ניתוח כישלונות והגנה על מגיני מתח: הגורמים העיקריים לקלקולים במגני מתח של תשתית 10 ק"ו

1. מבוא

במהלך פעולת מערכת החשמל, המתקנים העיקריים נמצאים תחת איום מיתר לחץ פנימי ומתחי אטמוספירה. מגיני מתח, במיוחד מגיני מתח מבוססי חומרים מתכתיים (MOAs) בעלות מאפיינים לא ליניאריים מצוינים של מתח-אמפר, הם חיוניים להגנה בשל ביצועיהם הטובים, יכולת נשיאת זרם גבוהה ועמידות חזקה בפני זיהום. עם זאת, החשיפה הארכה למתחי רשת, יחד עם איכות המרכיבים, תהליכי ייצור והסביבה החיצונית, גורמים ל-MOAs להיות פגיעים לשימורים או התפוצצות חריגים, מה שדורש הזדהות, שיפוט ושיטות מניעה מדעיות.

המאמר מתאר כשלים גדולים של MOA לתפוצה ב-10 kV באזור מסוים.석 분석 결과, 파손된 피복은 특정 제조사의 모델에 집중되어 있음이 나타났습니다. 이 모델의 세 개의 고장상위와 두 개의 정상상위 MOA를 분해하고 테스트하여 원인과 대책을 파악하였습니다.

2. סקירת תקלה

מגני מתח פגומים מתפשטים על קווי הפצה של 10 kV של תחנת משנה של 35 kV. התקלות שכיחות בעונת ברקים, והרשומות הלא תקינות/תקלות של תחנת המשנה אינן מתאימות למגני מתח פגומים. חמישה מגיני מתח שנבדקו אינם כוללים מידע מדויק על פעולה הגנתית ובין-תקלות. מערכות מיקום ברקים מראות כי בשנת 2020 היו 516 פגיעות ברק ברדיוס של 10 ק"מ סביב תחנת המשנה הזו.

לאחר התקנה במקום, נערכו מבחני מסירה (כולל בדיקת עמידה במתח, בדיקת מתח ייחוס DC של 1 mA, ובדיקה של זרם נזילה ב-0.75 מתח ייחוס DC של 1 mA), כל המבחנים הסתיימו בהצלחה.

3. ניתוח סיבת הכשל

שלושה מגיני מתח פגומים (מס' 1, מס' 2, מס' 3) נפרדו; שני מגיני מתח תקינים (מס' 4, מס' 5) עברו מבחנים ונפרדו לצורך השוואת סיבות לכשלים גדולים.

3.1 מידע תווית לא מלא

מבין שלושה מגיני מתח פגומים ושניים תקינים: ארבעה יש להם תאריך ייצור אך ללא מספר סידורי; אחד יש לו מספר סידורי אך ללא תאריך; המידע האחר הוא יחסי מושלם.

תווית היא קריטית לעובדי הפעלה ואחזקה כדי לקבל מידע בסיסי על המתקן. חוסר בתאריכי ייצור/מספרים סידוריים מפריע לחישוב משך חיים ולמעקב אחר איכות, ומדוכא ניהול 缺少希伯来语翻译的部分。让我继续完成翻译：

תווית היא קריטית לעובדי הפעלה ואחזקה כדי לקבל מידע בסיסי על המתקן. חוסר בתאריכי ייצור/מספרים סידוריים מפריע לחישוב משך חיים ולמעקב אחר איכות, ומדוכא ניהול מוקדים תקלה מרוכז.

3.2 כל הווריסטורים הם חלקים

הפרדת מגן המתח המוגמל מס' 1 חושפת: 6 וריסטורים בין שני אלקטרודות, חלקם עם סימני שריפה ובקבקב לבן על חלק מהמשטחים; מלבד המשטחים העליונים והתחתונים הדומים, הווריסטורים הם בלתי סדירים בצורה, ללא גודל אחיד או 배열. העוביים כוללים 18 מ"מ, 20 מ"מ, 23 מ"מ ו-25 מ"מ. שלושה וריסטורים בעלי קשתות חיצוניות רגילות (כנראה מהקשתות החיצוניות של וריסטורים בצורת דיסק או טבעת שלמים). בעיות דומות קיימות בשני מגני המתח המוגמלים האחרים.

המגן המתח השלם מס' 5 נפרק (ללא נזק במהלך התהליך, תוצאות בתמונה 4). בתוך: 5 חלקים של וריסטורים + 3 פסלי מתכת. הווריסטורים הם בעלי משטחים עליונים ותחתונים שטוחים, חלקים בלתי סדירים אחרת, דומים לאחרים: 3 חלקים בעובי של כ-22 מ"מ, 1 בעובי של 20 מ"מ, 1 בעובי של 17 מ"מ. שלושה חלקים מראים קשתות חיצוניות רגילות (מתוך הקשתות החיצוניות של וריסטורים בצורת דיסק או טבעת שלמים); שניים מראים קשתות פנימיות רגילות (מתוך הקשתות הפנימיות של וריסטורים בצורת טבעת שלמים).

וריסטורים של מגיני מתח מתכות אוקסידים סטנדרטיים הם דיסקים, טבעות או צילינדרים רגולריים. מידותיהם מקושרות באופן הדוק ליחס מתח (מתח שאריות/מתח ייחוס), שדה פוטנציאל, יכולת נשיאת זרם, חומרים גולמיים ותהליכי ייצור. לפני אסSEMBLY, כל וריסטור עובר מבחנים מלאים (מחזורית, DC, מכה זרם גבוהה, גל מרובע, וכדומה). רק החלקים שעברו את המבחנים מרכבים.

הפרדה מראה שהמגנים הללו משתמשים בווריסטורים לא סטנדרטיים: מספר בלתי אחיד של וריסטורים/פסלי מתכת בין יחידות דגם זהה; צורות בלתי סדירות, עוביים משתנים וקשתות חיצוניות לא אחידות. לכן, הליבות מreassembled מחלקים של וריסטורים סטנדרטיים (עם פרמטרים חשמליים שונים), ולא מוווריסטורים סטנדרטיים של 10 kV. השוואת פאזה פגומה לעומת פאזה תקינה מאמתת שזהו פגם מפעל, ולא הנגרם מתקלה.

וריסטורים כאלה יש להם ביצועים חשמליים גרועים. שטחי מגע לא אחידים מצריכים את ההתנגדות למתח גבוה, יכולת נשיאת זרם ואיכות יציבה—מה שיכול לגרום לפירוק במהלך מכות בקו.

3.3 הדבקה לקויה של ג'קט מורכב

הפרדת מגן המתח המוגמל מס' 3: אחד קצות הג'קט המורכב מוזהם היטב עם האלקטרודה (תמונה 5); הקצה השני חסר הדבקה מוזהמת. רק קצת חומר הדבק ממלא את הפער בין האלקטרודה לבין מגן הקשת—ineffective for protection, causing gaps and severe electrode rust (Fig. 6).

הדבקה לקויה זו נובעת מחוסר בחיזוי בהפקה, ולא מתקלה.

הג'קט המורכב אינו כולל הדבקה מוזהמת על צד אחד של מגן הקשת, והמשטח המנוקב של בלוק האלקטרודה הוא קורסץ' קשה. זה מראה שאפילו עם חומר הדבק, לחות יכולה להחדור למגן הקשת דרך פערים במשטחים המנוקבים. במהלך הפעלה, לחות המצמיחה על משטח אסSEMBLY של ליבת הווריסטור מגבירה את זרם הנזילה ואת המרכיבים התנגדותיים, גורמת לחום חמור. פעולה לאורך זמן גורמת לעלייה בטמפרטורה בתוך מגן הקשת, אולי מזיקה ופורצת את קיר המגן, מזיקה בהדרגה את איכות ההפעלה של מגן המתח.

בבדיקה של מגן המתח מס' 4, נמצא כי הג'קט המורכב אינו אחיד בעובי בקצה האלקטרודה. מיקרומטר מדד את החלק העבה ביותר ב-4.985 מ"מ והחלק הדק ביותר רק ב-0.275 מ"מ, כפי שמוצג בתמונה 7. התמונה גם מראה כי המחור של טור האלקטרודה המרכזי בג'קט אינו עיגול סטנדרטי, מה שמראה על הדבקה לקויה כאן.

הג'קט המורכב עשוי בעיקר מסיליקון. אי אחידות בעובי שלו נובעת מחוסר בקרה בתהליך ובאי מרכזיות בשלבי הרתחה בהפקה. עבור מגיני מתח סטנדרטיים של 10 kV, הג'קט המורכב הוא בעובי אחיד של 3-5 מ"מ. סיליקון הדק מדי מפגין עמידות גרועה באזדקנות ורגיש לקרעים. הוא לא רק מאפשר לחות לחצות ולהצטבר על פני השטח של צינור ההבודד, גורם לתקלות כתוצאה מלחות, אלא גם עלול לפגוע בביצועי ההבודד החיצוני של המתקן, ומשתלב כגורם מרכזי המגביל את איכות המוצר.

3.4 תקין במבחנים קונבנציונליים, לא תקין במבחנים מיוחדים

נערך בדיקת מתח DC על מגן המתח התקין מס' 5, עם תוצאות המוצגות בטבלה 1.

כדי לבדוק את יכולת הנשיאה הגבוהה של זרם, בוצע מבחן מכה זרם גבוה על מגן המתח התקין מס' 4. אפילו כאשר זרם המכה במבחן היה הרבה מתחת לערך המוגדר בתקנון, המגן עדיין עבר פירוק ושבר, מה שהוביל למבחן נכשל. נתוני מפורט מוצגים בטבלה 2.

4. המלצות

במכרזים ורכישות של מגיני מתח (במיוחד לרשתות הפצה), יש להגדיר secara jelas kualifikasi pemasok dan spesifikasi teknis. Pilih pemasok dengan proses yang matang dan kinerja yang baik; hindari penawaran harga terlalu rendah.

בשלב קבלה של מגיני מתח לרשת הפצה, היחידות הבנויות והמבצעיות צריכות לעקוב אחר תקנים כמו "חמשת המעברים". בצע בדיקות פריט אחר פריט, שמרי דו"חות מבחן מפעל כדי להבטיח שיעור תקינות.

השתמש בפלטפורמות בדיקה של מרכזי חומרים מחוזיים. בצע בדיקות דגימה (AC/DC, מכה זרם גבוהה, הדבקה) עבור מגיני מתח של 10 kV כדי למנוע מוצרים לא תקינים מהחיבור לרשת.

אחרי התקנה, לפני הכנסת המתקן לפעולה, עקוב בקפידה לפי GB 50150-2016 לבדיקות במקום. פרסם דו"חות סטנדרטיים, שמור לפי הדרישה. ודא ניהול נתונים מלא בתהליך (ייצור -> תעבורה -> קבלה -> בדיקת מסירה -> כניסה לפעולה). אחרי כניסת המתקן לפעולה, 강화 순찰 및 기록. 우기에는 적외선 이미징을 사용하세요. 이상 발열이 발견되면 즉시 전원을 차단하고 교체하여 고장 확장을 방지합니다.