

• Tespit döngülerini elektrik ekipmanları önleyici test yönetmeliği ve birliğin gerçek koşullarına göre belirleyin. Komisyondan sonraki ilk iki yıl içinde izleme sıklığını artırın; komisyondan sonraki yarım yıl, 1 yıl, 1.5 yıl ve 2 yıl sonra güç frekans dayanıklılık gerilimi ve vakum derecesi testlerini yapmanız önerilir, 2 yıl sonra operasyon koşullarına göre sıklığı ayarlayın.

• Bakım döngülerini planlı bir şekilde düzenleyin ve yıllık önleyici testlerle birlikte kesicileri kontrol edin. 2.000 normal işlem veya 10 adet nominal akım kesme sonrasında, tüm parçaları ve parametreleri kontrol edin; eğer vidalar gevşek değil ve teknik parametreler standartlara uyuyorsa, kullanımını sürdürün.

• Kesicinin iki ucundaki ve ana devre uçlarının arasında regüler olarak temas direnci testi yaparak, belirlenen değeri aşmamasını sağlayın.

• Koşullar uygun olduğunda, gözlem deliğinden iletken devre üzerinde kızılötesi görüntüleme sıcaklık ölçümü gerçekleştirerek sıcaklık eğilimlerini takip edin. Unqualified ana devre direnci, kötü temas, yalıtım eksiklikleri veya rasyonel olmayan kesici tasarım nedeniyle yetersiz ısı dağılımı, iletken ve yalıtım bileşenlerinde sıcaklık artışına neden olabilir, bu da kazalara yol açabilir.

• Operasyon personeli, devre kesicini düzenli olarak gezmeli ve vakum balonunun dışında yayılım varlığını dikkate almalıdır (yayılım genellikle vakum derecesi testinin unqualified olduğunu gösterir, zamanında güç keserek değiştirilmesi gerekir). Bakım ana noktaları:

• Görünümü kontrol edin ve kirleri silin

• Hareketli ve statik temasların toplam aşınma kalınlığı 3mm'i aşarsa vakum tüpünü değiştirin

• Temas açma mesafesini, sıkıştırma vuruşunu ve üç faz eşzamanlılığını düzenli olarak kontrol edin ve ayarlayın

3 Sonuçlar

• Vakum kesicinin güç frekans dayanıklılık gerilimi, vakum derecesi ve ana devre DC direnci, performansını karakterize etmek için önemli göstergelerdir, sızıntı trendlerini kavramak ve ömrünü tahmin etmek için kilit rol oynar.

• Vakum derecesi testi ve güç frekans dayanıklılık gerilimi testi her biri sınırlamaları vardır ve kesicinin güvenilirliğini doğru tanılamak için birlikte uygulanmalıdır.

• Bu iki test birbirini değiştiremez; testten geçen kesiciler değiştirilmelidir ve ilgili endüstri test yönetmeliğinin zamanında revize edilmesi önerilir.

• Güvenilirliğin artırılması, düzenli vakum derecesi, güç frekans dayanıklılık gerilimi ve ana devre direnci testleri ile başlamalıdır, operasyon ve bakım personelinin teknik eğitimini güçlendirin, dikkatli devriyeler, kızılötesi sıcaklık ölçümü ve bilimsel tespit-bakım döngüsü planlaması ile devre kesicinin işlemi veya yük geçiş sırasında elektriksel olmayan yanlış işlemler nedeniyle patlamalar ve diğer kazaları önlemelidir.