Razumijevanje i upravljanje greškama u zagonskim jedinicama s azotnom izolacijom
1. Poteškoće u plinskom sustavu
Najkritičniji tip poteškoće u ekološki prihvatljivim plinom izoliranim kružnim glavnim jedinicama vezan je za plinski sustav, uglavnom uključujući curenje plina i anomalije pritiska. Curenje plina u azotom izoliranim kružnim glavnim jedinicama uglavnom potječe od starenja materijala za sigurnosna zgloba i nedostataka u spajaju. Statistike pokazuju da se približno 65% poteškoća s curenjem plina povezuje sa starenjem O-zgloba, dok 30% uzrokuju nedovoljna spajanja. Curenje plina ne samo što utječe na performanse izolacije, već može dovesti i do sigurnosnih problema u ekstremnim uvjetima. Kada se koncentracija azota poveća, dovodeći do pada razine kisika u okruženju ispod 19,5%, može doći do zadahivanja, predstavljajući pretnju sigurnosti osoblja.
Anomalije pritiska predstavljaju još jednu uobičajenu poteškoću, uglavnom uzrokovane neuspjehom regulacije elektromagnetskog ventila ili propustima sigurnosnih zgloba. Radni pritisak azotom izoliranih kružnih glavnih jedinica obično se održava između 0,12 i 0,13 MPa, s nominalnim apsolutnim pritiskom koji ne prelazi 0,2 MPa. Kada pritisak padne ispod 90% nominalne vrijednosti (oko 0,11 MPa), performanse izolacije sustava značajno opadaju, čime se nužno zahtijeva odmah ispunjavanje ili održavanje. Pod uvjetima visokonaponskih impulsa, dielektrička čvrstoća azota pokazuje "fenomen brijega", gdje je odnos između pritiska i čvrstoće izolacije linearan samo u uniformnim ili blago neuniformnim električnim poljima, čime se kontrola pritiska čini složenijom.
Za rješavanje poteškoća u plinskom sustavu, moderne ekološki prihvatljive kružne glavne jedinice obično su opremljene naprednim sustavima nadzora plina, uključujući senzore pritiska, detektore curenja plina i module za praćenje vlage. Na primjer, bezžična tehnologija senziranja omogućuje višedimenzionalno stvarno vrijeme praćenja temperature, pritiska, curenja i sadržaja vlage unutar plinskog prostora, značajno poboljšavajući sposobnosti upozorenja o poteškoćama. Praktične primjene pokazuju da instalacija takvih sustava nadzora može smanjiti stopu poteškoća s curenjem plina za preko 75% i proširiti ciklus održavanja opreme na 3-5 godina.
2. Poteškoće vezane uz električno polje
Dijelomična raspršivanja i razriješavanja uzrokovana neuniformnim distribucijama električnog polja predstavljaju drugu glavnu kategoriju poteškoća u ekološki prihvatljivim plinom izoliranim kružnim glavnim jedinicama. To se uglavnom događa zbog činjenice da je dielektrička čvrstoća azota samo oko trećine čvrstoće SF₆ plina. U neuniformnim električnim poljima, performanse izolacije azota značajno opadaju, čime se čini sklono pojave raspršivanja.
Specifične manifestacije poteškoća vezanih uz električno polje uključuju raspršivanja na vratilama spojeva, distorziju električnog polja oko flanža i površinske flashovere na izolatorima. Istraživanja pokazuju da maksimalna intenzitet električnog polja na tim mjestima poteškoća može doseći 5,4 kV/mm, daleko premašujući sigurnosne pragove. Na primjer, instalacija štitnih poklopa na vrhovima vratila može smanjiti intenzitet električnog polja na 2,3 kV/mm, značajno smanjujući rizik od raspršivanja.
Uzroci poteškoća vezanih uz električno polje uglavnom uključuju tri faktora: prvo, niska dielektrička čvrstoća azota (oko trećine SF₆), što zahtijeva preciznije dizajniranje električnog polja; drugo, složena interna struktura plinskog prostora, koja lako formira točke koncentracije električnog polja; i treće, kompaktni dizajn ekološki prihvatljivih kružnih glavnih jedinica, koji obično imaju manje međufazne udaljenosti od tradicionalne opreme, pogoršavajući neuniformnost električnog polja. U ekološki prihvatljivim kružnim glavnim jedinicama, zračna udaljenost između vodilaca i faza ili tla obično ne prelazi 125 mm, puno manje od preko 350 mm u SF₆ izoliranim jedinicama, čime se kontrola električnog polja postaje posebno važna.
Rješavanje problema električnog polja zahtijeva optimizaciju dizajna. Usvojavanje izopotencijalnih izolacijskih rukavica i optimizacija oblika spojeva i dizajna flanža putem simulacija električnog polja može smanjiti rizik od dijelomičnog raspršivanja. Također, povećanje radijusa R kutova elektroda i korištenje zaobljenih busbarova za smanjenje koeficijenta neuniformnosti električnog polja također su učinkovite metode. Tijekom proizvodnje, bitno je osigurati da se površinski intenzitet električnog polja živih dijelova i izolatora podudara s standardnim zahtjevima, posebno kontrola dijelomičnog raspršivanja epoksnihrastanih komponenti.
3. Poteškoće uzrokovanje problemima s otopinom
Treća glavna kategorija poteškoća s kojima se suočavaju ekološki prihvatljive plinom izolirane kružne glavne jedinice je pregrejavanje zbog nedostatka otopine. Performanse otopine azota značajno su slabeji od performansi SF₆ plina, karakteristika koja je posebno izražena pod uvjetima radnje s visokim opterećenjem. Kada struja prelazi 2100 A, kapacitet otopine azotom izoliranih kružnih glavnih jedinica postaje nedovoljan, lako dovodeći do starenja materijala izolacije i propusta spojeva.
Specifične manifestacije nedostatka otopine uključuju pregrejavanje spojeva kabela, porast temperature na spojevima busbara i karbonizaciju materijala izolacije. Na primjer, analizirana je teška nesreća s gorećim spojem kabela i utvrđeno je da je uzrokovana kombinacijom loših praksi instalacije i nedostatka otopine. Tijekom dugotrajne operacije, pregrejavanje dovodi do opadanja performansi materijala izolacije, stvarajući grozan ciklus koji konačno rezultira kratkim spojevima ili eksplozijama.
Uzroci problema s otopinom uglavnom uključuju tri aspekta: prvo, termalna provodljivost azota je samo četvrtina onoga SF₆, što rezultira lošom termalnom provodljivošću; drugo, kompaktni dizajn ekološki prihvatljivih kružnih glavnih jedinica ograničava prostor plinskog prostora, ograničavajući prirodnu konvekciju hlađenja; i treće, toplina generirana tijekom radnje s visokim opterećenjem teško se efikasno otapa, dovodeći do lokalnih porasta temperature.
U posljednjih nekoliko godina pojavile su se razne inovativne rješenja za rješavanje problema s otopinom. Radijalne hladne boje mogu smanjiti površinsku temperaturu kružnih glavnih jedinica za 30,9°C tijekom dana, nudeći dobre mehaničke svojstva, otpornost na starenje i koroziju. Razvijeni inteligentni uređaji za hlađenje i sušenje, putem koordiniranog rada ventilatora i sušilica, mogu smanjiti temperature kružnih glavnih jedinica za 40% i vlazu za 58%, efikasno rješavajući probleme s nedostatkom otopine. Također, optimizacija dizajna ventilacije plinskog prostora i korištenje materijala izolacije s visokom termalnom provodljivošću su uobičajene metode poboljšanja.
4. Poteškoće mehaničkih komponenti
Četvrta uobičajena poteškoća u ekološki prihvatljivim plinom izoliranim kružnim glavnim jedinicama je propust mehaničkih komponenti, uglavnom uključujući zaklinavanje mehanizma rada, smanjenje djelomičnih dijelova i starenje sigurnosnih zgloba. Iako zatvoreni dizajn plinskog prostora smanjuje utjecaj vlaznih okruženja na mehaničke komponente, dugotrajno zatvaranje također može dovesti do akumulacije vlage unutra, utječeći na pouzdanost mehanizma rada.
Specifične manifestacije mehaničkih poteškoća uključuju neuspjeh otvaranja ili zatvaranja, zaklinavanje opruge i smanjenje vratilskih šipova. Na primjer, zabilježeno je nekoliko slučajeva zaklinavanja mehanizma rada zbog starenja mehaničkih komponenti, obično povezanih s dugim periodima neaktivnosti ili nedostatkom održavanja. U ekološkoj opremi, mehaničke poteškoće također mogu biti povezane s kompaktnim unutarnjim prostorom plinskog prostora i složenim rasporedom komponenata.
Uzroci mehaničkih poteškoća uglavnom uključuju: prvo, dugotrajno zatvaranje može utjecati na stanje smariva mehanizma rada; drugo, kompaktni dizajn povećava težinu instalacije i kompleksnost održavanja mehaničkih komponenti; i treće, ekološka oprema ima više zahtjeva za mehaničkom čvrstoćom kako bi se odbranila od rizika deformacije plinskog prostora.
Optimizacija strategija smariva ključna je za rješavanje poteškoća mehaničkih komponenti. Preporučuje se korištenje smariva temeljenih na poliurei (poput Kl smariva), koji nude odličnu adaptabilnost na visoke i niske temperature (-40°C do +120°C), otpornost na lukove i dugi vijek trajanja (preko 10 godina). Također, redovito održavanje (na primjer, zamjena smariva svake 3 godine) i izbjegavanje nesaglasnih smariva (poput kalcijevih ili natrijevih smariva) također su važne mjere za sprečavanje mehaničkih poteškoća.
