Sähköiskunvalojen vika-analyysi ja ennaltaehkäisy: 10 kV jakeluiskunvalojen epäonnistumisten keskeiset syyt

1. Johdanto

Sähköverkon toiminnassa päälaite kohtaa uhkia sisäisestä ja ilmakehän ylivoltista. Tuhelaisvarjaimet, erityisesti metallioksidituhielaisvarjaimet (MOA:t) erinomaisilla epälineaarisilla volt-ampere-ominaisuuksillaan, ovat avainasemassa suojaamisessa niiden hyvän suorituskyvyn, suuren virran kantokyvyn ja vahvan saastumustoleranssin ansiosta. Kuitenkin pitkäaikainen altistuminen sähköverkon taajuuden jännitteelle, komponenttien laatu, valmistusprosessit ja ulkoiset ympäristöt tekijöiden vuoksi tekevät MOA:t alttiiksi epänormaalin lämmönmuodostukselle tai räjähdysriskille, mikä vaatii tieteellistä tunnistamista, arviointia ja ennaltaehkäisyä.

Tämä artikkeli käsittelee laajamittaista 10 kV jakeluverkon MOA:n epäonnistumista tietyssä alueella. Analyysi osoittaa, että räjähtäneet tuhelaisvarjaimet keskittyvät yhden valmistajan malliin. Kolme viallista vaihetta ja kaksi normaalia vaihetta tästä mallista purettavat ja testataan määrittääkseen syitä ja vastatoimenpiteitä.

2. Vian Yleiskatsaus

Vialliset tuhelaisvarjaimet on levitetty 35 kV aliverkon 10 kV jakeluverkolle. Viat ovat yleisiä ukkoskuukaudella, ja aliverkon poikkeama/vian tiedot eivät vastaa viallisen vaiheen tuhelaisvarjaimia. Viiden näytteenotettujen tuhelaisvarjaimen tarkka suojausreaktio- ja vian tallennustiedot puuttuvat. Ukkoilun paikannusjärjestelmät osoittavat, että vuonna 2020 alueella, joka on 10 km säteessä tämän aliverkon keskipisteestä, oli 516 ukkosloikki.

Paikan päällä asennettujen varjojen siirtymistestit (mukaan lukien eristysvastuksen mittaus, 1 mA:n DC-viitejännitteen mittaus ja vuotovirtauksen mittaus 0,75 kertaa 1 mA:n DC-viitejännitteellä) olivat kaikki hyväksyttävillä tasoilla.

3. Viansyyn Analyysi

Kolme viallista vaihetta (nro 1, nro 2, nro 3) purettaessa; kaksi normaalia vaihetta (nro 4, nro 5) testataan ja puretetaan vertailua varten, jotta voidaan löytää laajamittaisen vian syyt.

3.1 Epätäydellinen Nimiöinformaatio

Kolmessa viallisessa vaiheessa ja kahdessa normaalissa vaiheessa: 4 on valmistuspäivämääriä, mutta ei sarjanumeroita; 1 on sarjanumero, mutta ei päivämäärää; muut tiedot ovat suhteellisen täydellisiä.

Nimiöt ovat olennaisia operaatiiviselle ja ylläpitohenkilöstölle peruslaitetietojen saamiseksi. Valmistuspäivämäärän/serienumeron puuttuminen hankaloittaa käyttöajan laskemista ja laadun seurantaa, estää keskitettyä defektihallintaa.

3.2 Varistorit Ovat Kaikki Palasia

Nro 1 viallinen tuhilaisvarjain purettaessa: 6 varistoria kahden elektroden välillä, joilla on polttojälkiä ja valkoista jauhetta osissa pintoja; lukuun ottamatta suhteellisen tasaisia ylä- ja alapintoja, varistorit ovat epäsäännöllisiä muodoltaan, eivät ole yhtenäisiä kokoluokissa tai järjestyksessä. Paksuudet sisältävät 18 mm, 20 mm, 23 mm ja 25 mm. Kolme varistorissa on säännölliset ulkoarvet (luultavasti täydellisten levy- tai renkaanmuotoisten varistorien ulkoarveista). Samankaltaisia ongelmia on myös muissa kahdessa viallisessa vaiheessa.

Nro 5 täysi tuhilaisvarjain purkettiin (ei vaurioita prosessissa, tulokset kuvassa 4). Sisällä: 5 varistoripalasta + 3 metallilevyä. Varistorit ovat tasaisia ylhäältä ja alhaalta, muuten epäsäännöllisiä paloja, samankaltaina kuin muut: 3 palasta ~22 mm paksuina, 1 20 mm, 1 17 mm. 3 palasta näyttää säännöllisiä ulkoarvia (täydellisten levy- tai renkaanmuotoisten varistorien ulkoarveista); 2 näyttää säännöllisiä sisäarvia (täydellisten renkaanmuotoisten varistorien sisäarveista).

Standardien metallioksidituhielaisvarjainten varistorit ovat säännöllisiä levyejä, renkaita tai sylinteriä. Niiden mitat liittyvät tiiviisti jänniteosuuteen (jäännös/viitejännite), potentiaaligradientiin, virran kantokykyyn, raaka-aineisiin ja palamisprosesseihin. Ennen ytimen kokoonpanoa jokainen varistori käy täysiä testejä (verkon taajuus, DC, suuri virta, neliöaalto jne.). Vain hyväksytyt palat kokoonpannaan.

Purkaminen osoittaa, että nämä tuhilaisvarjaimet käyttävät epätavanomaisia varistoripaloja: samaa mallia olevissa yksiköissä varistorien/metallien välikeiden määrä vaihtelee; epäsäännölliset muodot, erilaiset paksuudet ja epätasaiset ulkoarvet. Siksi ytimeen on korjattu paloja tavallisista varistoripaloista (eri spekseistä/sähköisistä parametreistä), ei 10 kV standardipoistoja. Viallisten ja normaalien vaiheiden vertailu vahvistaa, että tämä on tehtaavika, ei vian aiheuttama.

Tällaisilla varistorilla on heikko sähkösuorituskyky. Epätasaiset yhteysovat huonontavat ylivoltiresistanssia, virran kantokykyä ja vakautta—aiheuttaen helposti räjähdyksiä linjavarauksissa.

3.3 Heikko Kompositirunkon Tiivistys

Nro 3 viallinen tuhilaisvarjain purkettiin: kompositirunkon yksi pää tiivistyy hyvin elektroden kanssa (kuva 5); toisessa päässä ei ole tiivistystä. Vain vähän tiivistevä ainetta täyttää elektrode-kaari-suojan välisen aukon—epäefektiivinen suoja, joka aiheuttaa aukot ja vakavan elektroden ruskettumisen (kuva 6).

Tämä heikko tiivistys johtuu riittämättömästä valmistuksen tiivistämisestä, ei viasta.

Kompositirunkolla ei ole tiivistystä yhdellä puolella kaari-eristävää sylinteriä, ja elektrodeblockin roskauspinnoilla on vakava ruskettuminen. Tämä osoittaa, että vaikka tiivistevää ainetta olisi, kosteus voi vuotaa kaari-eristävään sylinteriin roskauspäätteiden kautta. Toiminnassa kosteus, joka kiintyy varistoriydin yläpuolelle, lisää vuotovirtaa ja ohutkomponenttia, aiheuttaen vakavan lämpötilan. Pitkäaikainen toiminta johtaa sylinterin sisäisen lämpötilan nousuun, mikä voi sulattaa ja räjähtää sylinterin seinän, heikentäen tuhilaisvarjaimen toiminnallista laatua asteittain.

Kun tarkasteltiin nro 4 tuhilaisvarjainta, havaittiin, että kompositirunkon paksuus on epätasainen yhden elektroden päässä. Mikrometri mittasi pisin osa 4,985 mm ja pienin vain 0,275 mm, kuten kuvassa 7. Kuva osoittaa myös, että jakkarin keskikohtainen elektrodeputken reikä ei ole standardiympyrä, mikä viittaa heikkoon tiivistykseen tässä.

Kompositirunko on pääasiassa silikoniruumiista. Sen epätasainen paksuus johtuu huonosta prosessinhallinnasta ja eksentrisyydestä valmistuksen vulkanisaatiophasessa. Perinteisissä 10 kV tuhilaisvarjeissa kompositirunko on tasainen 3–5 mm. Liian ohena silikoniruuma on huono vanhenevuuskyvynsä vuoksi ja sen voi helposti repiä. Se ei ainoastaan salli kosteuden päästä ja kiintyä eristävän sylinterin pintaan, aiheuttaen kosteuden aiheuttamia vioja, mutta se voi myös heikentää laitteen ulkoista eristyskykyä, joten se on tärkeä tekijä, joka rajoittaa tuotelaatua.

3.4 Hyväksytty Perinteisissä Testeissä, Hylätty Erityisissä Testeissä

DC-jänniteen liittyviä testeitä suoritettiin nro 5 normaaliin tuhilaisvarjain, tulokset kuvassa 1.

Sen sähkövirran kestävyyden tarkistamiseksi suoritettiin suuri virta-impulssitestaus nro 4 normaaliin tuhilaisvarjain. Vaikka testin impulssivirta oli kaukana standardin määrittelemästä arvosta, tuhilaisvarjain koki silti räjähdyksen ja rikkoutumisen, mikä johti epäonnistuneeseen testiin. Yksityiskohtaiset tiedot esitetään kuvassa 2.

4. Suositukset

Tarjouspyyntöjen ja ostosten aikana tuhilaisvarjeille (erityisesti jakeluverkoille) on selkeytettävä toimittajien pätevyyksiä ja teknisiä spesifikaatioita. Valitse toimittajia, joilla on kypsyneitä prosesseja ja hyvää suorituskykyä; vältä liian alhaisia tarjouksia.

Jakeluverkon tuhilaisvarjeiden vastaanottamisessa rakennus- ja toimintayksiköt on noudatettava standardeja kuten "Viisi Pass". Tee tarkistukset kohdakohtaisesti, säilytä tehtaiden testiraportit varmistamaan hyväksymismäärä.

Käytä maakunnan materiaalivalvonnan testausplatformeja. Suorita otoksia koskevia testejä (AC/DC, suuri virta-impulssi, tiivistys) 10 kV tuhilaisvarjeille, jotta estetään epäkelpoisten tuotteiden yhdistäminen verkkoon.

Asennuksen jälkeen, ennen käyttöönottoa, noudatetaan tiukasti GB 50150–2016:n mukaista paikan päällä suoritettuja testejä. Julkaistaan standardoidut raportit, arkistoitava vaadittuna. Varmista täysprosessin datanhallinta (tuotanto → kuljetus → vastaanotto → siirtymistesti → käyttöönotto). Käyttöönoton jälkeen paranna patruunoita/raportteja. Sadakuussa käytä infrapunaspektrografiaa. Poikkeavalle lämpenemiselle kytketään pois ja vaihdetaan nopeasti, jotta vian laajentuminen estetään.