Բացահայտելու և ẢNager-ին faults-ը ազոտային պաշտպանող օղակաձև գլխավոր միավորներում
1. Գազային համակարգի դեֆեկտները
Ամենակրիտիկական դեֆեկտը պարունակող շրջանային գլխավոր միավորներում է գազային համակարգի հետ կապված, սակայն գլխավորապես գազի հոսքի և ճնշման անոմալիաների հետ կապված: Նիտրոգեն-պաշարավորված շրջանային գլխավոր միավորներում գազի հոսքը գլխավորապես առաջացնում է պաշարավորման նյութերի վերածվելու և սպայումի գործընթացի սխալների պատճառով: Վիճակագրությունը ցույց է տալիս, որ մոտավորապես 65% գազի հոսքի դեֆեկտները կապված են Օ-օղակների վերածվելու հետ, իսկ 30%-ը սպայի բացակայության պատճառով: Գազի հոսքը ոչ միայն ազդում է պաշարավորման կարգավիճակի վրա, այլև կարող է առաջ առաջ բերել անանվանդ պայմանների դեպքում անվտանգության հարցեր: Երբ նիտրոգենի կոնցենտրացիան ավելանում է և շրջակա միջավայրում օգոս կոնցենտրացիան ներկայացնում է 19.5% ներքև, կարող է հանգեցնել թոքումին, որը կայանալու է անվտանգության հարց հանդիպելու համար անհրաժեշտ է մարդկանց անվտանգության հարց:
Ճնշման անոմալիաները ներկայացնում են մյուս ընդհանուր դեֆեկտ, գլխավորապես սոլենոիդային վալվաների կարգավորման ձեռնարկության կամ պաշարավորման հետ կապված են: Նիտրոգեն-պաշարավորված շրջանային գլխավոր միավորների գործարկող ճնշումը սովորաբար պահպանվում է 0.12-0.13 MPa միջակայքում, իսկ նշված բացարձակ ճնշումը չի գերազանցում 0.2 MPa-ն: Երբ ճնշումը ներկայացնում է նշված արժեքի 90% ներքև (մոտավորապես 0.11 MPa), համակարգի պաշարավորման կարգավիճակը նշանակալիորեն նվազում է, ինչը պահանջում է անմիջապես լրացում կամ հիմնական մշակում: Բարձր լարվածության հարկադիր պայմանների դեպքում նիտրոգենի դիէլեկտրիկ ուժը ցուցադրում է "համար" երևույթ, որտեղ ճնշման և պաշարավորման ուժի հարաբերությունը գծային է միայն համասեռ կամ կարեւոր չհամասեռ էլեկտրական դաշտերում, որը հետևաբար կարող է դարձնել ճնշման կարգավորումը ավելի բարդ:
Գազային համակարգի դեֆեկտները հանդիպելու համար ժամանակակից տիրույթային շրջանային գլխավոր միավորները ընդհանուր առմամբ կարգավորված են առաջադիմ գազային դիտարկման համակարգերով, ներառյալ ճնշումի սենսորներ, գազի հոսքի հայտնաբերիչներ և նման հումակային դիտարկման մոդուլներ: Օրինակ, անկախ սենսորային տեխնոլոգիան lehetővé teszi a hőmérséklet, nyomás, fúrás és nedvesség tartalma szempontjából a gáztartályban való többdimenziós, valós idejű figyelést, jelentősen növelve a hiba-figyelmeztetési képességeket. Gyakorlati alkalmazások szerint ilyen felügyeleti rendszerek telepítése 75%-kal felett is csökkentheti a gázfolyam-hibák gyakoriságát, és 3–5 évig kiterjesztheti a berendezések karbantartási ciklusát.
2. Elektromos mezőkkel kapcsolatos hibák
A részfolyamatok és az összeomlás, amelyek egyenletesen nem osztott elektromos mező eloszlás miatt keletkeznek, a környezetbarát, gáz-elhárító környezetben működő fő egységek második legnagyobb hibatípusát képezik. Ez elsősorban azon tényre vezethető vissza, hogy a nitrogén izoláló ereje csak kb. harmadja az SF₆ gáz erejének. Az egyenletesen nem osztott elektromos mezőkben a nitrogén izoláló teljesítménye jelentősen romlik, ami a folyamodást hozza létre.
Az elektromos mezőkkel kapcsolatos hibák konkrét megjelenései közé tartoznak a csatlakozó csavarkulcsokon történő folyamodás, a flens körül történő elektromos mező torzítás, valamint az izolátorfelületeken történő felületi villámzás. A kutatások szerint ezek a hibahelyeknél a legnagyobb elektromos mező intenzitása elérheti 5.4 kV/mm értéket, ami messze meghaladja a biztonsági küszöböt. Például, ha a csavarfejekre fedőlapokat helyezünk, az elektromos mező intenzitását 2.3 kV/mm-re csökkenthetjük, jelentősen csökkentve a folyamodási kockázatot.
Az elektromos mezőkkel kapcsolatos hibák fő oka három tényezőt tartalmaz: először is, a nitrogén alacsony izoláló ereje (kb. az SF₆ harmada), ami nagyobb precizitást igényel az elektromos mező tervezéséhez; másodszor, a gáztartály bonyolult belső szerkezete, ami könnyen elektromos mező koncentrációs pontokat formálhat; harmadszor, a környezetbarát főegységek kompakt tervezése, amely általában kisebb fázis-közeli távolságot tart fenn, mint a hagyományos berendezések, ami súlyosbítja az elektromos mező egyenlőtlenségét. A környezetbarát főegységeknél a vezetékek és a fázisok vagy a föld közötti levegőtartó általában nem haladja meg a 125 mm-et, ami sokkal kisebb, mint az SF₆-gáz-os főegységeknél, ahol a határérték 350 mm felett van, ami különösen fontos az elektromos mező irányításának.
Az elektromos mező problémák megoldása tervezési optimalizálást igényel. Egyenpotenciálú izoláló rúrok bevezetése és a csatlakozók és flensek alakjának optimalizálása elektromos mező szimulációval segíthet csökkenteni a részfolyamatok kockázatát. Emellett a vizsgáló elektródák sugarának (R szög) növelése és kerek buszok használata is hatékony módszer az elektromos mező egyenlőtlenségi együtthatójának csökkentésére. A gyártás során fontos, hogy a működő részek és az izolátorok felületi elektromos mező ereje megfeleljen a normatív követelményeknek, különös tekintettel az epoxi részecskék részfolyamat-irányítására.
3. Hőtovábbítási problémák okozta hibák
A környezetbarát gáz-elhárító fő egységek harmadik legnagyobb hibatípusa a hőtovábbítás hiányában bekövetkező túlzott hőmérséklet. A nitrogén hőtovábbítási teljesítménye jelentősen gyengébb, mint az SF₆ gázé, különösen magas terhelés esetén. Amikor az áram 2100 A-nál nagyobb, a nitrogén-elhárító fő egységek hőtovábbítási képessége elegendőnek minősül, ami könnyen vezethet izoláló anyagok elöregedéséhez és kapcsolódási hibákhoz.
A hőtovábbítás hiányának konkrét jelei közé tartozik a kábelek csatlakozási pontjainak túlzott melegedése, a buszkapcsolatok hőmérsékletének emelkedése, valamint az izoláló anyagok karbonizációja. Például, egy súlyos kábel-csatlakozási pont égési baleset elemzése során kiderült, hogy a rossz minőségű telepítés és a hőtovábbítás hiánya kombinált hatásának következtében történt. A hosszú távú működés során a túlzott hőmérséklet csökkenti az izoláló anyagok teljesítményét, ami egy rossz környezetet hoz létre, ami végül rövidzárlatokhoz vagy robbanásokhoz vezethet.
A hőtovábbítási problémák fő oka három aspektust tartalmaz: Először is, a nitrogén hővezetési képessége csak az SF₆ negyede, ami rossz hővezetést eredményez; Másodszor, a környezetbarát fő egységek kompakt tervezése korlátozza a gáztartály térét, ami korlátozza a természetes konvekciós hűtést; Harmadszor, a magas terhelés esetén generált hő nehéz hatékonyan elszórani, ami helyi hőmérséklet-emelkedést okoz.
Az utóbbi években számos innovatív megoldás jött létre a hőtovábbítási problémák kezelésére. A sugárzati hűtési borítások napközben 30.9°C-vel csökkenthetik a fő egységek felületi hőmérsékletét, jó mechanikai tulajdonságokkal, öregedés-ellenálló és rost-ellenálló. Fejlesztett intelligens hűtési és páratlanító eszközök, ventilátorok és páratlanítók koordinált működésével 40%-kal csökkenthetik a fő egységek hőmérsékletét és 58%-kal a páratartalmát, hatékonyan kezelve a hőtovábbítás hiányát. Továbbá, a gáztartály szellőztetési tervezésének optimalizálása és a magas hővezetési képességű izoláló anyagok használata gyakori javítási módszerek.
4. Mechanikus alkatrészek hibái
A környezetbarát gáz-elhárító fő egységek negyedik gyakori hibája a mechanikus alkatrészek hibái, amelyek főleg a működési mechanizmus blokkolását, a továbbító részek viseltetését és a záró alkatrészek öregedését tartalmazzák. Bár a gáztartály zárt tervezése csökkenti a nedves környezet hatását a mechanikus alkatrészekre, a hosszú távú zártság belső nedvességgyűjtést is okozhat, ami befolyásolja a működési mechanizmus megbízhatóságát.
A mechanikus hibák konkrét jelei közé tartozik a nyitás vagy bezárás sikertelensége, a rugó blokkolása és a továbbító tengelyek viseltetése. Például, több eset is dokumentált, ahol a működési mechanizmus blokkolása a mechanikus alkatrészek öregedése miatt fordult elő, általában hosszú inaktivitás vagy elégtelen karbantartás következtében. A környezetbarát felszerelésekben a mechanikus hibák kapcsolódnak a gáztartály kompakt belső téréhez és a bonyolult alkatrész elrendezéséhez is.
A mechanikus hibák fő oka három aspektust tartalmaz: Először is, a hosszú távú zártság befolyásolhatja a működési mechanizmus szappanítási állapotát; Másodszor, a kompakt tervezés növeli a mechanikus alkatrészek telepítési nehézségeit és karbantartási összetettségét; Harmadszor, a környezetbarát felszerelések magasabb mechanikai erősségigényekkel rendelkeznek, hogy ellenálljanak a gáztartály deformációs kockázatának.
A mechanikus alkatrészek hibáinak kezelésének kulcsa a szappanítási stratégiák optimalizálása. Javasolt a poliureasz alapú szappanok (pl. Kl szappan) használata, amelyek kiváló hőmérsékleti adaptálási képességgel rendelkeznek (-40°C-től +120°C-ig), íves ellenállással és hosszú élettel (10 év felett). Továbbá, rendszeres karbantartás (pl. szappan cseréje 3 évente) és a nem kompatibilis szappanok (pl. kalcium- vagy nátrium-alapú szappanok) elkerülése is fontos intézkedések a mechanikus hibák megelőzésére.
