Аналіз дефектів та їх обробка для вимикачів LW12-500 з нерухомою колонною

Вступ

Високовольтовий вимикач LW12 - 500 бакового типу з SF₆ є вітчизняним пристроєм. З постійним збільшенням часу роботи, часті відмови основної частини та механізму управління значно вплинули на безпечне та стабільне функціонування електромережі, погіршивши надійність постачання електроенергії та призводячи до зростання витрат на обслуговування вимикача з року в рік. Спрямовано на типові дефекти та аварії LW12 - 500 бакового типу з SF₆, у цій статті запропоновано відповідні профілактичні та контролюючі заходи, щоб повністю усунути потенційні небезпеки та підвищити рівень функціонування електромережі.

Огляд обладнання

Високовольтовий вимикач LW12 - 500 бакового типу з SF₆ використовує газ SF₆ як ізоляційний та дугозагасний середовище. Механізм управління використовує чисте гіdraulic pressure, а основні компоненти гіdraulic mechanism імпортовані з Hitachi. Вимикач має подвійну конструкцію переривання, з паралельними конденсаторами, встановленими на обох кінцях основного переривання. Паралельні конденсатори поставляються компанією Murata з Японії.

Умови експлуатації обладнання

Багато високовольтових вимикачів LW12 - 500 бакового типу з SF₆ все ще знаходяться в експлуатації в системі Державної мережевої корпорації. На кінець 2014 року в Jibei Company було 33 таких вимикачів, з яких 14 оснащено резисторами закриття, і час експлуатації становив ≥10 років.

Ситуації з відмовами обладнання

• У вересні 2002 року, відбулася однофазова заземлення фази B вимикача LW12 - 500 бакового типу з SF₆. Фаза B вимикачів 5031 та 5032 на одній з підстанцій спрацювали. Фаза B вимикача 5032 успішно перезакрилася, але фаза B вимикача 5031 не змогла перезакритися. Після перевірки було виявлено, що через ослаблення регульовального гайки пристрою контролю тиску, значення тиску блокування закриття змінилося, що призвело до невдалого перезакриття вимикача.

• З квітня по червень 2004 року, під час звичайного технічного обслуговування та перед тестуванням, вимикачі LW12 - 500 бакового типу з SF₆ 5053, 5043 та 5012 на одній з підстанцій показали явище відмови відкритися під час роботи. Перевірка показала, що вада була спричинена виродженням гіdraulic oil в механізмі управління, що призвело до поганого руху корпусу клапана.

• У червні 2004 року, під час роботи, фаза C вимикача LW12 - 500 бакового типу з SF₆ 5052 на одній з підстанцій мала внутрішню випрямлювання в баку через відшарування срібляного покриття в циліндру тиску всередині камери загасання дуги.

• У червні 2005 року, коли одна з підстанцій проводила звичайну операцію відключення вимикача LW12 - 500 бакового типу з SF₆ 5043, осьовий штифт відкриваючого зачепа нижче відкриваючого електромагніту фази B механізму управління зламався, що призвело до того, що фаза B вимикача не відокремилася. Одиначно, серійний опір в цепі відкриття був пошкоджений та відірвався. Після перевірки, після заміни пошкодженого зачепа, відкриваючої катушки та серійного опору відкриття, обладнання було повернено в експлуатацію.

• У червні 2005 року, коли 2# шина однієї з підстанцій була підключена, фаза C вимикача LW12 - 500 бакового типу з SF₆ 5053 відразу ж після закриття відключилась. Перевірка показала, що деформація ударника призвела до того, що перший ступінь відкриваючого клапана не зміг повернутися на місце, і вимикач продовжив відключатися. Після заміни ударника він повернувся до норми.

• У травні 2006 року, через постійні відключення на одній лінії, катушка закриття фази B вимикача LW12 - 500 бакового типу з SF₆ 5012 спалилась. Перевірка показала, що вада була спричинена застряганням зачепа закриття фази B, що призвело до довготривалого заряджання катушки закриття та її спалювання.

• У липні 2007 року, відбулася внутрішня випрямлювання в баку фази B вимикача LW12 - 500 бакового типу з SF₆ 5031 на одній з підстанцій під час роботи. Причина полягала в поганому процесі фарбування (ручне фарбування) провідного валу всередині втулки. Через нерівномірне фарбування, інородні предмети, такі як волосинки кісточки, прилипли до провідного валу, і волосинки кісточки впали на екран, що призвело до випрямлювання екрану до внутрішньої стінки баку.

• У листопаді 2007 року, під час аварії на підстанції №3, вимикач LW12-500 бакового типу з SF₆ 5013 досвідчив багатьох відмов відкриття та закриття, що призвело до посилення аварії.

• У лютому 2009 року, під час тестування дії захисту після відключення електроенергії для обслуговування вимикача LW12-500 бакового типу з SF₆ 5012, фаза C не змогла закритися. Перевірка показала, що вісь, що з'єднує зачеп закриття з зачепом в механізмі, була негнучкою, що призвело до того, що зачепи не могли відкритися, завдаючи невдалого закриття фази.

• У червні 2009 року, після великої ремонту, відбулася внутрішня вибухова випрямлювання фази A вимикача LW12-500 бакового типу з SF₆ 5021 під час передачі електроенергії. Вада була спричинена гострими кутами в екранному модулі та нечистотами всередині баку.

• У березні 2012 року, після відкриття, фаза A вимикача LW12-500 бакового типу з SF₆ 5053 спочатку досвідчала пробій преривача, який потім розвинувся у заземлення. Перевірка показала, що виродження паралельних конденсаторних пластин між преривачами призвело до того, що конденсатор розбився після пробою, що спричинило випрямлювання між екраном та баком.

• У січні 2013 року, після відкриття, фаза B вимикача LW12-500 бакового типу з SF₆ 5043 знову досвідчала пробій преривача, що потім розвинувся у заземлення; 12-секундна дуга між преривачами фази A була усунута захистом різниці потужностей шин, перетворившись на заземлення. Вада була аналогічно спричинена виродженням паралельних конденсаторних пластин між преривачами, з пробою та розбиттям конденсатора, що спричинило випрямлювання між екраном та баком.

Основні дефекти

• Ранні виробничі партії мали поганий процес нанесення ізоляційної фарби на провідний вал всередині втулки (ручний процес фарбування), що залишало потенційні небезпеки внутрішньої ізоляційної випрямлювання через прилипання волосинок кісточки, відшарування та скалування фарби.

• Внутрішня поверхня баку мала поганий процес нанесення ізоляційної фарби, що призводила до відшарування та скалування, створюючи ризики внутрішньої ізоляційної випрямлювання; екран всередині баку мав поганий процес механічної обробки та зборки, з гострими кутами та видатками.

• Срібляне покриття на внутрішній поверхні циліндра тиску камери загасання дуги було скільки до відшарування та скалування.

• Погана вирівнюваність рухомих та нерухомих контактів або низькоякісні пружини контактів призводили до розбиття та відколу пальців дугових контактів та насадок.

• Виродження паралельних конденсаторних пластин між преривачами створювало ризики пробою ізоляції.

• Нерозумний дизайн систем нагріву та герметизації механізму призводив до сигналів тривоги надвисокої тиску масла в багатьох вимикачах під час сезонних переходів.

• Часті відмови гіdraulic mechanism, особливо високі ступені пошкоджень уплотнень та аккумуляторів тиску, зменшили надійність механізму:

• Багато випадків "негайного повторного закриття після відкриття" або "постійного відключення" через погану механічну обробку головного клапана гіdraulic mechanism;

• Серйозне виродження гіdraulic oil, що призводило до частого насищення та витоку масла;

• Недостатня міцність та схильність до розриву/деформації деяких металевих деталей (наприклад, зачеп) в механізмі управління через погану якість матеріалу або механічну обробку;

• Проблеми з якістю аккумуляторів тиску, що призводили до падіння попередньо зарядженого тиску в багатьох одиницях, які не відповідали вимогам експлуатації після тривалого використання.

Міри модернізації

Застосовані міри збереження для вимикачів LW12-500 включають:

• Заміну провідного валу всередині втулки на новий тип з вдосконаленим технологією ізоляційного покриття.

• Тщательну внутрішню перевірку та обслуговування бака: зосередження на перевірці внутрішнього шару фарби, модуля резистора закриття, срібляного покриття циліндра тиску (заміна, якщо відшарувалося/скалувалося), та вирівнювання рухомих/нерухомих контактів.

• Перевірку та обслуговування механізму управління: включаючи системи клапанів, аккумулятори тиску, робочі циліндри, гіdraulic pumps, та повну заміну гіdraulic oil.

• Заміну паралельних конденсаторних пластин між преривачами на компоненти з вдосконаленим процесом, поставлені японською компанією Murata.

Пропоновані міри поліпшення

• Для забезпечення безпеки та стабільності електромережі, своєчасне обслуговування вимикачів LW12-типу є важливим. Однак, проблеми з поставками запчастин та технічними послугами, поєднані з довготривалим припиненням виробництва та недостатньою доступністю запчастин, зробили обслуговування складним, з високими витратами на капітальний ремонт окремої одиниці, що наближаються до вартості покупки нового вимикача. враховуючи безпеку, економічність та технологічний прогрес, рекомендується повна заміна вимикачів LW12-500 бакового типу з SF₆.

• Перед виходом на пенсію, посилено моніторинг та обслуговування стану вимикачів LW12-типу. Використовуйте передові технології, такі як ультразвукове виявлення часткових випрямлювань та газожидкостна хроматографія SF₆, для регулярної оцінки внутрішнього ізоляційного стану при робочому напругу, скорочення циклів виявлення та вчасного відстеження тенденцій виродження ізоляції. Це дозволить приймати цілеві заходи для запобігання раптовим внутрішнім ізоляційним відмовам під час роботи.