Oorsaak- en voorkoming van ontladingsbeveiligingsfoute: Krale oorsake van 10 kV verspreidingsontladingsbeveiligings foute

1. Inleiding

Tydens die bedryf van kragstelsels word hoofuitrusting bedreig deur interne en atmosferiese oorspannings. Spanningsbegrenser, veral metaaloxide-spanningsbegrenser (MOAs) met uitmuntende nie-lineêre volt-ampere-eienskappe, is sleutel vir beskerming weens hul goeie prestasie, groot stroomdraagvermoë en sterk verontreinigingsbestendigheid. Langtermynblootstelling aan kragfrequentie-spannings, saam met komponentgehalte, vervaardigingsprosesse en buitesterwings, maak MOAs vatbaar vir abnormale verhitting of ontploffings, wat wetenskaplike identifisering, beoordeling en voorkoming benodig.

Hierdie artikel fokus op grootskale 10 kV verspreidings-MOA-mislukkings in 'n gebied. Analise wys dat ontplofte begrenser geconcentreer is op 'n spesifieke vervaardiger se model. Drie foutief-fase en twee normale-fase MOAs van hierdie model word afgebreek en getoets om oorsake en tegniese maatreëls te bepaal.

2. Foutoordeel

Foute spanningsbegrenser is versprei op die 10 kV verspreidingslyne van 'n 35 kV onderstasie. Mislukkings is gereeld tydens donderweerseisoen, en die onderstasie se abnormaliteits/foutrekords kan nie gekoppel word aan foutief-fase begrenser nie. Die vyf monster-begrenser het geen akkurate beskermingsaksie of foutrekord-inligting nie. Donderposisiesisteme wys dat daar in 2020 516 donderslag binne 'n 10-km radius gesentreer op hierdie onderstasie was.

Na plaaslike installasie is oorname toetse gedoen (insluitend isolasieweerstandstoets, 1 mA DC-verwysingspanningstoets en lekkagestroomtoets by 0.75 keer die 1 mA DC-verwysingspanning), almal met gekwalifiseerde resultate.

3. Oorsaakanalise

Drie foutief-fase begrenser (No.1, No.2, No.3) word afgebreek; twee normale-fase begrenser (No.4, No.5) ondergaan toetse en word afgebreek vir vergelyking, om grootskale mislukkings te identifiseer.

3.1 Onvolledige naamskilinformasie

Van die drie foutief-fase en twee normale-fase begrenser: 4 het vervaardigingsdatums maar geen serienummers nie; 1 het 'n serienummer maar geen datum nie; ander inligting is relatief volledig.

Naamskille is krities vir bedryfs- en instandhoudingspersoneel om basisuitrustinginligting te verkry. Misvende vervaardigingsdatums/serienummers belemmer leeftydsberekening en gehalteherkenning, wat gesentraliseerde defektbestuur bemoeilik.

3.2 Varistore is alle fragmente

Afbreking van No.1 foutieve begrenser wys: 6 varistore tussen twee elektrode, met brandspore en wit poeder op sommige oppervlakke; behalwe relatief platte bo- en onderoppervlakke, is varistore onreëlmatig in vorm, sonder uniforme grootte of rangskikking. Diktes sluit in 18 mm, 20 mm, 23 mm, en 25 mm. Drie varistore het reëlmatige buiteboë (waarskynlik van die buitekringe van volledige skotel- of ringvormige varistore). Soortgelyke kwessies bestaan in die ander twee foutief-fase begrenser.

Die No. 5 ongeskonde spanningsbegrenser is afgebreek (geen skade tydens proses, resultate in Fig. 4). Binne: 5 varistorstukke + 3 metaalplaatjies. Varistore het plat bo- en onderoppervlakke, onreëlmatige fragmente andersins, soortgelyk aan ander: 3 stukke ~22mm dik, 1 by 20mm, 1 by 17mm. 3 stukke wys reëlmatige buiteboë (van buitekringe van volledige skotel/ringvormige varistore); 2 wys reëlmatige binneboë (van binnekringe van volledige ringvormige varistore).

Varistore van standaard metaaloxide-spanningsbegrenser is reëlmatige skotels, ringe, of silinders. Hul dimensies verbind streng met spanningsverhouding (residu/verwysingspanning), potensiaalgradiënt, stroomdraagvermoë, grondstowwe, en brandprosesse. Voorafgaande kernsamgestel, ondergaan elke varistor volledige toetse (kragfrequentie, DC, hoë-stroomimpuls, vierkantsgolf, ens.). Slegs gegangde stukke word samgestel.

Afbreking wys dat hierdie begrenser onkonvensionele varistore gebruik: onkonsekwente tel van varistore/metaalplaatjies oor dieselfde-model eenhede; onreëlmatige vorms, wisselende diktes, en ongelyke buiteboë. Daarom is kerne van fragmente van konvensionele varistore (verskillende spesifikasies/elektriese parameters) gepas, nie 10 kV standaarde nie. Vergelyking van foutief vs. normale fase bevestig dit as 'n fabriekdefekt, nie foutgeïnduseerd nie.

So 'n varistore het swak elektriese prestasie. Onreëlmatige kontakarea's verergter oorspanningsbestendigheid, stroomdraagvermoë, en stabiliteit—maklik veroorsaak dit breuk tydens lyn-impulse.

3.3 Swak sigting van komposiet jakket

Afbreking van No. 3 foutieve begrenser: een kant van die komposiet jakket sig goed met die elektrode (Fig. 5); die ander kant het geen gegoten sigting nie. Slegs 'n bietjie sigmiddel vul die elektrode-boogskerm-gap—onwerklik vir beskerming, veroorsaak dit gaps en ernstige elektroderusting (Fig. 6).

Hierdie swak sigting kom van onvoldoende gieten tydens vervaardiging, nie foute nie.

Die komposiet jakket het geen gegoten sigting aan een kant van die boog-isolerende silinder, en die rosdraded oppervlak van die elektrodeblok is ernstig gerus. Dit wys dat selfs met sigmiddel, kan vocht in die boog-isolerende silinder sny deur rosdraadgape. Tydens bedryf, vocht wat aan die varistor kernsamgestel oppervlak kleef, verhoog lekkagestroom en weerstandkomponente, wat ernstige hitte veroorsaak. Langtermynbedryf lei tot stygende temperature binne die boog-isolerende silinder, moontlik smelt en ontplof die silinderwand, geleidelik verergter die spanningsbegrenser se bedryfkwaliteit.

By inspeksie van No. 4 spanningsbegrenser, is onreëlmatige dikte van die komposiet jakket by een elektrode-einde gevind. 'n Mikrometer het die dikste deel gemete by 4.985 mm en die dunste slegs 0.275 mm, soos in Fig. 7 gewys. Die figuur wys ook dat die middel-elektrodekol-perforasie van die jakket nie 'n standaard sirkel is nie, wat swak sigting hier aandui.

Die komposiet jakket is hoofsaaklik gemaak van silikonrubber. Sy onreëlmatige dikte kom van swak prosesbeheer en eksentrisiteit tydens die vulkanisasie-etappe van vervaardiging. Vir konvensionele 10 kV spanningsbegrenser, het die komposiet jakket 'n uniforme dikte van 3–5 mm. Te-dun silikonrubber het swak ouderdomsbestendigheid en is vatbaar vir kraking. Dit laat nie net vocht indring en aan die oppervlak van die isolerende silinder kleef, wat vochtfoute veroorsaak, maar kan ook die buiteste isolerende prestasie van die toerusting impaireer, wat 'n sleutelfaktor word wat produkgehalte beperk.

3.4 Gekwalifiseer in konvensionele toetse, ongekwalifiseer in spesiale toetse

DC-spanningsverwante toetse is op die No. 5 normale spanningsbegrenser gedoen, met resultate in Tabel 1.

Om sy oorgrootstroom-bestendigheid te verifieer, is 'n hoë-stroomimpuls-toets op die No. 4 normale spanningsbegrenser gedoen. Selfs toe die toetsimpulsstroom ver onder die standaard-gespesifiseerde waarde was, het die begrenser steeds 'n breuk en ontploffing ervaar, wat 'n gefaalde toets veroorsaak. Detaildata word in Tabel 2 aangebied.

4. Aanbevelings

Wanneer jy voorstelle en inkope spanningsbegrenser (veral vir verspreidingsnetwerke), definieer duidelik leveransierkwalifikasies en tegniese spesifikasies. Kies leveransiers met volwasse prosesse en goeie prestasie; vermy te lae kostebiedinge.

Tydens aanvaarding van afgelewerde verspreidingsnetwerk begrenser, moet bou- en bedryfsuneite standaarde soos “Vyf-Pas” volg. Voer item-vir-item toetse uit, behou fabriekstoetsverslae om gekwalifiseerde raming te verseker.

Gebruik provinsiale materiaal-inspeksie-sentrum se toetsplatforms. Voer monstersnitstoes (AC/DC, hoë-stroomimpuls, sigting) vir 10 kV begrenser uit om ongekwalifiseerde produkte van die grid te blokkeer.

Na installasie, voor kommissie, volg GB 50150—2016 stipt vir plaaslike toetse. Stel gestandaardiseerde verslae uit, argiveer soos vereis. Verseker vol-proses data bestuur (produksie → vervoer → aanvaarding → oorgee toets → kommissie). Na kommissie, versterk patrouilles/verslae. Tydens reënseisoen, gebruik infrarood-imaging. Vir abnormal verhitting, skakel af en vervang spoedig om foutuitbreiding te voorkom.