Анализ дефектов и их устранение для выключателей LW12-500 с неподвижным баком

Введение

Выключатель LW12 - 500 бакового типа с SF₆ является отечественным высоковольтным выключателем. С увеличением времени эксплуатации частые неисправности основного корпуса и привода оказывают значительное влияние на безопасную и стабильную работу электросети, снижая надежность энергоснабжения и вызывая ежегодное повышение затрат на обслуживание выключателя. В данной статье предлагаются соответствующие профилактические и контрольные меры, направленные на устранение общих дефектов и неисправностей выключателя LW12 - 500 бакового типа с SF₆, чтобы полностью ликвидировать скрытые опасности оборудования и повысить уровень работы электросети.

Обзор оборудования

Выключатель LW12 - 500 бакового типа с SF₆ использует газ SF₆ в качестве изоляционной и дугогасящей среды. Привод работает на чисто гидравлическом давлении, а основные компоненты гидравлического привода импортированы из Hitachi. Выключатель имеет двухразрывную конструкцию, с параллельными конденсаторами, установленными на обоих концах главного разрыва. Параллельные конденсаторы поставляются компанией Murata из Японии.

Условия эксплуатации оборудования

В системе Государственной сетевой корпорации все еще находится в эксплуатации множество выключателей LW12 - 500 бакового типа с SF₆. К концу 2014 года в компании Jibei было 33 таких выключателя, 14 из которых были оснащены резисторами для закрытия, и время их эксплуатации составляло ≥10 лет.

Ситуации с отказами оборудования

• В сентябре 2002 года произошла однофазная заземленная неисправность в фазе B выключателя LW12 - 500 бакового типа с SF₆. Фаза B выключателей 5031 и 5032 на одной подстанции отключилась. Фаза B выключателя 5032 успешно переключилась, тогда как фаза B выключателя 5031 не смогла переключиться. Проверка показала, что из-за ослабления регулировочного гайки давления, значение давления блокировки закрытия изменилось, что привело к невозможности переключения выключателя.

• С апреля по июнь 2004 года во время обычного технического обслуживания и предварительных испытаний выключатели LW12 - 500 бакового типа с SF₆ 5053, 5043 и 5012 на одной подстанции демонстрировали явление отказа от открытия. Проверка показала, что неисправность была вызвана ухудшением качества гидравлического масла в приводе, что привело к плохому перемещению клапана.

• В июне 2004 года во время эксплуатации фаза C выключателя LW12 - 500 бакового типа с SF₆ 5052 на одной подстанции имела внутренний разряд в баке из-за отслоения серебряного покрытия цилиндра давления внутри камеры дугогашения.

• В июне 2005 года при выполнении обычной операции отключения питания на выключателе LW12 - 500 бакового типа с SF₆ 5043 на одной подстанции шток пускового устройства отключения ниже электромагнита отключения фазы B сломался, что привело к тому, что фаза B выключателя не отсоединилась. Одновременно был поврежден и отпаялся последовательный резистор в цепи отключения. После проверки, после замены поврежденного пускового устройства, катушки отключения и последовательного резистора, оборудование было введено обратно в эксплуатацию.

• В июне 2005 года, когда на одной подстанции была запитана вторая шина, фаза C выключателя LW12 - 500 бакового типа с SF₆ 5053 сразу же отключилась после закрытия. Проверка показала, что деформация ударного стержня привела к тому, что первый этапный клапан отключения не мог вернуться в исходное положение, и выключатель продолжал отключаться. После замены ударного стержня работа нормализовалась.

• В мае 2006 года из-за непрерывных аварийных отключений на одной линии катушка закрытия фазы B выключателя LW12 - 500 бакового типа с SF₆ 5012 сгорела. Проверка показала, что неисправность была вызвана застреванием защелки закрытия фазы B, что привело к длительному заряду катушки закрытия и ее сгоранию.

• В июле 2007 года произошел внутренний разряд в баке фазы B выключателя LW12 - 500 бакового типа с SF₆ 5031 на одной подстанции во время эксплуатации. Причиной было низкое качество окраски (ручная кисть) проводящего стержня внутри втулки. Из-за неравномерного окрашивания на проводящий стержень прилипли инородные предметы, такие как щетинки кисти, которые затем отвалились на экран, вызвав разряд между экраном и внутренней стенкой бака.

• В ноябре 2007 года во время аварии на подстанции №3 выключатель LW12-500 бакового типа с SF₆ 5013 несколько раз не смог открыться и закрыться, что привело к эскалации аварии.

• В феврале 2009 года во время тестирования защиты после отключения питания для технического обслуживания выключателя LW12-500 бакового типа с SF₆ 5012, фаза C не смогла закрыться. Проверка показала, что ось, соединяющая защелку закрытия и застежку в механизме, была не подвижна, что препятствовало освобождению защелки и застежки, вызывая неспособность фазы закрыться.

• В июне 2009 года во время передачи электроэнергии после капитального ремонта во фазе A выключателя LW12-500 бакового типа с SF₆ 5021 произошло внутреннее пробойное явление. Неисправность была связана с острыми углами в сборке экрана и загрязнением внутренней части бака.

• В марте 2012 года после открытия фаза A выключателя LW12-500 бакового типа с SF₆ 5053 сначала столкнулась с пробоем прерывателя, который затем перешел в заземление. Проверка показала, что деградация пластин параллельного конденсатора между прерывателями привела к взрыву конденсатора после пробоя, вызывая разряд между экраном и баком.

• В январе 2013 года после открытия фаза B выключателя LW12-500 бакового типа с SF₆ 5043 снова столкнулась с пробоем прерывателя, который затем перешел в заземление; 12-секундная дуга между прерывателями в фазе A была устранена защитой шины до того, как она перешла в заземление. Неисправность также была вызвана деградацией пластин параллельного конденсатора между прерывателями, с пробоем и взрывом конденсатора, вызывая разряд между экраном и баком.

Основные дефекты

• На ранних выпусках изделий было плохо нанесено изоляционное покрытие на проводящий стержень внутри втулки (процесс ручной кистью), что создавало скрытую опасность внутреннего изоляционного разряда из-за прилипших щетинок, расслоения и отслаивания покрытия.

• Внутренняя поверхность бака имела плохое качество изоляционного покрытия, склонного к расслоению и отслаиванию, что создавало риск внутреннего изоляционного разряда; внутренний экранирующий элемент бака имел плохую обработку и сборку, с острыми углами и выступами.

• Серебряное покрытие на внутренней поверхности цилиндра давления камеры дугогашения склонно к расслоению и отслаиванию.

• Неправильное выравнивание движущихся и неподвижных контактов или использование низкокачественных контактных пружин приводило к фрагментации и отслоению пальцев дуговых контактов и сопел.

• Деградация пластин параллельного конденсатора между прерывателями создавала риск изоляционного пробоя.

• Нерациональный дизайн системы нагрева и герметизации механизма приводил к сверхвысоким тревогам по давлению масла в нескольких выключателях во время сезонных переходов.

• Частые отказы гидравлического механизма, особенно высокий процент повреждений уплотнений и аккумуляторов давления, снижали надежность механизма:

• Многократные случаи "немедленного повторного закрытия после открытия" или "непрерывного отключения" из-за плохой обработки первичного клапана гидравлического механизма;

• Серьезное ухудшение качества гидравлического масла, приводящее к частым перекачкам и утечкам масла;

• Недостаточная прочность и склонность к разрушению/деформации некоторых металлических деталей (например, защелок) в приводе из-за плохого качества материала или обработки;

• Проблемы с качеством аккумуляторов давления, приводящие к снижению предварительно заряженного давления в нескольких единицах, которые не соответствовали требованиям эксплуатации после длительной работы.

Меры модернизации

Предпринятые меры по обслуживанию выключателей LW12-500 включают:

• Замену проводящего стержня внутри втулки на новый тип с использованием передовой технологии изоляционного покрытия.

• Тщательный внутренний осмотр и обслуживание бака: сосредоточение на проверке внутреннего слоя краски, сборки резистора закрытия, серебряного покрытия цилиндра давления (замене, если оно расслоилось или отслоилось), и выравнивании движущихся и неподвижных контактов.

• Осмотры и обслуживание привода: включая системы клапанов, аккумуляторы давления, рабочие цилиндры, гидравлические насосы и полную замену гидравлического масла.

• Замену пластин параллельного конденсатора прерывателей на компоненты, изготовленные по улучшенной технологии, предоставленные японской компанией Murata.

Рекомендованные меры улучшения

• Для обеспечения безопасности и стабильности электросети своевременное обслуживание выключателей типа LW12 крайне важно. Однако проблемы с поставками запасных частей и техническими услугами, усугубленные длительным прекращением производства и недоступностью запасных частей, делают обслуживание затруднительным, с высокими затратами на капитальный ремонт каждой единицы, приближающимися к стоимости покупки новых выключателей. Учитывая безопасность, экономию и технологическое развитие, рекомендуется полная замена выключателей LW12-500 бакового типа с SF₆.

• Перед выводом из эксплуатации необходимо усилить мониторинг и обслуживание состояния выключателей типа LW12. Используйте передовые технологии, такие как ультразвуковое обнаружение частичных разрядов и хроматографический анализ газа SF₆, для регулярной оценки состояния внутренней изоляции под рабочим напряжением, сокращения циклов обследования и своевременного отслеживания тенденций деградации изоляции. Это позволит принимать целевые меры для предотвращения внезапных отказов внутренней изоляции во время эксплуатации.