500kV SF₆ tank circuit breaker izolada tirmeŝtaŭfo difekto kaŭzanalizo kaj traktado
Kiel grava komponanto de ĉirkaŭbrekiloj, la izolanta tirstango estas grava izolanta kaj transdonada parto de gaz-insulata ŝaltara ekiparo (GIS). Ĝi devas havi altan fidon en mekanikaj kaj elektraj ecoj. Ĝenerale, izolantaj tirstangoj malofte defektas, sed se defekto okazas, ĝi povas havi seriozajn konsekvencojn por la ĉirkaŭbrekilo.
La 550kV-ĉirkaŭbrekilo en certa elektriccentralo havas ununuran disrompan horizontalan aronĝon, kun modelnumero 550SR-K kaj hidraŭla operaciestro. Ĝi havas rompkapablon de 63kA, nombran voltan valoron de 550kV, nombran korantan valoron de 4000A, nombran rompan koranton de 63kA, nombran fulgorkonduton resistadon al impulso de 1675kV, nombran komutadon resistadon al impulso de 1300kV, kaj nombran frekvencan resistadon al impulso de 740kV. La izolanta stango de la ĉirkaŭbrekilo estas farita el epoksidresinaĵo, kun dikiĝo de 15mm, larĝo de 40mm, kaj denseco de 1.1-1.25g/cm³.
Defekta Proceso
Certa hidroelektriccentralo preparis sin por resendi elektron por sia ĉeftransformilo n-ro 4. La ĉefa elektra konektado de la elektriccentralo estas montrita en Figuro 1. La superkomputilo unue malfermis la 5032-ĉirkaŭbrekilon, poste malfermis la 5031-ĉirkaŭbrekilon. La superkomputilo raportis signalojn kiel "TV Malferma Cirkvito Alarmon" kaj "5031-Ĉirkaŭbrekilo Protektilo Neordinara". Inspektado surloke malkovris, ke ambaŭ protektilo kaj sekurec-kontrolilo de la 5031-ĉirkaŭbrekilo havis TV-malferma cirkvito alarmojn. Inspektado de la superkomputilo malkovris, ke por la tensio-transformiloj en la T-zono de la 5032 kaj 5031-ĉirkaŭbrekiloj, Uab= 0, Uca = 306kV, kaj Ubc = 305kV. Aktuala inspektado surloke montris, ke ambaŭ 5032 kaj 5031-ĉirkaŭbrekiloj estis en malfermita pozicio.
Manteno personaro mezuris la dua-ĉenon tenson de fazo C je 55V kaj tiu de fazoj A kaj B je 0V ĉe la terminala skatolo de la tensio-transformilo en la T-zono de la 5032 kaj 5031-ĉirkaŭbrekiloj. Iniĝe estis judegite, ke estis defekto en fazo C de la 5031-ĉirkaŭbrekilo.
Inspektado Surloke
Post la defekto, la elektriccentralo tuj serĉis la defektpunkton surloke kaj faris analizon de la kaŭzo de la defekto. Ankaŭ kontaktis la provincean regilon por transdoni la 5031-ĉirkaŭbrekilon al mantena stato. Post kiam la personaro de la ĉirkaŭbrekilo-fabrikisto venis al la loko, ili denove kontroliĝis la operaciestron de la 5031-ĉirkaŭbrekilo. Trovis, ke la pozicio de la operacia stango de la mekanismo estis en la normala "malfermita" stato, kaj neniu neordinareco de la mekanismo estis detektita, kiel montrite en Figuro 2. Iniĝe determinis, ke la defekto estis kaŭzita de interna problemo de la ĉirkaŭbrekilo.
Konsiderante, ke la fermiga rezistado de la ĉirkaŭbrekilo estas multe pli malgranda ol la terrezistado, se la efektiva interna stato de la ĉirkaŭbrekilo estas en fermita pozicio, la terrezistado de ĉi tiu ĉirkaŭbrekilo estos signife pli malalta ol tiu de la aliaj du fazoj. La terrezistadoj de la tri-faza 5031-ĉirkaŭbrekilo estis mezuritaj sen malfermi la terisolilojn de ambaŭ flankoj de la ĉirkaŭbrekilo. La mezurresultoj estis jenaj: Fazo A estis 273.3 μΩ, Fazo B estis 245.8 μΩ, kaj Fazo C estis 256.0 μΩ. Neniuj neordinaraj datumoj estis detektitaj por Fazo C.
Post kiam la 5031-ĉirkaŭbrekilo estis metita en mantenan staton, komenciĝis la gaz-rekuperproceso por la 5031C-faza ĉirkaŭbrekilo, kaj prepariĝis por malfermi la kovrojn por inspektado. La supra flanko de la 5031C-faza ĉirkaŭbrekilo estis leviĝinta for. La inspektado montris, ke la moviĝaj kaj statikaj kontaktoj de ĉi tiu ĉirkaŭbrekilo estis en normala malfermita pozicio, la tuta strukturo de la ĉirkaŭbrekilo estis intaktigita, kaj neniuj fremdaj objektoj aŭ ovideblaj elektriĝmarkoj estis trovitaj. Uzante multmetron, la kontaktrezistado inter la moviĝaj kaj statikaj kontaktoj de la ĉirkaŭbrekilo estis mezurita je 0.6 Ω (en normala amplekso), kaj ne estis elektra konektado inter la moviĝaj kaj statikaj kontaktoj kaj la izolanta tirstango, kiel montrite en Figuro 3.
Post leviĝo de la supra flanko kaj la suba akceshelo de la ĉirkaŭbrekilo denove por inspektado, distinga brulodor estis detektita en la gazĉambro. Estis ruĝ-brunaj pulveraj substancoj ĉe la fundo de la gazĉambro kaj ĉe la loko de la funda eksplozio-prezentilo, kiel montrite en Figuro 4.
Manua malrapida fermigo estis farita al la 5031C-faza ĉirkaŭbrekilo. La fermiga operacio estis normala, kaj neniuj neordinaraj fenomenoj estis observitaj. Post la finiĝo de la manua malrapida fermigo, la eksterparto de la ĉirkaŭbrekila korpo estis denove inspektita. Trovis, ke estis du elektriĝmarkoj sur la izolanta tirstango de la ĉirkaŭbrekilo. Unu el ili estis klare krakiĝinta, kiel montrite en Figuro 5. Ankaŭ estis sekotrajnoj sur la surfaco de la izolanta tirstango, kaj tiuj markoj etendiĝis tra la tuta izolanta tirstango.
Post kontrolo de la izolanta tirstango kaj trovo de neniuj novaj elektriĝpunktoj, manua malrapida malfermigo estis farita al la 5031C-faza ĉirkaŭbrekilo. La malfermiga operacio estis normala. Post la finiĝo de la malfermigo, la izolanta tirstango estis denove kontroliĝis, kaj ankoraŭ neniuj novaj elektriĝpunktoj estis trovitaj. Endoskopio estis uzita por kompleta inspektado de la interno de la ĉirkaŭbrekilo, kaj neniuj aliaj neordinaraj fenomenoj estis detektitaj.
Analizo de Defektkauzo
Post forigo de la defekta izolanta tirstango, ĝi estis observita kaj mezurita. La stango longis 570mm, larĝis 40mm, kaj dikiĝis 15mm. Estis du klare elektriĝ-brulaj punktoj sur la tuta izolanta tirstango, situantaj je 182mm kaj 315mm de la fino. Unu el ili havis fendo proksimume 53mm longa. Estis ovideblaj sekotrajnoj sur la surfaco de la tuta izolanta tirstango, kiuj konektis la internajn forkojn ĉe ambaŭ fino de la stango.
La izolado de la defekta izolanta tirstango estis mezurita. Kiam mezurita per multmetro, la izolado inter najbaraj forkoj ĉe la fino estis normala. La izolado inter la du internaj forkoj ĉe ambaŭ fino estis 1.583M&Ω. Kiam mezurita per izolrezistometro, la rezistvaloro estis 643k&Ω (je tensio 1010V), kaj la izolado inter la du eksteraj forkoj ĉe ambaŭ fino estis 1.52T&Ω (je tensio 5259V). Por normala izolanta tirstango, la izolado inter la du internaj forkoj ĉe ambaŭ fino mezurita je tensio 5259V estis pli granda ol 5.26T&Ω.
Surbaze de la supraj kontrolresultoj, oni povas determini, ke la izolado de la izolanta tirstango de la 5031C-faza ĉirkaŭbrekilo estis tranĉita, kaj ĝi montris kondukadon sub relativaj malaltaj tensio kondiĉoj.
Kiam la izolanta tirstango de la 5031C-faza ĉirkaŭbrekilo estis tranĉita por kontrolado, trovis, ke, escepte de la finoj de la stango, kie ne videblaj aerforoj, estis longaj aerforoj laŭ la sekotrajno en la stango, kiel montrite en Figuro 6.
Komuna tranĉo; dua, la materialproporcio aŭ kuraĝtempo de la izolanta tirstango ne konformis al la rilataj postuloj, rezultigante malsamajn izolfortojn de diversaj partoj de la izolanta tirstango. Sub forta elektra kampo, la areoj kun pli malalta izolo estis unue tranĉitaj, kaj poste aliaj malalt-izolaj areoj sekvis, finale konduktante al la tuta tranĉo de la izolanta tirstango.
Traktaj Meroj
Ĝenerala Trakto
Post determinado de la defektkauzo de la 5031C-faza ĉirkaŭbrekilo, la elektriccentralo aranĝis anstataŭigon de la izolanta tirstango de la C-faza ĉirkaŭbrekilo. Post la finiĝo de la anstataŭigo, la gazĉambro estis evakuigita, plenigita per gazo al nombrata premo 0.45MPa, kaj lasita starigi dum 24 horoj. Tiam, rutinaj testoj estis faritaj, inkluzive mezurado de la humidecejo en la gazĉambro, kontrolado de la fermiga rezistado, farado de karaktertestoj, kaj gasfugaspekto. Post la sukceso de la rutinaj testoj, AC-toleradvoltaj kaj partaj elŝarĝtestoj estis faritaj por la 5031-ĉirkaŭbrekilo en ambaŭ malfermita kaj fermita stato. La aldonaĵoj estis reinstalitaj, kaj peto pri resendo de elektron estis sendita.
AC-Toleradvolta kaj Parta Elŝarĝtestoj
La testtensio estis aplikita de la rezerva linio 3E. Antaŭ la testo, la tri-fazaj dua-ĉenoj de ĉiuj fluo-transformiloj (TAs) ĉe ambaŭ flankoj de la 5031-ĉirkaŭbrekilo kaj la 5032-ĉirkaŭbrekilo estis mallong-cirkvitaj kaj terigitaj ĉe la korpo. Ankaŭ, la dua-ĉenoj de ĉiuj TAs ĉe la rezerva linio 3E estis mallong-cirkvitaj kaj terigitaj ĉe la korpo, kaj la tensio-transformiloj en la testzono estis forigitaj. AC-toleradvoltaj kaj partaj elŝarĝtestoj estis respektive faritaj, kiam la 5031-ĉirkaŭbrekilo estis en fermita kaj malfermita stato.
Por la 500kV GIS-equiparo en la elektriccentralo, la plej alta funkciavolta tensio , la faztensio , la fabriktensa testo , kaj la maksimuma tolera tensio surloke , kun daŭro de .
Kiel montrite en Figuro 7, la ordo de la fermiga toleradvolta kaj parta elŝarĝtesto estas jena: La GIS estis vetustigita kaj purigita per tensio dum 5 minutoj, kaj la busilaro estis vetustigita kaj purigita per tensio dum 3 minutoj. La AC-toleradvolta testo tiam estis pligrandigita al kaj daŭrigita dum 60 sekundoj. La tensio tiam rapide malpligrandiĝis al , kaj la parta elŝarĝo de la gazĉambro de la 5031-ĉirkaŭbrekilo estis testita dum 3 minutoj. Post la testo, la tensio rapide malpligrandiĝis al 0kV.
Kiel montrite en Figuro 8, la testproceduro por la malfermita toleradvolta kaj parta elŝarĝmezuro estas jena: La testtensio estis egalmeze pligrandigita al kaj daŭrigita dum 60 sekundoj. Post la finiĝo de la toleradvolta testo, la tensio rapide malpligrandiĝis al , kaj la parta elŝarĝo de la gazĉambro de la 5031-ĉirkaŭbrekilo estis testita. Post la testo, la tensio rapide malpligrandiĝis al 0kV.
Konkludo
La kvalito de la izolantaj tirstangoj de 500kV SF₆ tank-tipo ĉirkaŭbrekiloj estas tre signifa por la sekureco de ĉirkaŭbrekiloj kaj la sekureco de la elektra reto. Equiparofabrikantoj devus ekzerki striktan kvalitkontron. Antaŭ equiparomonto, partaj elŝarĝtestoj devus esti faritaj por izolantaj tirstangoj, kaj materialkontroloj povas esti faritaj per metodoj kiel defektfindado se necese. Post la enmetado de la ĉirkaŭbrekiloj, regulaj vivaj partaj elŝarĝdetektoj devus esti faritaj per metodoj kiel tre alta frekvenco kaj ultrasona testado. Samtempe, offline-partaj elŝarĝvivaj detektoj devus esti kombinitaj kun ĉirkaŭbrekila manteno. Por ĉirkaŭbrekiloj kun abnormaj partaj elŝarĝniveloj, analizo de
