Pinge Turvaelementide Vigaanalüüs ja Ennetamine: 10 kV Jaotuspinge Turvaelementide Viga Põhjuste Analüüs

1. Sissejuhatus

Elektrivõrgu töö käigus peamised seadmed on ohustatud nii sisemiste kui ka atmosfäärisest ülepinget. Tõuskaitsed, eriti metallioksiidtõuskaitsed (MOA-d) suurepäraste mittelineaarsete pingete-ampereomadustega, on oluline kaitsevahend oma hea toimimise, suure lülituvveringuteeninduse ja tugeva saastekindluse tõttu. Kuid pikaajaline sagedussignaalide pingede all olemine, koos komponentide kvaliteediga, valmistusmeetoditega ja välises keskkonnaga, muudab MOA-d soojenemise või plahvatuste riskile haavatavaks, milleks on vaja teaduslikku tuvastamist, hinnangut ja ennetamist.

See artikkel käsitleb laiaulatuslikku 10 kV jaotusvõrgu MOA-kaitseelementide väljukummutust ühes piirkonnas. Analüüs näitab, et plahvatused konsentreeruvad ühe tootja mudeli juures. Kolm vigastunud faasi ja kaks korralikku faasi MOA-d on lahutatud ja testitud, et tuvastada põhjused ja vastavaid meetmeid.

2. Viga ülevaade

Vigased tõuskaitsed on paigutatud 35 kV alamjaotusvõrgu 10 kV jaotusjoonte peal. Vigade esinemissagedus on kõrge äikesetormide hooaegadel, ja alamjaotusvõrgu ebatavalised/vigased kirjed ei vasta vigastunud faasi tõuskaitsmetele. Viie näidise tõuskaitsel puudub täpne kaitsemeetme ja vigase kirje informatsioon. Äikepaigutusüsteemid näitavad, et 2020. aastal oli see alamjaotusvõrk 10 km raadiuses 516 äikepaiku.

Pärispaigutuse järel tehakse üleandmise testid (kaasa arvatud isolatsioonipinge test, 1 mA DC viitetegurite pinge test ja 0,75 korda 1 mA DC viitetegurite pinge jääkvoolu test), kõik testid annavad kvalifitseeritud tulemusi.

3. Vigade põhjuse analüüs

Kolm vigastunud faasi tõuskaitsme (nr. 1, nr. 2, nr. 3) on lahutatud; kaks korralikku faasi tõuskaitsme (nr. 4, nr. 5) läbivad testide ja lahutamist võrdlemiseks, et tuvastada laiaulatuslike vigade põhjused.

3.1 Ebatäielik nimetabeli informatsioon

Kolmes vigastunud faasis ja kahe korralikus faasis tõuskaitsmel: 4-l nelil on tootmisajad, kuid mitte seriaarnumbrid; 1-l on seriaarnumber, kuid mitte kuupäev; muu informatsioon on suhteliselt täielik.

Nimetabelid on olulised operatsiooni- ja hoolduspersonalile, et saada põhiline varustuse informatsioon. Puuduvad tootmisajad/seriaarnumbrid takistavad kasutusaega arvutamist ja kvaliteedi jälgimist, mis raskendab keskitatud defektide haldamist.

3.2 Varistorid on kõik tükkideks

Nr. 1 vigastunud tõuskaitsme lahutamine näitab: 6 varistorit kahel elektroodel, millel on osadel pinnadel süttimärgid ja valge puder; välja arvatud suhteliselt tasapinnad üleval ja all, varistorid on ebaregulaarsed, ilma ühtlaseta suurusega või paigutusega. Paksused on 18 mm, 20 mm, 23 mm ja 25 mm. Kolm varistoril on regulaarsed välised kaared (tõenäoliselt täispildiliste disklaike/ringlaike varistorite välistest ringidest). Sarnased probleemid on teistes kahe vigastunud faasis tõuskaitsmel.

Nr. 5 korralik tõuskaitsme lahutati (protsessis ei tekkinud kahju, tulemused näha joonis 4). Sisemuses: 5 varistorit + 3 meetaline vaheplaat. Varistoridel on tasapinnad üleval ja all, muudel on ebaregulaarsed tükkideks, sarnased teistele: 3 tüki ~22mm paksune, 1 on 20mm, 1 on 17mm. 3 tügil on regulaarsed välised kaared (täispildiliste disklaike/ringlaike varistorite välistest ringidest); 2-l on regulaarsed sisemised kaared (täispildiliste ringlaike varistorite sisemistest ringidest).

Standardsete metallioksiidtõuskaitsmete varistorid on regulaarsed diskid, ringid või silindrid. Nende mõõtmed on tihti seotud pingearvu (jäägipinge/viitetegurite pinge), potentsiaalse gradiendi, lülituvveringuteeninduse, raavarude ja küünlaste protsessidega. Enne südame monteerimist läbib iga varistor täispäeva testid (sagedussignaalide, DC, suure lülituvveringu impuls, ruutlaine jne.). Ainsad läbitud tübid kogunevad.

Lahutamine näitab, et need tõuskaitsmed kasutavad ebatavalisi varistoreid: sama mudeli üksuste varistorite/meetalsete vaheplaadide arv on ebatüüpiline; ebaregulaarsed kujundid, erinevad paksused ja ebatüüpilised välised kaared. Seega, südamed on kokku pandud tavaliste varistorite (erinevate spetsifikatsioonide/elektriliste parameetritega) tükkidest, mitte 10 kV standardsetest. Vigastunud ja korraliku faasi võrdlus kinnitab, et see on tootmispõhine vigane, mitte vigase tingitud.

Sellisel varistoritel on alammine elektriline toimivus. Ebavõrdne kontaktala halvendab ülepinge vastupidavust, lülituvveringu teenindust ja stabiilsust - see võib lihtsalt põhjustada murduid võrguimpulsides.

3.3 Hea kombineeritud ombrigi sidumine

Nr. 3 vigastunud tõuskaitsme lahutamine: ühel küljel kombineeritud ombrigi sidub hästi elektroodiga (Joonis 5); teisel küljel puudub leivitamisega sidumine. Elektroodi-pooldega varjundi vahe on täidetud vaid veidi sidumismaterjaliga - see ei ole kaitseks tõhus, põhjustades vahe ja tugevat elektroodi rooste (Joonis 6).

See nõrgalt sidumine tuleneb tootmisel ebasobivast leivitamisest, mitte vigast.

Kombineeritud ombrigi ühel pooldega varjundi küljel puudub leivitamisega sidumine, ja elektrodi bloki ruuvpind on tugevalt roostunud. See näitab, et isegi sidumismaterjaliga võib niiskus silituda pooldega varjundi sisse ruuvivahe kaudu. Toimimisel niiskus, mis kleepub varistori südamele, suurendab jääkvoolu ja vastupindeid, põhjustades tugevat soojenemist. Pikaajaline toimimine tõstab pooldega varjundi sise temperatuuri, võimaldades silindri seinade sulamist ja purunemist, mis aeglaselt halvendab tõuskaitsme toimimist.

Nr. 4 tõuskaitsme inspekteerimisel avastati, et kombineeritud ombrigi paksus on ühel elektroodi otsa ebavõrdne. Mikrometri abil mõõdeti kõige paksune osa 4,985 mm ja kõige õhuke osa ainult 0,275 mm, nagu näidatakse Joonisel 7. Joonis näitab ka, et ombrigi elektrodi pooldega varjundi keskpunkti auke ei ole standardne ring, mis näitab ebatüüpilist sidumist selles kohas.

Kombineeritud ombrigi peamiselt koosnevad silikoongummist. Selle ebavõrdne paksus tuleneb ebasobivast tootmishaldusest ja eksitsusest vulkaniseerimise etapis. Tavaliste 10 kV tõuskaitsmete puhul on kombineeritud ombrigi paksus ühtlane 3-5 mm. Liiga õhuke silikoongumm on ebatüüpiline vananemise vastu ja on altsoovituslikuks praktiliseks. See võimaldab niiskuse silituda ja kleepuda eralduskylindri pinnale, põhjustades niiskuse tingitud vigu, ning võib ka halvendada seadme välise eraldusomadusi, muutes selle toote kvaliteedi oluliseks piiriviks teguriks.

3.4 Tavalistes testides sobiv, spetsiaalsetes testides ebasobiv

DC pinge seotud testid tehti nr. 5 korraliku tõuskaitsmele, tulemused on näidatud tabelis 1.

Selle ülekoormusvõime kontrollimiseks tehti kõrge lülituvveringu impulsitest nr. 4 korraliku tõuskaitsmele. Isegi siis, kui testi impulsivool oli palju väiksem kui standardis sätestatud, tõuskaitsme ikkagi põhjustas purunemist, tulemuseks oli ebasobiv test. Täpsemad andmed on esitatud tabelis 2.

4. Soovitused

Hankimisel ja ostudes (eriti jaotusvõrkude puhul) tuleks selgitada tootja kvalifikatsioonid ja tehnilised spetsifikatsioonid. Valige tootjad, kel on kogemusi ja hea toimivus, vältige liiga madalate hindade pakkumist.

Jaotusvõrkude tõuskaitsmete vastuvõtmisel peavad ehitus- ja toimimisüksused järgima "Viis Pass" standardeid. Tehke itemi kaupa kontrollid, säilitage tootmiskeskuse testimisaruanded, et tagada sobivus.

Kasutage provintsi materjalihalduskeskuste testimisplatvorme. Tehke 10 kV tõuskaitsmete proovimine (AC/DC, kõrge lülituvveringu impuls, sidumine), et takistada ebasobivaid tooteid võrguühenduse loomist.

Paigutuse järel, enne kasutuselevõttu, järgige GB 50150-2016 standardeid paigalolevate testide jaoks. Andke standardiseeritud aruanded, säilitage nõuetekohaselt. Tagage andmete hallata (tootmine -> transport -> vastuvõtt -> üleandmise test -> kasutuselevõtt). Kasutuselevõtmise järel tugevdage patrullide/andmete kirjutamist. Suvi ajal kasutage infrapunakameraid. Abnormaalsel soojenemisel lülitage välja ja asendage kiiresti, et vältida vigase levikut.