Análise e Procesamento de Defectos nos Interruptores de Circuito LW12-500 Dead Tank

Felix Spark

Campo: Fallo e mantemento

China

Introdución

O interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 é un interruptor de circuito de alta tensión doméstico. A medida que aumenta o tempo de operación, as fallos frecuentes do corpo principal e do mecanismo de operación teñen un impacto significativo na operación segura e estable da rede eléctrica, afectando a fiabilidade do suministro eléctrico e facendo que o custo de manutención do interruptor de circuito aumente anualmente. Dirixido ás defectos e fallos comúns do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500, este artigo propón medidas preventivas e de control correspondentes para eliminar completamente os perigos ocultos do equipo e mellorar o nivel de operación da rede eléctrica.

Visión xeral do equipo

O interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 usa gas SF₆ como medio de aislamento e extinción de arco. O mecanismo de operación adopta presión hidráulica pura, e os compoñentes principais do mecanismo hidráulico son importados de Hitachi. O interruptor de circuito ten unha estrutura de dobre interrupción, con condensadores paralelos instalados nos dous extremos da interrupción principal. Os condensadores paralelos son proporcionados pola compañía Murata de Xapón.

Condicions de servizo do equipo

Aínda hai moitos interruptores de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 en servizo no sistema da Corporación Estatal de Red Eléctrica. Ao final de 2014, había 33 tales interruptores de circuito en operación na Compañía Jibei, dos cales 14 estaban equipados con resistencias de cierre, e o tempo de operación era ≥10 anos.

Situacións de fallo do equipo

En setembro de 2002, ocorreu un fallo de aterramento monofásico na fase B dun interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500. As fases B dos interruptores 5031 e 5032 nunha certa subestación dispararon. A fase B do interruptor 5032 recolocou correctamente, mentres que a fase B do interruptor 5031 non puido recolocar. A través da inspección, descubriuse que debido ao afrouxamento da tuerca de axuste do conmutador de presión, o valor de presión de bloqueo de cierre cambiou, resultando no fallo do interruptor de circuito para recolocar.
De abril a xuño de 2004, durante a manutención normal do equipo e as probas previas, os interruptores de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 5053, 5043 e 5012 nunha certa subestación mostraron o fenómeno de rexeitar abrir durante a operación. A inspección mostrou que o fallo foi causado polo deterioro do óleo hidráulico no mecanismo de operación, que levou a un movemento deficiente do corpo da válvula.
En xuño de 2004, durante a operación, a fase C do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 5052 nunha certa subestación teve un fallo de descarga interna no tanque debido á desprendemento da capa de prateado do cilindro de presión dentro da cámara de extinción de arco.
En xuño de 2005, cando unha certa subestación realizou a operación normal de apertura sen corrente no interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 5043, o pinzo rotatorio do trinco de apertura abaixo do electroimán de apertura do mecanismo de operación da fase B quebrou, provocando que a fase B do interruptor de circuito non se separase. Ao mesmo tempo, a resistencia en serie no circuito de apertura estaba danada e desoldada. Despois da inspección, tras substituír o trinco danado, a bobina de apertura e a resistencia en serie de apertura, o equipo foi posto de novo en operación.
En xuño de 2005, cando a barra 2# dunha certa subestación foi alimentada, a fase C do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 5053 disparou inmediatamente despois do cierre. A inspección descubriu que a deformación do pistón do golpeador fez que a válvula de apertura de primeira etapa non puidese reiniciar, e o interruptor de circuito disparou continuamente. Volviu á normalidade despois de substituír o pistón do golpeador.
En maio de 2006, debido aos fallos de disparo continuos dunha certa liña, a bobina de cierre da fase B do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 5012 queimouse. A inspección mostrou que o fallo foi causado polo atasco do trinco de cierre na fase B, que fez que a bobina de cierre estivese cargada durante moito tempo e provocou a quema.
En xuño de 2007, ocorreu un fallo de descarga interna no tanque da fase B do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12 - 500 5031 nunha certa subestación durante a operación. A razón foi un mal proceso de pintura (cepillado manual) do vástago conductor dentro do embornal. Debido a un cepillado desigual, materiais estranhos como cerdas do pincel adhiríanse ao vástago conductor, e as cerdas do pincel caeron no escudo, provocando que o escudo descargase contra a parede interna do tanque.
En novembro de 2007, durante un fallo na Subestación 3#, o interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12-500 5013 experimentou múltiples fallos de apertura e cierre, levando á escalada do accidente.
En febreiro de 2009, durante unha proba de actuación de protección despois da manutención posterior a un corte de corrente no interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12-500 5012, a fase C non puido cerrar. A inspección revelou que o eixe que conectaba o trinco de cierre e a hebilla no mecanismo era pouco flexible, impidindo que o trinco e a hebilla se liberaran e causando o fallo de cierre da fase.
En xuño de 2009, ocorreu un flashover interno na fase A do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12-500 5021 durante a transmisión de corrente despois dunha gran manutención. O fallo foi atribuído a bordos agudos na ensamblaxe do escudo e a un interior non limpo do tanque.
En marzo de 2012, despois de abrir, a fase A do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12-500 5053 experimentou primeiro un fallo de interrupción, que despois desenvolveuse nun fallo de aterramento. A inspección mostrou que a degradación das placas do condensador paralelo entre as interrupcións causou que o condensador explotara despois do fallo, provocando unha descarga entre o escudo e o tanque.
En xaneiro de 2013, despois de abrir, a fase B do interruptor de circuito SF₆ tipo tanque LW12-500 5043 experimentou novamente un fallo de interrupción, seguido dun fallo de aterramento; o arco de 12 segundos entre as interrupcións na fase A foi eliminado pola protección diferencial de barra antes de desenvolverse nun fallo de aterramento. O fallo tamén foi causado pola degradación das placas do condensador paralelo entre as interrupcións, co fallo e a explosión do condensador provocando unha descarga entre o escudo e o tanque.

Defectos importantes

As unidades producidas inicialmente tiñan unha mala aplicación de pintura aislante no vástago conductor dentro do embornal (proceso de cepillado manual), deixando riscos ocultos de descarga interna de aislamiento debido á adhesión de cerdas do pincel, delaminación e desprendemento da pintura.
A superficie interna do tanque tiña unha mala aplicación de pintura aislante, propensa a delaminación e desprendemento, causando riscos de descarga interna de aislamiento; o escudo de gradiente dentro do tanque tiña unha mala fabricación e montaxe, con bordos agudos e salientes.
A capa de prateado na superficie interna do cilindro de presión da cámara de extinción de arco era propensa a delaminación e desprendemento.
Un alineamento deficiente dos contactos móveis e estáticos ou molas de contacto de baixa calidade causaba fragmentación e desprendemento de dedos de contacto de arco e bocais.
A degradación das placas do condensador paralelo entre as interrupcións supunha riscos de fallo de aislamiento.
Un deseño irrazonable dos sistemas de calefacción e selado do mecanismo causaba alarmas de presión de óleo ultra alta en múltiples interruptores de circuito durante as transicións estacionais.
Fallos frecuentes do mecanismo hidráulico, especialmente altas taxas de deterioro de selos e acumuladores de presión, reducíron a fiabilidade do mecanismo:

Múltiples ocurrencias de "reclosure inmediato despois de abrir" ou "disparo continuo" debido a un mal mecanizado da válvula primaria do mecanismo hidráulico;
Deterioro grave do óleo hidráulico, levando a pressurización frecuente e fuga de óleo;
Falta de resistencia e propensión a fractura/deformación de algúns compoñentes metálicos (por exemplo, trincos) no mecanismo de operación debido a unha mala calidade do material ou do mecanizado;
Problemas de calidade con os acumuladores de presión, causando caídas de presión pre-cargada en múltiples unidades que non cumprían os requisitos de operación despois de unha operación prolongada.

Medidas de reforma

As medidas de manutención implementadas para os interruptores de circuito LW12-500 inclúen:

Substitución do vástago conductor dentro do embornal por un novo tipo con tecnoloxía avanzada de revestimento aislante.
Inspección e manutención interna exhaustiva do tanque: centrada na comprobación da capa de pintura interna, a ensamblaxe do resistor de cierre, a capa de prateado do cilindro de presión (substituída se está delaminada/desprendida) e o axuste de alineación dos contactos móveis/estáticos.
Inspección e manutención do mecanismo de operación: incluíndo sistemas de válvulas, acumuladores de presión, cilindros de traballo, bombas hidráulicas e substitución completa do óleo hidráulico.
Substitución das placas do condensador paralelo das interrupcións por compoñentes de proceso mellorado proporcionados pola compañía Murata de Xapón.

Medidas de mellora suxeridas

Para garantir a seguridade e estabilidade da rede eléctrica, a manutención oportuna dos interruptores de circuito de tipo LW12 é crucial. No entanto, os desafíos no abastecemento de pezas de repuxo e servizos técnicos, agravados polo descontinuación a longo prazo do interruptor e a mala disponibilidade de pezas de repuxo, han dificultado a manutención, con custos de revisión unitarios elevados que se acercan aos de compra de novos interruptores. Considerando a seguridade, a economía e o avance tecnológico, recoméndase a substitución global dos interruptores de circuito SF₆ tipo tanque LW12-500.
Antes da retirada, fortalecer a monitorización e manutención da condición de operación dos interruptores de tipo LW12. Utilizar tecnoloxías avanzadas como a detección de descargas parciais ultrasonicas e a análise cromatográfica de gases SF₆ para avaliar regularmente o estado de aislamento interno baixo voltaxe de operación, acortar os ciclos de detección e seguir oportunamente as tendencias de degradación do aislamento. Isto permite tomar medidas específicas para prevenir fallos súbitos de aislamento interno durante a operación.