LW12-500 Мъртва резервоарна изключвателна пречка Анализ и обработка на дефектите

Въведение

LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач е домакински високонапреден прекъсвач. С увеличаването на времето за работа, честите повреждания на основната част и механизма за управление оказват значително влияние върху безопасната и стабилна работа на електрическата мрежа, засягайки надеждността на доставката на електроенергия и причинявайки годишни увеличения на разходите за поддръжка на прекъсвача. В отговор на общите дефекти и повреждания на LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач, тази статия предлага съответни превантивни и контролни мерки, с цел напълно да се устранят потенциалните опасности и да се подобри нивото на работата на електрическата мрежа.

Общ преглед на оборудването

LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач използва SF₆ газ като изолиращ и угасващ средство. Механизмът за управление използва чисто хидравлическо налягане, а основните компоненти на хидравлическия механизъм са импортирани от Hitachi. Прекъсвачът има двойна конструкция, с паралелни кондензатори, инсталирани на двете краища на основния прекъсвач. Паралелните кондензатори са предоставени от японската компания Murata.

Условия за обслужване на оборудването

В системата на Государствената електрическа корпорация все още има много LW12 - 500 резервоарни типове SF₆ прекъсвачи. До края на 2014 г. в компания Jibei бяха в употреба 33 такива прекъсвача, от които 14 бяха оборудвани с резистори за затваряне, и времето за работа беше ≥10 години.

Ситуации при повреждания на оборудването

• През септември 2002 г., възникна единично фазово повреждение на фаза B на LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач. Фазата B на прекъсвачите 5031 и 5032 в определена подстанция се задействаха. Фазата B на прекъсвач 5032 се възстанови успешно, докато фазата B на прекъсвач 5031 не се възстанови. По време на проверката се установи, че поради ослабяване на регулиращата мута на давленият ключ, стойността на давлението за заключване се промени, което доведе до невъзможността прекъсвачът да се възстанови.

• От април до юни 2004 г., по време на нормалното поддръжка и предварителни тестове, LW12 - 500 резервоарните типове SF₆ прекъсвачи 5053, 5043 и 5012 в определена подстанция показваха явление на отказ при отваряне. Проверката показа, че повреждението беше причинено от влошаване на хидравлическото масло в механизма за управление, което доведе до лошо движение на клапанния корпус.

• През юни 2004 г., по време на работа, фаза C на LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5052 в определена подстанция имаше повреждение на вътрешния разряд в резервоара, поради отделянето на серебърната покривка на цилиндъра на налягане в камера за угасване.

• През юни 2005 г., когато определена подстанция извърши нормална операция за отключване на LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5043, осевата шпилка на задвижващата кука за отваряне под електромагнита за отваряне на фаза B се счупи, което доведе до невъзможността фаза B на прекъсвача да се раздели. Едновременно с това, серията от съпротивления в пътеката за отваряне беше повредена и десолдерирана. След проверка, след замяна на повредената кука, катушка за отваряне и сериен резистор, оборудването беше въведено отново в експлоатация.

• През юни 2005 г., когато втората мрежа на определена подстанция беше подхранена, фаза C на LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5053 се задейства веднага след затваряне. Проверката показа, че деформацията на удариращия вал причини първата ступен на клапана за отваряне да не се възстанови, и прекъсвачът продължи да се задейства. След замяна на удариращия вал, функционирането се възстанови.

• През май 2006 г., поради последователни повреждения на определена линия, катушката за затваряне на фаза B на LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5012 беше изгоряла. Проверката показа, че повреждението беше причинено от закъсняване на куката за затваряне на фаза B, което направи катушката за затваряне да бъде зареждана за дълго време и да се изгори.

• През юли 2007 г., възникна вътрешно разрядно повреждение в резервоара на фаза B на LW12 - 500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5031 в определена подстанция по време на работа. Причината беше лош процес на боядисване (ручно малярство) на проводимия стълб втюлката. От неединомерно малярство, чужди частици като четки се прилепиха към проводимия стълб, и четките паднаха на защитния щит, което доведе до разряд между защитния щит и вътрешната стена на резервоара.

• През ноември 2007 г., по време на повреждение в Подстанция 3#, LW12-500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5013 изпита многократни повреждения при отваряне и затваряне, което доведе до ескалация на аварията.

• През февруари 2009 г., по време на тест за действие на защитата след спиране за поддръжка на LW12-500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5012, фаза C не успя да се затвори. Проверката показа, че оста, свързваща куката за затваряне и копчето в механизма, беше маломаневрен, което попречи на куката и копчето да се освободят и доведе до невъзможността фазата да се затвори.

• През юни 2009 г., вътрешен пробив се появи в фаза A на LW12-500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5021 по време на подхранване след големи ремонти. Повреждението беше приписано на остри краища в защитния щит и нечистота във вътрешността на резервоара.

• През март 2012 г., след отваряне, фаза A на LW12-500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5053 първо изпита пробив на прекъснателя, който после се развива в земно повреждение. Проверката показа, че деградацията на плочките на паралелния кондензатор между прекъснателите причини кондензаторът да се разцепи след пробив, започвайки разряд между защитния щит и резервоара.

• През януари 2013 г., след отваряне, фаза B на LW12-500 резервоарен тип SF₆ прекъсвач 5043 отново изпита пробив на прекъснателя, последван от земно повреждение; 12-секундният дъга между прекъснателите в фаза A беше изчистена от защитата на мрежата преди да се развива в земно повреждение. Повреждението беше също причинено от деградацията на плочките на паралелния кондензатор между прекъснателите, с пробив и разцепване на кондензатора, започвайки разряд между защитния щит и резервоара.

Основни дефекти

• Раннопроизводствените единици имаха лошо приложена изолираща боя на проводимия стълб втюлката (ручна малярска процедура), оставяща скрити опасности за вътрешен изолационен разряд поради прилепналите четки, отдалечаване и отпадане на боята.

• Вътрешната повърхност на резервоара имаше лоша изолационна малярска обработка, склонна към отдалечаване и отпадане, причиняваща рискове за вътрешен изолационен разряд; защитният щит в резервоара имаше лоша обработка и монтаж, с остри краища и издутия.

• Сребърната покривка на вътрешната повърхност на цилиндъра на налягане в камерата за угасване беше склонна към отдалечаване и отпадане.

• Лошо съвпадение на движещите и неподвижни контакти или нискокачествени контактни пружини причиняваха фрагментация и отпадане на контактните пръсти и насадки.

• Деградацията на плочките на паралелния кондензатор между прекъснателите представляваше рискове за изолационен пробив.

• Неразумна конструкция на система за нагреване и герметизация на механизма причиняваше аларми за свръхвисоко масло налягане в множество прекъсвачи по време на сезонни преходи.

• Чести повреждения на хидравлическия механизъм, особено високи повреди на уплътненията и аккумулаторите на налягането, намаляваха надеждността на механизма:

• Множество случаи на "немедлено затваряне след отваряне" или "непрекъснато задействане" поради лоша обработка на първичната клапанна система на хидравлическия механизъм;

• Тежко влошаване на хидравлическото масло, водещо до чести налягане и изтичане на масло;

• Недостатъчна здравина и склонност към разрушаване/деформация на някои метални части (например, куките) в механизма за управление поради лошо качество на материала или обработка;

• Качествени проблеми с аккумулаторите на налягането, причиняващи падане на предварително зареждано налягане в множество единици, които не отговаряха на изискванията за работа след продължителна експлоатация.

Мерки за модернизация

Приложени са следните мерки за поддръжка на LW12-500 прекъсвачи:

• Замяна на проводимия стълб втюлката с нов тип, със съвременна изолационна покривка.

• Пълна вътрешна проверка и поддръжка на резервоара: фокусирани върху проверка на вътрешния слой боя, сборка на резистора за затваряне, сребърната покривка на цилиндъра на налягане (замяна, ако е отдалечена/отпаднала), и коригиране на съвпадението на движещите и неподвижни контакти.

• Проверка и поддръжка на механизма за управление: включва клапанни системи, аккумулатори на налягане, работни цилиндри, хидравлически помпи, и пълна замяна на хидравлическото масло.

• Замяна на плочките на паралелния кондензатор на прекъснателите с компоненти с подобрена технология, предоставени от японската компания Murata.

Предложени мерки за подобрение

• За да се гарантира безопасността и стабилността на електрическата мрежа, своевременната поддръжка на LW12-тип прекъсвачи е критична. Обаче, предизвикателствата в доставката на запасни части и технически услуги – усложнени от прекъснатата производствена серия на прекъсвача и лошата наличност на запасни части – правят поддръжката трудна, с високи разходи за ремонт на отделен единица, приближащи се до цената на покупка на нов прекъсвач. С оглед на безопасността, икономиката и технологичното развитие, препоръчително е цялостна замяна на LW12-500 резервоарен тип SF₆ прекъсвачи.

• Преди изтеглянето, трябва да се усили наблюдението и поддръжката на LW12-тип прекъсвачи. Използване на съвременни технологии като ултразвуково детектиране на частични разряди и газохроматографски анализ на SF₆, за периодична оценка на вътрешното изолационно състояние при рабочо напрежение, съкращаване на циклите на детектиране и своевременно проследяване на тенденции на деградация на изолацията. Това позволява прилагането на насочени мерки, за да се предотвратят внезапни вътрешни изолационни повреждения по време на работа.