Jakie są możliwe przyczyny awarii wyłączników wysokiego napięcia?

Wysokie-napięciowe wyłączniki rozłączające są szeroko stosowane w elektrowniach cieplnych i stanowią jedno z ważnych urządzeń zapewniających stabilne działanie systemu energetycznego w elektrowniach cieplnych. Składają się głównie z elementów kontaktowych ruchomych i nieruchomych, podstaw wyłączników, mechanizmów przekazywania, mechanizmów napędowych, izolatorów ceramicznych oraz podstaw izolatorów ceramicznych. W trakcie konserwacji sprzętu elektrycznego, wysokie-napięciowe wyłączniki rozłączające mogą odłączyć sprzęt elektryczny od sieci energetycznej, aby zapewnić bezpieczeństwo personelu serwisowego i sprzętu. Ponadto, wyłączniki rozłączające umożliwiają wzajemne przełączanie szyn głównych w układzie podwójnej szyny głównej, co spełnia wymagania dotyczące warunków pracy.

W rzeczywistej praktyce, ze względu na skomplikowane warunki pracy w elektrowniach cieplnych oraz wpływ czynników takich jak niewłaściwa obsługa i konserwacja przez personel, wysokie-napięciowe wyłączniki rozłączające mogą ulegać awariom, takim jak nadmierna temperatura i niekompletne otwieranie i zamykanie, co wpływa na prawidłowe działanie systemu produkcyjnego w elektrowni cieplnej. Dlatego podsumowanie typowych awarii i metod rozwiązywania problemów związanych z wysokonapięciowymi wyłącznikami rozłączającymi ma duże znaczenie dla zapewnienia prawidłowego działania systemu produkcyjnego w elektrowni cieplnej.

Tło badawcze dotyczące awarii i przyczyn wysokonapięciowych wyłączników rozłączających

Nadmierna temperatura wyłączników rozłączających

Nadmierna temperatura jest jedną z powszechnych awarii wyłączników rozłączających. Główne przyczyny nadmiernej temperatury wyłączników rozłączających obejmują korozję elementów, starzenie, przeciążenie wyłącznika lub luźne powierzchnie kontaktowe, utlenienie kontaktów, luz sprężyn ciśnieniowych itp. Powszechnie używanym materiałem do produkcji wyłączników rozłączających jest ocynkowana stalowa szpindel, która może ulec rdzeniu po długotrwałym narażeniu na skomplikowane warunki panujące w elektrowni, co prowadzi do złego kontaktu między elementami kontaktowymi ruchomymi i nieruchomymi. Elementy kontaktowe ruchome i nieruchome mogą być łatwo korodowane przez parę wodną i gazy chemiczne w powietrzu, co prowadzi do formowania się warstwy tlenku, co zwiększa opór kontaktowy. Sprężyny ciśnieniowe kontaktów wyłączników rozłączających również mogą ulec starzeniu i luzowi w wyniku długotrwałej eksploatacji, a siła nacisku jest niewystarczająca, co prowadzi do złego kontaktu, zwiększonego oporu kontaktowego i nadmiernej temperatury wyłącznika rozłączającego.

Niekompletne otwieranie i zamykanie

Główne przyczyny niekompletnej operacji otwierania i zamykania wyłącznika rozłączającego to zepsucie smaru w części obrotowej wyłącznika rozłączającego, luźne śruby, deformacja wału napędowego pomocniczego wyłącznika oraz zmniejszenie przebiegu mechanizmu spowodowane korozją elementów wewnętrznych skrzynki mechanizmu itp. W skomplikowanym środowisku elektrowni cieplnej, wysoka temperatura, erozja itp. mogą spowodować zepsucie smaru w częściach obrotowych wyłącznika rozłączającego, a kurz wpadający do smaru może łatwo przeszkodzić w ruchu mechanizmu wyłącznika, co prowadzi do niekompletnej operacji otwierania i zamykania wyłącznika lub dużemu oporowi przy otwieraniu i zamykaniu.

W procesie rzeczywistej eksploatacji, ze względu na zmiany temperatury i obciążenia, długotrwałe termiczne rozszerzanie i kurczenie się może powodować luz śrub. Deformacja wału napędowego pomocniczego wyłącznika może prowadzić do niestabilnej zmiany stanu, co sprawia, że wyłącznik rozłączający odcina zasilanie przed osiągnięciem pozycji otwierania lub zamykania, co prowadzi do niekompletnej operacji otwierania i zamykania wyłącznika. Ponadto, niewłaściwe dostosowanie urządzenia pozycjonującego otwierania i zamykania, niewłaściwe dostosowanie przełącznika granicznego, słabe zaangażowanie trybu motora napędowego, luźne lub silnie zużyte tryby itp. mogą również prowadzić do niekompletnej operacji otwierania i zamykania wyłącznika rozłączającego.

Odmowa otwierania i zamykania

Niekompletne otwarcie noża ziemnego spowoduje, że zamek mechaniczny zablokuje działanie zamykania wyłącznika rozłączającego, co uniemożliwi zamknięcie wyłącznika. W wilgotnym i deszczowym środowisku, łożyska w skrzynce mechanizmu mogą ulec rdzeniu, co zwiększy opór przy otwieraniu i zamykaniu. Jeśli rdzenie stanie się bardziej nasilone, opór będzie jeszcze większy, co prowadzi do odmowy otwierania i zamykania wyłącznika. Ponadto, deformacja zamka mechanicznego lub niewłaściwa pozycja montażu po konserwacji może również prowadzić do odmowy otwierania i zamykania wyłącznika rozłączającego.

Trójfazowa asynchroniczność przy otwieraniu i zamykaniu

Główną przyczyną jest rdzenie lub niewystarczające napięcie sprężyny równowagi noża wyłącznika w przewodzącej rurze, co zwiększa opór działania noża i prowadzi do trójfazowej asynchroniczności. W rzeczywistej praktyce, jeśli dopasowanie luki pewnej części w jednej z faz jest duże, a zaangażowanie trybów jest słabe, może wystąpić trójfazowa asynchroniczność.

Pęknięcie izolatora ceramicznego

Przyczyny pękania izolatora ceramicznego to defekty jakościowe, długotrwałe starzenie, korozja oraz niewystarczająca konserwacja itp. Niektóre izolatory ceramiczne mają defekty jakościowe w procesie produkcji, a prace przyjmujące po montażu nie są szczegółowe, co prowadzi do łatwego pękania izolatora ceramicznego. Ponadto, w normalnym procesie konserwacji, personel nie wykonuje konserwacji odpowiednio, a oleista zanieczyszczenie na powierzchni izolatora ceramicznego prowadzi do braku możliwości szybkiego wykrycia drobnych pęknięć izolatora. Ponadto, starzenie izolatora ceramicznego i korozja powierzchni mogą prowadzić do zmniejszenia wytrzymałości izolatora, a jeśli nie zostanie on zastąpiony w czasie, pękną. Ponadto, niewłaściwa instalacja elementów wyłącznika prowadzi do nierównomiernego obciążenia izolatora ceramicznego, co powoduje, że jest on podatny na pęknięcia.

Kontrstrategie dla awarii wysokonapięciowych wyłączników rozłączających
Obsługa nadmiernej temperatury

W praktyce, wybierz wyłączniki rozłączające o dobrym odporności cieplnej, synchronicznym otwieraniu/zamykaniu, wysokiej wytrzymałości mechanicznej i izolacyjnej. Upewnij się, że punkty rozłączenia są widoczne, aby potwierdzić izolację od sieci, z odległością izolacyjną spełniającą wymagania operacyjne, oraz mechanizmy zabezpieczające dla wyłączników z nożami ziemnymi. W przypadku awarii nadmiernej temperatury, sprawdź kontakty na obecność utlenienia – lekko wypoleruj lekkie utlenienie, wyczyść alkoholem i naślij wazelinę po wysuszeniu. Dla powierzchni zardzewiałych, wyrównaj defekty i dostosuj kontakty do właściwego umieszczenia. Wyczyść oleiste kontakty benzyną, zastąp uszkodzone sprężyny ciśnieniowe i kontakty. Dostosuj niewłaściwie ustawione kontakty ruchome lub niewystarczającą głębokość włożenia, a luźne śruby zacisz z kluczami momentowymi do określonych wartości.

Obsługa niekompletnej operacji przepustowej

Regularnie zastępuj smary w mechanizmie, rozmontowując komponenty do dokładnej czyszczenia przed dodaniem nowego smaru. Sprawdź wały napędowe na obecność deformacji, wyrównaj i ponownie zainstaluj te, które są deformowane. Sprawdź urządzenia pozycjonujące otwieranie/zamykanie – napraw i zresetuj te, które są deformowane, lub usuń i ponownie zafiksuj, jeśli są one całe. W przypadku zwiększonego oporu spowodowanego korozją w skrzynce mechanizmu, otwórz skrzynkę, wyczyść komponenty, ponownie naślij smar i zastąp silnie zardzewiałe części. Usuń rdzę z sprężyn zwrotnych, naślij obróbkę antykorozyjną i zastąp zestarzałe sprężyny. Napraw deformowane lub luźne komponenty zabezpieczające, a luźne części zacisz. Sprawdź tryby/wirówki motora napędowego na obecność luzu lub zużycia, zacisz lub zastąp, jeśli jest to konieczne.

Obsługa odmowy przepustowej

Gdy wyłącznik odmawia otwierania/zamykania, jeśli kontaktor nie działa, sprawdź zasilanie i bezpieczniki. Jeśli kontaktor działa, sprawdź napięcie wyjściowe – jeśli jest normalne, sprawdź kontakty; jeśli jest nieprawidłowe, śledź problemy do motora napędowego lub kabli. Sprawdź zabezpieczenia mechaniczne, skrzynkę mechanizmu i system przekazu na obecność rdzy, luzu lub oderwania; upewnij się, że noże ziemne są całkowicie otwarte. W przypadku zakłóceń spowodowanych słabym smarem, dodaj/zastąp smar i operuj wielokrotnie. Poleruj lub zastąp zardzewiałe części mechanizmu napędowego. Napraw deformowane zabezpieczenia mechaniczne lub zainstaluj je w poprawnej pozycji.

Obsługa trójfazowej asynchroniczności

Podczas sterowania elektrycznego, obserwuj opóźnione fazy. Nagłe przyspieszenie/zatrzymanie wskazuje na zbyt duży opór – odłącz zasilanie, zlokalizuj i usuń punkt oporu. Równomierny wolny ruch wskazuje na problemy z zaangażowaniem trybów, co wymaga dostosowania lub wymiany. Zastąp sprężyny równowagi o niewystarczającym napięciu.

Zapobieganie pękania izolatorów ceramicznych

Wybierz certyfikowane izolatory ceramiczne i standaryzuj konserwację, aby uniknąć pękania spowodowanego montażem. Regularnie czyść powierzchnie, aby usunąć kurz i oleisty nalot, sprawdzaj na obecność utraty glazurowania, pęknięć, deformacji podstawy lub rdzy; sprawdź szpindel i podkładki. Testuj opór izolacyjny i używaj technologii ultradźwiękowej do wykrywania wewnętrznych defektów, zastępując pęknięte lub silnie uszkodzone przez przepusty izolatory.

Podsumowanie

Wysokie-napięciowe wyłączniki rozłączające są kluczowe dla ochrony sprzętu energetycznego i personelu w elektrowniach cieplnych. Elektrownie powinny ustalić rygorystyczne protokoły konserwacji, definiując cykle i zadania przeglądów, oraz egzekwować standardowe procedury operacyjne, aby wyeliminować ukryte zagrożenia. To zwiększa niezawodność sprzętu, redukuje awarie operacyjne i zwiększa efektywność ekonomiczną, minimalizując przerwy w generowaniu energii.