Ανάλυση Αποτυχιών και Περιπτώσεις Διάγνωσης Προβλημάτων σε Διανομικούς Μετατροπείς
Αιτίες Αποτυχίας των Διανεμητικών Μετασχηματιστών
Αιτίες Αποτυχίας λόγω Επιβάρυνσης Θερμοκρασίας
Επίδραση στα Χάλυβα Υλικά
Όταν ένας μετασχηματιστής λειτουργεί, αν ο ρεύστης είναι πολύ μεγάλος, προκαλώντας την υπέρβαση της καταναλωτικής φορτίας της χωρητικότητας του μετασχηματιστή, η θερμοκρασία του μετασχηματιστή θα αυξηθεί, οπότε θα μαλακώσει τα χάλυβα υλικά και θα μειώσει σημαντικά τη μηχανική δύναμή τους. Παραδείγματος χάριν, αν το χάλυβα εκτίθεται σε υψηλή θερμοκρασία πάνω από 200 °C για μεγάλο χρονικό διάστημα, η μηχανική δύναμή του θα μειωθεί σημαντικά· αν η θερμοκρασία υπερβαίνει 300 °C για μικρό χρονικό διάστημα, η μηχανική δύναμη θα μειωθεί επίσης απότομα. Για τα αλουμινί, η μακροχρόνια λειτουργική θερμοκρασία πρέπει να ελέγχεται κάτω από 90 °C, ενώ η βραχυπρόθεσμη λειτουργική θερμοκρασία δεν πρέπει να υπερβαίνει 120 °C.
Επίδραση της Κακής Σύνδεσης
Η κακή σύνδεση είναι μια σημαντική αιτία πολλών αποτυχιών διανεμητικού εξοπλισμού, και η θερμοκρασία του επαφής του ηλεκτρικού υλικού έχει μεγάλη επίδραση στην ποιότητα της ηλεκτρικής επαφής. Όταν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, η επιφάνεια του ηλεκτρικού επαφής του υλικού θα οξείδωνε ανάγκαστα, και η αντίσταση επαφής θα αυξηθεί σημαντικά, προκαλώντας την αύξηση της θερμοκρασίας του υλικού και των συστατικών του, και σε σοβαρές περιπτώσεις, οι επαφές μπορεί να συγκολληθούν.
Επίδραση στα Υλικά Επιμέρουσης
Όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος υπερβαίνει το λογικό όριο, τα οργανικά υλικά επιμέρουσης θα γίνουν κριτικά, επιταχύνοντας την διαδικασία γήρανσής τους, οδηγώντας σε σημαντική μείωση των ιδιοτήτων επιμέρουσης, και σε σοβαρές περιπτώσεις, μπορεί να προκύψει ηλεκτρική διάβρωση. Σύμφωνα με μελέτες, για τα υλικά επιμέρουσης της Τάξης A, μέσα στο θερμοκρασιακό όριο, για κάθε αύξηση 8 - 10 °C της θερμοκρασίας, η αποτελεσματική χρήσιμη ζωή του υλικού θα μειωθεί κατά σχεδόν το μισό. Η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και χρήσιμης ζωής είναι γνωστή ως "θερμική γήρανση", η οποία είναι ένα σημαντικό παράγοντας που επηρεάζει την αξιοπιστία των υλικών επιμέρουσης.
Αιτίες Αποτυχίας των Διανεμητικών Μετασχηματιστών λόγω Κακής Σύνδεσης
Αιτίες Αποτυχίας λόγω Οξείδωσης των Προστατικών Στρωμάτων
Για να βελτιώσει την ολοκληρωμένη απόδοση των ηλεκτροδοτικών συστατικών, συχνά χρησιμοποιούνται τεχνολογίες επεξεργασίας επιφάνειας στην επιμηκυνμένη πρακτική για την επεξεργασία των κλειδιώδων επαφών. Παραδείγματος χάριν, για την ηλεκτροδοτική ράβδο ενός μετασχηματιστή, συνήθως δημιουργείται ένα προτεινόμενο μεταλλικό προστατικό στρώμα (όπως χρυσό, αργυρό, ή σύμμικτο χαλκού-ορείχαλκου) στην επιφάνεια λειτουργίας της μέσω της ηλεκτρολυσης. Αυτό το μεταλλουργικό στρώμα συνδέσεως μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις φυσικές και χημικές ιδιότητες της επιφάνειας επαφής.
Πρέπει να σημειωθεί ότι κατά τη μηχανική λειτουργία σε εργασίες συντήρησης ή υπό μακροχρόνια θερμική φορτία, το στρώμα μπορεί να ξεφλεχτεί μερικώς ή να υποστεί οξείδωση και διάβρωση, οδηγώντας σε προβλήματα όπως ανωμαλίες στην αντίσταση επαφής και μείωση της ικανότητας ροής ρεύστη. Στοιχεία από πειράματα δείχνουν ότι όταν η απώλεια πάχους του στρώματος υπερβαίνει το 30%, η σταθερότητα της ηλεκτρικής διαχειρισιμότητας της επιφάνειας επαφής θα εμφανίσει μια εκθετική τάση μείωσης.
Χημική Διάβρωση Λόγω Προσωπικής Σύνδεσης Χαλκού και Αλουμινίου
Σε ένα σύστημα ηλεκτρικής σύνδεσης, η άμεση επαφή μεταξύ χαλκού και αλουμινίου ανώμαλων μετάλλων θα δημιουργήσει μια σημαντική διαφορά ηλεκτροδυναμικού δυναμικού, και η τιμή της μπορεί να φτάσει 0.6 - 0.7 V. Αυτή η διαφορά δυναμικού θα εκτρέψει σοβαρή ηλεκτροχημική διάβρωση. Στην επιμηκυνμένη πρακτική, λόγω μη συμμόρφωσης με τις κατασκευαστικές προδιαγραφές ή λανθασμένης επιλογής υλικών, η άμεση σύνδεση των χαλκού και αλουμινίου συνδυασμένων χωρίς μεταβατική επεξεργασία συμβαίνει συχνά.
Μετά την ενεργοποίηση αυτής της μεθόδου σύνδεσης, θα σχηματίσεται σταδιακά ένα στρώμα οξειδωμένου υλικού στην επιφάνεια επαφής, προκαλώντας μη γραμμική αύξηση της αντίστασης επαφής. Κάτω από την κατανεμημένη λειτουργική θερμοκρασία, η αποτελεσματική χρήσιμη ζωή τέτοιων συνδέσεων είναι συνήθως μικρότερη από 2000 ώρες, και τελικά, θα προκύψουν αποτυχίες λόγω της επιδείνωσης της επιφάνειας επαφής.
Εξαιρετική Θερμοκρασία στις Ηλεκτρικές Επαφές Λόγω Κακής Σύνδεσης
Κατά την πραγματική εγκατάσταση διανεμητικών μετασχηματιστών, συνήθως διατίθενται κλεπτομανικές μετρικές κουτιά στην πλευρά χαμηλής τάσης. Λόγω του περιορισμένου εσωτερικού χώρου του μετρικού κουτιού και μη πρότυπων τεχνικών κατασκευής, συχνά παρουσιάζονται προβλήματα όπως η συστολή συνδέσεων καλωδίων ή η ξεχαστική μηχανική συμπίεση των μπλοκ συνδέσεων. Αυτές οι κακές συνδέσεις θα προκαλέσουν ανωμαλίες στην αντίσταση επαφής, προκαλώντας υπερθέρμανση υπό την επίδραση του ρεύστη φορτίου, και στη συνέχεια, θα προκαλέσουν την αποτυχία της ράβδου χαμηλής τάσης.
Πιο σοβαρά, η συνεχής αύξηση της θερμοκρασίας στο τέλος της πλευράς χαμηλής τάσης θα επιταχύνει την θερμική διαδικασία γήρανσης των υλικών επιμέρουσης, δημιουργώντας κρυμμένα κίνδυνα τοπικής εκτόξευσης. Ταυτόχρονα, η υπερθέρμανση θα προκαλέσει την πυρολύση του λάδιου του μετασχηματιστή, μειώνοντας την ισχύ επιμέρουσης και την απόδοση ψύξης. Στοιχεία από πειράματα δείχνουν ότι όταν η θερμοκρασία του λαδιού συνεχίζει να υπερβαίνει 85 °C, η ηλεκτρική τάση κατάρρευσης θα μειωθεί κατά περίπου 15% - 20% ανά έτος. Αυτή η πολλαπλή επιδείνωση είναι πολύ πιθανό να προκαλέσει αποτυχίες επιμέρουσης κατά την εκτόξευση από κεραυνού ή την εκτόξευση από τροποποίηση, τελικά οδηγώντας στην αποτυχία του μετασχηματιστή.
Αιτίες Αποτυχίας των Διανεμητικών Μετασχηματιστών λόγω Υγρασίας
Η αύξηση της σχετικής υγρασίας του περιβάλλοντος έχει διπλή επίδραση στο σύστημα επιμέρουσης των διανεμητικών εξοπλισμών. Πρώτον, η διαηλεκτρική αντοχή του υγρού αέρα μειώνεται σημαντικά, και η διαηλεκτρική τάση κατάρρευσης είναι αρνητικά συσχετιζόμενη με την υγρασία· δεύτερον, η απορρόφηση μορίων νερού στην επιφάνεια των υλικών επιμέρουσης θα δημιουργήσει ηλεκτροδυναμικές διαδρομές, προκαλώντας μείωση της επιφανειακής αντίστασης. Πιο σοβαρά, όταν η υγρασία διαδίδεται στο εσωτερικό των στερεών υλικών επιμέρουσης ή διαλύεται στο λάδι του μετασχηματιστή, θα προκαλέσει απότομη αύξηση της διαηλεκτρικής απώλειας.
Όταν η περιεχόμενη υγρασία στο λάδι του μετασχηματιστή φτάνει περίπου 100 μL/L, η ηλεκτρική τάση κατάρρευσης συχνότητας τροφοδοσίας θα μειωθεί σε περίπου 12.5% της αρχικής τιμής. Αυτή η επιδείνωση της απόδοσης επιμέρουσης θα αυξήσει σημαντικά την διαρροή ρεύστη του εξοπλισμού. Σε υγρό περιβάλλον, η τοπική εκτόξευση μπορεί να συμβεί ακόμη και υπό την κατανεμημένη λειτουργική τάση. Στοιχεία στατιστικών δείχνουν ότι σε περιβάλλον με σχετική υγρασία πάνω από 85%, η ποσοστώση αποτυχιών των διανεμητικών μετασχηματιστών αυξάνεται 3 - 5 φορές σε σύγκριση με αυτή σε ξηρό περιβάλλον, κυρίως ως αποτέλεσμα της επιμέρουσης κατάρρευσης και των ατυχημάτων επιφανειακής εκτόξευσης.
Αιτίες Αποτυχίας των Διανεμητικών Μετασχηματιστών λόγω Λανθασμένης Εγκατάστασης Αντικεραυνικών
Στο ηλεκτρικό σύστημα, η αξιοπιστία της απόδοσης των συστημάτων προστασίας υπερτάσης επηρεάζει άμεσα την λειτουργική ασφάλεια των μετασχηματιστών. Ως κύρια συστατικά προστασίας, η ποιότητα εγκατάστασης, η λειτουργία και συντήρηση, καθώς και τα προληπτικά τεστ των αντικεραυνικών μεταλλικών οξειδίων (MOA) είναι τα βασικά σημεία για να εξασφαλίσουν την αποτελεσματικότητά τους. Ωστόσο, λόγω μη προτεινόμενων τεχνικών κατασκευής, ανεπαρκής εφαρμογής των διαδικασιών ελέγχου, και της έλλειψης επαγγελματικής γνώσης του προσωπικού λειτουργίας και συντήρησης, η πραγματική προστατική απόδοση των συστημάτων προστασίας συχνά μειώνεται σημαντικά, η οποία είναι μια σημαντική αιτία των αποτυχιών επιμέρουσης των διανεμητικών μετασχηματιστών.
Από την άποψη της λειτουργικής πρακτικής, τα προστατικά συστήματα θα επηρεαστούν από διάφορες περιβαλλοντικές έντασεις κατά την μακροχρόνια λειτουργία. Παράγοντες όπως θερμοκρασιακές κύκλωσεις, μηχανικές δονήσεις και διαβρωτικά μέσα μπορεί να προκαλέσουν την επιδείνωση της συνδεσιμότητας του συστήματος συνδέσεων. Όταν το σύστημα υποστεί κεραυνοπλήξεις, ο αποτυχημένος κύκλος συνδέσεων δεν θα μπορέσει να αποβάλει την ενέργεια υπερτάσης εγκαίρως, προκαλώντας θερμική κατάρρευση του προστατικού συστήματος. Σύμφωνα με τις στατιστικές, μεταξύ των περιπτώσεων αποτυχιών των προστατικών συστημάτων, τα ατυχήματα εκρήξεων λόγω κακής σύνδεσης αντιπροσωπεύουν περισσότερο από 60%, και ο διαδικαστικός διαχωρισμός ενέργειας συνήθως συ
