Surĝ-Protektilo Malsukcesa Analizo kaj Preveno: Ĉefaj Kauzoj de la Malbonfunkciadoj de 10 kV Distribuaj Surĝ-Protektiloj

1. Enkonduko

Dum la operacio de elektra sistemo, la ĉefa equipaĵo frontas danĝerojn pro internaj kaj atmosferaj supervoltigoj. Ŝtokprotektiloj, aparte metaloksidaj ŝtokprotektiloj (MOA) kun bonaj ne-liniejaj volt-ampere karakterizoj, estas klucaj por protektado pro ilia bona efektiveco, granda kapablo porti koranton, kaj forta rezisto kontraŭ kontamino. Tamen, longdaŭra ekspozicio al frekvenco de reto-voltigoj, kune kun komponenta kvalito, produktadmetodoj, kaj ekstera medio, kaŭzas ke MOA-oj estas malkonstantaj pro anormala varmeco aŭ eksplodo, postulante sciencajn identigadon, juĝon, kaj prevenadon.

Ĉi tiu eseo traktas grandan skalon de 10 kV distribuaj MOA-falprovoj en regiono. Analizo montras, ke eksplodantaj protektiloj koncentriĝas sur unu modelon de unu produtanto. Tri defektaj fazaj kaj du normalaj fazaj MOA-oj de ĉi tiu modelo estas dismontitaj kaj testitaj por determini kaŭzojn kaj kontraŭukurojn.

2. Defekta Superrigardo

Defektaj ŝtokprotektiloj estas distribuitaj sur la 10 kV distribuaj linioj de 35 kV subŝtato. Falprovoj okazas ofte dum la oragvetera sezono, kaj la subŝtataj anormalaj/falprova registaro ne povas kongrui kun defektaj fazaj protektiloj. La kvin provitaj protektiloj mankas akuratan protektan agon kaj falprovan registrinformon. Fulmlokaj sistemoj montras, ke en 2020, estis 516 fulmoj en radiuso de 10 km centritaj ĉirkaŭ ĉi tiu subŝtato.

Post lokmontado, transdonaj testoj estis faritaj (inkluzive de izolada rezisteco testado, 1 mA DC referenca voltajo testado, kaj fluganta koranto testado je 0,75 fojojn la 1 mA DC referencavoltajo), ĉiuj kun kvalifikita rezulto.

3. Analizo de Falprova Kaŭzo

Tri defektaj fazaj protektiloj (Nr.1, Nr.2, Nr.3) estas dismontitaj; du normalaj fazaj protektiloj (Nr.4, Nr.5) subiras testojn kaj dismontadon por komparo, por identigi grandan skalon de falprova kaŭzo.

3.1 Malplena Etikedo Informo

Inter tri defektaj fazaj kaj du normalaj fazaj protektiloj: 4 havas productan daton sed ne serian numeron; 1 havas serian numeron sed ne daton; alia informo estas relative kompleta.

Etikedoj estas gravaj por operaciantaj kaj mantenan personalon por akiri bazan equipaĵinformon. Mankantaj productaj dato/seriaj numeroj malhelpas servoperiodan kalkulon kaj kvalitan sekvecon, malhelpante centraligitan defectan administradon.

3.2 Varistoroj Estas Ĉiuj Fragmentoj

Monto de Nr.1 defekta protektilo revelas: 6 varistoroj inter du elektrodoj, kun brulmarkoj kaj blanka pulvo sur iuj surfacoj; krom relativaj ebaj supraj/subaj surfacoj, varistoroj estas neregulaj en formo, sen uniforma grando aŭ arango. Dikecoj inkluzivas 18 mm, 20 mm, 23 mm, kaj 25 mm. Tri varistoroj havas regulajn eksterajn arkus (presume el eksteraj cirkloj de kompleta diskformaj/anularaj varistoroj). Similaj problemoj ekzistas en la aliaj du defektaj fazaj protektiloj.

La Nr. 5 intakta ŝtokprotektilo estis dismontita (sen damaĝo dum la procezo, rezultoj en Fig. 4). Interne: 5 varistorpecoj + 3 metala ŝlosiloj. Varistoroj havas ebenajn supran/inferan surfacojn, alie neregulaj fragmentoj, similaj al aliaj: 3 pecoj ~22mm dickaj, 1 je 20mm, 1 je 17mm. 3 pecoj montras regulajn eksterajn arkus (el eksteraj cirkloj de kompleta disko/ringforma varistoroj); 2 montras regulajn internajn arkus (el internaj cirkloj de kompleta ringforma varistoroj).

Varistoroj de normaj metaloksidaj ŝtokprotektiloj estas regulaj diskoj, ringoj, aŭ cilindroj. Iliaj dimensioj ligas strikte al voltproporcio (resta/referenca voltajo), potenciala gradiento, korantporta kapablo, brutmaterialoj, kaj fajrado-procedoj. Antaŭ kern-monto, ĉiu varistor subiras plenajn testojn (frekvenca, DC, alta-koranta impulso, kvadratonda, etc.). Nur pasintaj pecoj estas montitaj.

Dismontado montras, ke ĉi tiuj protektiloj uzas nenormajn varistorojn: malsamaj nombroj de varistoroj/metalaj ŝlosiloj inter sammodelo-unuo; neregulaj formoj, diversaj dikoj, kaj neuniformaj eksteraj arkus. Do, kernoj estas riparitaj el fragmentoj de tradiciaj varistoroj (diversaj specifikoj/elektraj parametroj), ne 10 kV standardaj. Komparo de defektaj kontraŭ normalaj fazoj konfirmas, ke ĉi tio estas fabrika defekto, ne falprova induktado.

Tiaj varistoroj havas substandardan elektran performon. Neebenaj kontaktareoj malbonigas supervoltresiston, korantportan kapablon, kaj stabilecon—facile kaŭzante disfalojn dum liniaj impulsoj.

3.3 Malbona Sigilado de Kompozita Jaketo

Dismontado de Nr. 3 defekta protektilo: unu fino de la kompozita jaketo sigilas bone kun la elektrodo (Fig. 5); la alia fino mankas fundsigilon. Nur malgranda kvanto de sigila substanco plenas la elektrod-arkekrad interspaco—neefektiva por protektado, kaŭzante interspacojn kaj severan elektrod-ruston (Fig. 6).

Ĉi tiu malbona sigilado venas de insufiĉa guto en produkcio, ne falprova.

La kompozita jaketo mankas fundsigilon sur unu flanko de la arkekrad-cilindro, kaj la fileta surfaco de la elektrod-bloko estas severe rustigita. Ĉi tio montras, ke eĉ kun sigila substanco, humido povas penetradi la arkekrad-cilindron tra filetaj interspacoj. Dum operacio, humido, kiun adhertas al la varistor-kern-monta surfaco, pligrandigas flugantan koranton kaj rezistan komponon, kaŭzante severan varmecon. Longtempa operacio kondukas al pligrandiĝo de temperaturo interne de la arkekrad-cilindro, eble fondanta kaj eksplodanta la cilindro-muron, graduale malbonigante la funkciamon de la ŝtokprotektilo.

Kontrolante la Nr. 4 ŝtokprotektilon, malkovris neegalenan dikan de la kompozita jaketo je unu elektrod-fino. Mikrometer mezuras la plej dikan parton je 4,985 mm kaj la plej maldikan nur je 0,275 mm, kiel montrite en Fig. 7. La figuro ankaŭ montras, ke la centra elektrod-kolumna perforo de la jaketo ne estas norma cirklo, indikante malbonan sigiladon ĉi tie.

La kompozita jaketo ĉefe estas farita el silikonrubbero. Ĉi tiu neegala diko rezultas de malbona procedkontrolo kaj ekcentreco dum la vulkanizado-etapo de produkcio. Por tradiciaj 10 kV ŝtokprotektiloj, la kompozita jaketo havas egalan dikan de 3–5 mm. Tro-malgranda silikonrubbero montras malbonan aldonaĵreziston kaj estas facile krakebla. Ĝi ne nur permesas penetradon de humido kaj adhezon al la surfaco de la izolcylindro, kaŭzante humidajn defektojn, sed ankaŭ povas malbonigi la eksteran izolperfekton de la equipaĵo, iĝante ĉefan faktoron restriktempe la produktaĵkvaliton.

3.4 Kvalifikita en Tradiciaj Testoj, Ne-kvalifikita en Specialaj Testoj

DC-voltrelataj testoj estis faritaj sur la Nr. 5 normala ŝtokprotektilo, kun rezultoj montritaj en Tab. 1.

Por verifiki ĝian alta-koranta resistan kapablon, alta-koranta impulsa testo estis farita sur la Nr. 4 normala ŝtokprotektilo. Eĉ kiam la testa impulsa koranto estis multe sub la normspezifa valoro, la protektilo ankoraŭ suferis disfalon kaj frakton, rezultigante malsukcesan teston. Detalaj datumoj estas prezentitaj en Tab. 2.

4. Sugestoj

Dum licitado kaj aĉetado de ŝtokprotektiloj (especiala por distribua reto), klarigu la provizistantajn kvalifikojn kaj teknikajn specifojn. Elektu proviziantojn kun maturoj procedoj kaj bona efektiveco; evitu tro-malalt-kostajn licitadojn.

Dum akceptado de distribuaj reto-protektiloj, konstruaj kaj operacaj unuoj devas sekvi normojn kiel "Kvin-Paso". Faru kontrolon po punkto, konservu fabriktestajn raportojn por certigi kvalifikajn rategojn.

Uzu proviz-centrojn de proviz-inspektado. Faru provspecimenajn testojn (AC/DC, alta-koranta impulso, sigilado) por 10 kV protektiloj por bloki nekvalifikajn produktojn de reto-ligo.

Post montado, antaŭ lanĉado, strikte sekvu GB 50150—2016 por lokaj testoj. Eldonu normajn raportojn, arkivi laŭbezone. Garantu tutprocesan datuman administradon (produkto → transporto → akceptado → transdon-testo → lanĉado). Post lanĉado, plibonigu patrolojn/registarojn. En pluvaj sezonoj, uzu infrarudan bildigon. Por anormala varmeco, haltu kaj anstataŭigu rapide por eviti falprovan vastiĝon.