Lågspänningsströmförstärkare, som oumbärliga mät- och skyddsinstrument i elkraftsystem, stöter ofta på olika fel när de används tillsammans med andra elfordon på grund av miljöfaktorer, anslutningsproblem och felaktig installation och underhåll. Dessa fel påverkar inte bara det normala driftsättet för elfordon, utan kan också utgöra en risk för personlig säkerhet. Det är därför nödvändigt att få en djup förståelse för feltyper, bedömningsmetoder och förebyggande åtgärder för att säkerställa stabilt och tillförlitligt driftsätt av landsbygdsnät och lågspänningsfördelningsanläggningar.
I. Typiska anslutningsscenarier för lågspänningsströmförstärkare med andra elfordon
Lågspänningsströmförstärkare används huvudsakligen i anslutning med följande utrustning i elkraftsystem, vilket skapar olika användningsscenarier:
Energiavläsningsystem: Anslutna till mätinstrument som strömavläsare och effektavläsare för att exakt mäta elanvändningen hos användare. I landsbygdsnät finns de vanligtvis i lantbrukarnas mätboxar eller på den lågspänningsidan av distributionsomvandlare, ansvariga för att omvandla stora strömmar till standardiserade små strömsignaler på 5A eller 1A för mätning.
Reläskyddsutrustning: Anslutna till skyddsutrustning som brytare, restströmskydd och överbelastningsskydd för att övervaka strömläget i linjen och snabbt avbryta felfströmmar. I landsbygdsdistributionsboxar används de ofta för att övervaka linjeöverbelastning, kortslutning eller läckage.
Automatiseringskontrollsystem: Anslutna till automatiseringsutrustning som PLC:er och RTU:er för fjärrövervakning och -kontroll av driftsättet för elfordon. De är vanliga i små bearbetningsanläggningar, irrigationspumpstationer och liknande platser på landsbygden.
Distributionsomvandlare: Anslutna till utgående ledningar på den lågspänningsidan av omvandlare för att övervaka driftsättet och belastningsförhållandena för omvandlare. De finns vanligtvis på utgående ledningar på den lågspänningsidan av landsbygdsdistributionsomvandlare.
II. Vanliga fel när lågspänningsströmförstärkare används tillsammans med andra elfordon
1. Öppen kretsfel i sekundärkretsen
En öppen krets i sekundärkretsen är ett av de farligaste felen för lågspänningsströmförstärkare, huvudsakligen karakteriserat av:
Fenomenala egenskaper: Indikationen från strömavläsare och effektavläsare blir plötsligt noll eller fluktuerar betydligt; omvandlaren ger ett ovanligt "surr" ljud eller avledningsljud; det finns synbara brännskador vid terminalblocket; strömmätaren slutar rotera eller roterar oregelbundet.
Orsaker till fel: Långor i terminalblocket i sekundärkretsen; trasiga sekundärledningar vid mätarsinstallation; oavsiktlig avkoppling av sekundärkretsen under underhåll; dålig kontakt på grund av oxidation av terminalblocket; mekanisk skada på sekundärledningar som orsakar trasor.
Faror med fel: Vid öppen krets genereras en hög spänning på flera tusen volt på sekundär sidan, vilket hotar operatörs säkerhet; allvarlig mättnad av järnkärnan leder till överhettning, vilket kan bränna isolerande material; skyddsutrustning fungerar felaktigt eller misslyckas med att fungera på grund av signalförlust.
Typisk landsbygdsscenario: I en byområdesomvandlare blev sekundärledningarna i strömförstärkaren i mätboxen lösa vid terminalerna på grund av långvarig vibration. När lantbrukare använde högeffektsapparater, genererades en hög spänning genom en öppen krets i sekundärkretsen, vilket ledde till att mätaren brann ut och skapade brandrisk.
2. Fel vid dålig kontakt
Dålig kontakt är ett av de vanligaste felen när lågspänningsströmförstärkare kopplas till annan utrustning:
Fenomenala egenskaper: Osäker indikation från strömavläsare, ibland närvarande; ovanlig temperaturökning vid omvandlarens terminaler; frekventa felaktiga funktioner av skyddsutrustning; ökade mätningfel; synbar oxidation och svartning vid terminalblocket.
Orsaker till fel: Långor på terminalblockets skruvar; otillräcklig kontaktarea mellan ledningar och terminaler; oxidation eller korrosion av ledningar; åldrande av terminalblocksmaterial; icke-kompatibelt skruvdrag; ökad kontaktresistans accelererad av en fuktig miljö.
Faror med fel: Ökad kontaktresistans leder till lokal överhettning, vilket accelererar isoleringens åldrande; ökade mätningfel påverkar mätningens noggrannhet; skyddsutrustning fungerar felaktigt eller misslyckas med att fungera på grund av oregelbundna signaler; långvarig dålig kontakt kan orsaka kortslutning eller brand.
Typisk landsbygdsscenario: I en mätningsslinga ansluten med 2,5 mm² kuppledar, när kontaktresistansen överstiger 0,65 mΩ, kan terminaltemperaturhöjningen nå mer än 40°C; när kontaktresistansen överstiger 1 mΩ, kan temperaturhöjningen nå mer än 70°C, vilket långt överstiger säkerhetsgränsen.
3. Överbelastnings- och järnkärnmättnadsfel
Överbelastning och järnkärnmättnad är vanliga felformer i landsbygdsnät, huvudsakligen karakteriserade av:
Fenomenala egenskaper: Indikationen från strömavläsaren överstiger den angivna värdet; omvandlarkroppen uppvärms betydligt; skyddsutrustning fungerar felaktigt eller misslyckas med att fungera; ökade mätningfel; ovanliga ljud från järnkärnan.
Orsaker till fel: Stora variationer i belastningen i landsbygdsnät (som peakelkonsumtion under vårfebruari och samtidigt drift av flera vattenpumpar under bevattningssäsongen) gör att omvandlaren arbetar i överbelastningstillstånd under lång tid; felaktig val av omvandlarens noggrannhetsgränsfaktor; kortslutningsström överstiger omvandlarens bärförmåga; nedbrytning av järnkärnmaterialens prestanda; minskad magnetisk permeabilitet på grund av temperaturhöjning.
Faror med fel: Järnkärnmättnad leder till ökade mätningfel, vilket påverkar mätningens noggrannhet; skyddsutrustning fungerar felaktigt eller misslyckas med att fungera på grund av signalförvrängning; minskad isoleringsprestanda hos omvandlaren; långvarig överbelastning kan bränna omvandlaren.
Typisk landsbygdsscenario: Strömförstärkaren på den lågspänningsidan av en landsbygdsdistributionsomvandlare nådde 120% av den angivna strömmen under sommarbevattning, vilket ledde till järnkärnmättnad, mätningfel på 8% och en trefaldig ökning av antalet felaktiga funktioner av skyddsutrustning.
4. Fel vid nedbrytning av isoleringsprestanda
Isoleringsfel är särskilt framträdande i landsbygdsnät, huvudsakligen karakteriserade av:
Fenomenala egenskaper: Minskad isoleringsmotstånd (ska vara ≥1000MΩ under normala förhållanden); partiell avledningsfenomen; yttre avledningsmärken; ökad läckageström; fuktighet eller vattenfläckar på utrustningens yta.
Orsaker till fel: Fuktig landsbygdmiljö och dålig täthet på omvandlaren som leder till vatteninträngning; isoleringsbeskädning orsakad av gnagning av små djur; accelererat isoleringsåldrande på grund av långvarig högtemperaturdrift; minskad isoleringsprestanda på grund av dammackumulation på terminalblocket; isoleringsgenombrott orsakat av blixtöverspänning.
Faror med fel: Minskad isoleringsprestanda leder till läckage eller kortslutning; felaktig funktion av skyddsutrustning; ökade mätningfel; och kan till och med orsaka brand i allvarliga fall.
Typisk landsbygdsscenario: I södra landsbygdsområden hålls fuktigheten över 80% hela året. Isoleringsmotståndet hos omvandlare utan fukttskydd kan sjunka från det initiala värdet 2000MΩ till under 500MΩ inom 2-3 år.
III. Bedömningsmetoder för vanliga fel
1. Bedömning av öppen kretsfel i sekundärkretsen
Mätarobservationsmetod: Kontrollera om indikationen från anslutna strömavläsare och effektavläsare plötsligt blir noll eller fluktuerar betydligt; om strömmätaren slutar rotera eller roterar oregelbundet.
Ljudidentifieringsmetod: Närma dig omvandlarkroppen och lyssna efter ovanliga "surr" eller avledningsljud; ljudet bör vara litet och jämnt under normal drift.
Temperaturdetektionsmetod: Använd en infraröd termometer för att mäta temperaturen på omvandlarkroppen, som ska vara ≤40°C under normala förhållanden; den kan nå över 60°C vid öppen krets.
Impedanstestmetod: Använd ett specialinstrument för att mäta impedansen i sekundärkretsen. Impedansvinkeln är oberoende av frekvens vid normal anslutning; impedansen ökar betydligt (>10000Ω) vid öppen krets.
Landsbygdsscenario bedömningsfärdighet: I lågspänningsmätboxar på landsbygden, om det upptäcks att elektricitetsmätaren plötsligt slutar fungera medan lantbrukarnas elanvändning är normal, bör sekundärkretsen i strömförstärkaren misstänkas för öppen krets.
2. Bedömning av fel vid dålig kontakt
Kretsresistanstestmetod: Använd en mikroohmmeter för att mäta sekundärkretsresistansen, som ska vara ≤0,65mΩ under normala förhållanden; resistansen kan överstiga 1mΩ vid dålig kontakt.
Temperaturhöjningsövervakningsmetod: Använd en infraröd termometer för att övervaka temperaturhöjningen på terminalblocket, som ska vara ≤15°C under normala förhållanden; temperaturhöjningen kan överstiga 30°C vid dålig kontakt.
Vibrationsdetektionsmetod: Använd en vibrationsensor för att detektera ovanliga vibrationer. Vid dålig kontakt kan vibrationsamplituden överstiga 2g och varar mer än 10 sekunder.
Belastningstestmetod: Anslut en standardbelastning till sekundärkretsen i omvandlaren och observera om utgångsströmmen är stabil; strömmen kan fluktuerat vid dålig kontakt.
Landsbygdsscenario bedömningsfärdighet: I mätboxar efter centraliserad läsningsomvandling i landsbygdsnät, om det upptäcks att mätningen av en viss hushålls elektricitetsmätare är oregelbunden medan mätningen av andra hushåll är normal, bör fokus ligga på att kontrollera anslutningsstatusen för sekundärkretsen i strömförstärkaren för det hushållet.
3. Bedömning av överbelastnings- och järnkärnmättnadsfel
Strömmonitoringmetod: Kontrollera om den faktiska belastningsströmmen på primär sidan överstiger det angivna värdet; speciell uppmärksamhet bör ägnas åt perioder med peakelkonsumtion i landsbygdsnät, som vårfebruari och bevattningssäsongen.
Feltestmetod: Använd en omvandlarjusterare för att testa kvotfel och fasfel, som ska uppfylla kraven på noggrannhetsklass under normala förhållanden; fel kan öka betydligt under överbelastning eller mättnad.
Spänningskarakteristikstest: Mät sekundärspänningen vid olika strömmar och rita upp spänningskarakteristikkurvan; lutningen på kurvan kommer att ändras betydligt vid järnkärnmättnad.
Ljudidentifieringsmetod: Järnkärnan kan ge ovanliga ljud vid mättnad; ljudet bör vara litet och jämnt under normal drift.
Landsbygdsscenario bedömningsfärdighet: På den lågspänningsidan av landsbygdsdistributionsomvandlare, om det upptäcks att skyddsutrustning ofta fungerar felaktigt när flera högeffektsapparater används samtidigt, bör strömförstärkaren misstänkas för överbelastning eller järnkärnmättnad.
4. Bedömning av fel vid nedbrytning av isoleringsprestanda
Isoleringstesteringsmetod: Använd en 2500V megaohmmeter för att mäta isoleringsmotståndet mellan primär och sekundär, sekundär till mark och primär till mark; det ska vara ≥1000MΩ under normala förhållanden.
Partiell avledningstestmetod: Använd en partiell avledningstesterare för att detektera intern avledning i omvandlaren; avledningsmängden ökar vid nedbrytning av isoleringsprestanda.
Visuell inspektion: Kontrollera om det finns vattenfläckar, smuts eller skador på omvandlarens yta; om det finns dammackumulation eller tecken på gnagning av små djur på terminalblocket.
Fuktighetsdetektionsmetod: Använd en hygrometer för att detektera fuktigheten i omvandlarens installationsmiljö; en fuktig miljö i landsbygdsområden kan leda till nedbrytning av isoleringsprestanda.
Landsbygdsscenario bedömningsfärdighet: I södra landsbygdsområden, om det upptäcks att isoleringsmotståndet för omvandlaren har minskat betydligt, bör fokus ligga på att kontrollera om täthetsstrukturen är intakt och om miljöfuktigheten är för hög.
IV. Lösningar på vanliga fel
1. Hantering av öppen kretsfel i sekundärkretsen
Nödhjälp: Efter upptäckt av öppen kretsfel, avaktivera de relevanta skyddsutrustningarna omedelbart; använd isolerande verktyg för att kortsluta sekundär sidan vid terminalerna nära omvandlaren; om det finns gnistor vid kortslutning, indikerar det att felet ligger i kretsen under kortslutningspunkten; om det inte finns gnistor vid kortslutning, kan felet ligga i kretsen före kortslutningspunkten.
Långsiktiga lösningar: Ersätt sekundärkretsens terminaler med tillförlitliga kvalitetsprodukter; använd guldpläterade eller tinpläterade terminalmaterial för att minska oxidation; installera lossningsfria gummiringar eller klipplock för att förhindra vibrationinducerad lossning; regelbundet kontrollera anslutningsstatusen för sekundärkretsen.
Landsbygdsscenario hanteringsförslag: I lågspänningsmätboxar på landsbygden kan kortslutningsutrustningar installeras för att automatiskt kortsluta vid upptäckt av öppen krets; regelbundna inspektioner bör utföras av elektriker, särskilt innan perioder med peakelkonsumtion.
2. Hantering av fel vid dålig kontakt
Underhållsåtgärder: Använd en momentnyckel för att skruva fast terminalskruvar enligt specifikationer (som 0,8-1,2Nm för M4-skruvar); rengör regelbundet oxideringslag på terminaler; applicera ledningspasta på terminalers kontaktytan; inspektera och ersätt åldrade eller skadade terminalblock.
Preventiva åtgärder: Installera fuktbevarande värmelement vid terminalblockanslutningar (startar automatiskt när fuktigheten >60% RH); använd G4-graderade filterväv för att blockera damm (bytas var 6:e månad); använd mätboxar med IP65-skyddsnivå; regelbundet inspektera och underhålla terminalblock.
Landsbygdsscenario hanteringsförslag: I mätboxar i landsbygdsnät kan guldpläterade eller tinpläterade terminalmaterial användas; chockabsorberande terminalblock kan användas; terminalanslutningsstatus bör kontrolleras en gång per kvartal; inspektionsfrekvensen bör ökas under fuktiga säsonger.
3. Hantering av överbelastnings- och järnkärnmättnadsfel
Skyddskonfiguration: Välj omvandlare med lämpliga transformationsförhållanden enligt den faktiska linjebelastningen; skyddsströmförstärkare bör välja lämpliga noggrannhetsgränsvärden (som 10P15 kan stå ut 15 gånger den angivna strömmen); konfigurera restströmbrytare som matchar trådkorssektionens area vid ingång (som 2,5 mm² kopparledningar med C20A-skydd).
Valsförslag: Välj omvandlare med en angiven sekundärström på 1A eller 5A enligt linjelängd och belastningsförhållanden; 1A-omvandlare är lämpliga för långdistansmätning; i landsbygdsnät kan järnkärnmaterial med god motståndskraft mot mättnad (som permalloy) väljas.
Landsbygdsscenario hanteringsförslag: Vid ingång till lantbrukarnas hem, välj lämpliga skyddsutrustningar enligt trådkorssektion (som 1,5 mm² kopparledningar med C10A, 2,5 mm² med C20A, 4 mm² med C25A); på den lågspänningsidan av distributionsomvandlare, reservera tillräcklig omvandlarkapacitet enligt belastningsförhållanden; använd intelligenta övervakningsenheter för att övervaka omvandlarens driftsätt i realtid.
4. Hantering av fel vid nedbrytning av isoleringsprestanda
Underhållsåtgärder: Kontrollera regelbundet om omvandlarens täthetsstruktur är intakt; använd silikonkautschukstätning för att förbättra tätheten; installera fuktbevarande värmelement i mätboxar; rengör smuts på omvandlarens yta.
Preventiva åtgärder: Välj mätboxar med IP65-skyddsnivå; använd flammskyddade ABS-material för skal; använd fuktbevarande kablageledder vid terminalblock; genomför regelbundna isoleringsmotståndstester.
Landsbygdsscenario hanteringsförslag: I södra landsbygdsområden kan epoxihartsinjekterade omvandlare användas; installera temperatur- och fuktighetsövervakningsenheter i mätboxar; kontrollera och ersätt åldrade tätningsmaterial regelbundet; installera blixtavledare i blixtprone regioner.
