विद्युत उत्पात रोधक की विफलता विश्लेषण और रोकथाम: 10 किलोवोल्ट वितरण रोधकों की विफलता के मुख्य कारण

1. परिचय

विद्युत प्रणाली के संचालन के दौरान, मुख्य उपकरणों को आंतरिक और वातावरणीय अतिरिक्त वोल्टेज से धमकी होती है। विशेष रूप से धातु ऑक्साइड एरेस्टर (MOAs) जो उत्कृष्ट गैर-रेखीय वोल्ट-एम्पियर विशेषताओं के साथ, अपनी अच्छी प्रदर्शन, बड़ी विद्युत धारा वहन क्षमता और मजबूत प्रदूषण प्रतिरोधी क्षमता के कारण रक्षा के लिए महत्वपूर्ण हैं। हालांकि, विद्युत आवृत्ति वोल्टेज के लंबे समय तक के प्रकट होने, घटकों की गुणवत्ता, निर्माण प्रक्रियाओं और बाहरी पर्यावरण के कारण MOAs असामान्य गर्मी या विस्फोट के लिए संवेदनशील होते हैं, जिसकी वैज्ञानिक पहचान, निर्णय और रोकथाम की आवश्यकता होती है।

यह शोधपत्र किसी क्षेत्र में बड़े पैमाने पर 10 kV वितरण MOA विफलताओं पर केंद्रित है। विश्लेषण में पाया गया है कि विस्फोट एरेस्टर एक निर्माता के मॉडल पर केंद्रित हैं। इस मॉडल के तीन दोषपूर्ण-फेज और दो सामान्य-फेज MOAs को विघटित किया गया और परीक्षण किया गया ताकि कारणों और उपायों का निर्धारण किया जा सके।

2. दोष का सारांश

दोषपूर्ण विद्युत धारा विनियंत्रक 35 kV उपस्टेशन की 10 kV वितरण लाइनों पर वितरित हैं। गर्जना ऋतु में विफलताएं अधिक होती हैं, और उपस्टेशन के असामान्य/दोष रिकॉर्ड दोषपूर्ण-फेज विद्युत धारा विनियंत्रकों के साथ मेल नहीं खाते। पाँच नमूना विद्युत धारा विनियंत्रकों को सटीक संरक्षण कार्य और दोष रिकॉर्डिंग जानकारी की कमी है। बिजलीपात स्थान प्रणाली दिखाती है कि 2020 में, इस उपस्टेशन केंद्रित 10-किलोमीटर त्रिज्या में 516 बिजलीपात हुए थे।

स्थानीय स्थापन के बाद, हस्तांतरण परीक्षण किया गया (जिसमें आइसोलेशन प्रतिरोध परीक्षण, 1 mA DC संदर्भ वोल्टेज परीक्षण, और 1 mA DC संदर्भ वोल्टेज के 0.75 गुना पर लीकेज धारा परीक्षण शामिल हैं), सभी परीक्षणों के परिणाम योग्य थे।

3. विफलता का कारण विश्लेषण

तीन दोषपूर्ण-फेज विद्युत धारा विनियंत्रक (No.1, No.2, No.3) को विघटित किया गया; दो सामान्य-फेज विद्युत धारा विनियंत्रक (No.4, No.5) परीक्षण और विघटन के लिए तुलना के लिए, बड़े पैमाने पर विफलता के कारणों की पहचान करने के लिए।

3.1 अधूरी नामप्लेट जानकारी

तीन दोषपूर्ण-फेज और दो सामान्य-फेज विद्युत धारा विनियंत्रकों में: 4 का निर्माण तिथि है लेकिन श्रृंखला नंबर नहीं; 1 का श्रृंखला नंबर है लेकिन तिथि नहीं; अन्य जानकारी अपेक्षाकृत पूर्ण है।

नामप्लेट ऑपरेशन और रखरखाव कर्मियों के लिए मूल उपकरण जानकारी प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। निर्माण तिथि/श्रृंखला नंबर की कमी सेवाजीवन की गणना और गुणवत्ता ट्रेसिंग को रोकती है, जो संकेंद्रित दोष प्रबंधन को बाधित करती है।

3.2 वैरिस्टर सभी टुकड़े हैं

No.1 दोषपूर्ण विद्युत धारा विनियंत्रक का विघटन: दो इलेक्ट्रोडों के बीच 6 वैरिस्टर, जिनमें कुछ सतहों पर जलन के निशान और सफेद पाउडर है; ऊपरी/निचली सतहों के अलावा, वैरिस्टर आकार में अनियमित हैं, जिनका आकार और व्यवस्था एकसमान नहीं है। मोटाई 18 mm, 20 mm, 23 mm, और 25 mm है। तीन वैरिस्टरों के बाहरी चाप नियमित हैं (पूर्ण डिस्क-आकार/अनुलार वैरिस्टरों के बाहरी वृत्त से अनुमानित)। अन्य दो दोषपूर्ण-फेज विद्युत धारा विनियंत्रकों में समान मुद्दे मौजूद हैं।

No. 5 पूर्ण विद्युत धारा विनियंत्रक को विघटित किया गया (प्रक्रिया के दौरान कोई नुकसान नहीं, परिणाम चित्र 4 में)। अंदर: 5 वैरिस्टर टुकड़े + 3 धातु वाल्व। वैरिस्टरों की ऊपरी/निचली सतह समतल है, अन्यथा अनियमित टुकड़े, अन्य जैसे: 3 टुकड़े ~22mm मोटे, 1 20mm, 1 17mm। 3 टुकड़े नियमित बाहरी चाप दिखाते हैं (पूर्ण डिस्क/रिंग-आकार वैरिस्टरों के बाहरी वृत्त से); 2 नियमित आंतरिक चाप दिखाते हैं (पूर्ण रिंग-आकार वैरिस्टरों के आंतरिक वृत्त से)।

मानक धातु ऑक्साइड विद्युत धारा विनियंत्रकों के वैरिस्टर नियमित डिस्क, रिंग, या सिलेंडर होते हैं। उनके आकार वोल्टेज अनुपात (शेष/संदर्भ वोल्टेज), विभव ढाल, विद्युत धारा वहन क्षमता, उत्पादन सामग्री, और फायरिंग प्रक्रियाओं से निकटता से जुड़े होते हैं। कोर संयोजन से पहले, प्रत्येक वैरिस्टर पूर्ण परीक्षण (विद्युत आवृत्ति, DC, उच्च विद्युत धारा आघात, वर्ग तरंग, आदि) का अधिकार प्राप्त करता है। केवल पारित टुकड़े संयोजित किए जाते हैं।

विघटन दिखाता है कि ये विद्युत धारा विनियंत्रक असामान्य वैरिस्टर का उपयोग करते हैं: एक ही मॉडल के यूनिटों में वैरिस्टर/धातु वाल्व की गिनती असंगत है; अनियमित आकार, भिन्न विस्तार, और असमान बाहरी चाप। इसलिए, कोर नियमित वैरिस्टर (विभिन्न विशिष्टताएं/विद्युत पैरामीटर) के टुकड़ों से बनाए गए हैं, 10 kV मानक नहीं। दोषपूर्ण और सामान्य फेजों की तुलना से यह स्पष्ट होता है कि यह एक कारखाना दोष है, दोष-प्रेरित नहीं।

इस प्रकार के वैरिस्टर गैर-कार्यक्षम विद्युत प्रदर्शन रखते हैं। असमान संपर्क क्षेत्र अतिरिक्त वोल्टेज प्रतिरोध, विद्युत धारा वहन क्षमता, और स्थिरता को खराब करते हैं- आसानी से लाइन आघात के दौरान विघटन होता है।

3.3 संयोजित जैकेट की खराब सीलिंग

No. 3 दोषपूर्ण विद्युत धारा विनियंत्रक का विघटन: संयोजित जैकेट का एक सिरा इलेक्ट्रोड (चित्र 5) के साथ अच्छी तरह से सील है; दूसरा सिरा ढलाई सीलिंग की कमी है। केवल थोड़ा सीलेंट इलेक्ट्रोड-आर्क-शील्ड अंतराल में भरा है- संरक्षण के लिए अपर्याप्त, जो अंतराल और गंभीर इलेक्ट्रोड रस्ता (चित्र 6) का कारण बनता है।

यह खराब सीलिंग उत्पादन में अपर्याप्त ढलाई से आती है, दोष नहीं।

संयोजित जैकेट का एक तरफ आर्क-इसोलेटिंग सिलेंडर का ढलाई सील नहीं है, और इलेक्ट्रोड ब्लॉक की धातु फास्टनिंग सतह गंभीर रूप से रस्ता हो गई है। यह दिखाता है कि यहाँ भी सीलेंट के साथ, नमी फास्टनिंग अंतराल के माध्यम से आर्क-इसोलेटिंग सिलेंडर में घुस सकती है। संचालन के दौरान, नमी वैरिस्टर कोर संयोजन सतह से लगी रहती है, जो लीकेज धारा और प्रतिरोधी घटकों को बढ़ाती है, जो गंभीर गर्मी का कारण बनती है। लंबे समय तक काम करने से आर्क-इसोलेटिंग सिलेंडर के अंदर तापमान बढ़ता है, जो सिलेंडर दीवार को पिघला और फटा सकता है, जो धीरे-धीरे विद्युत धारा विनियंत्रक की संचालन गुणवत्ता को खराब करता है।

No. 4 विद्युत धारा विनियंत्रक की जांच के दौरान, एक इलेक्ट्रोड सिरे पर संयोजित जैकेट की असमान मोटाई पाई गई थी। एक माइक्रोमीटर ने सबसे मोटे हिस्से को 4.985 mm और सबसे पतले हिस्से को केवल 0.275 mm मापा, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है। चित्र भी दिखाता है कि जैकेट का केंद्र इलेक्ट्रोड कॉलम परफोरेशन एक मानक वृत्त नहीं है, जो यहाँ खराब सीलिंग को दर्शाता है।

संयोजित जैकेट मुख्य रूप से सिलिकोन रबर से बना होता है। इसकी असमान मोटाई उत्पादन के वल्कनाइजेशन चरण के दौरान खराब प्रक्रिया नियंत्रण और विकेंद्रित होने के कारण होती है। मानक 10 kV विद्युत धारा विनियंत्रकों के लिए, संयोजित जैकेट 3-5 mm की एकसमान मोटाई होती है। बहुत पतला सिलिकोन रबर खराब वयस्कता प्रतिरोधी होता है और फटने की प्रवत्ति रखता है। यह न केवल नमी को आंतरिक इन्सुलेटिंग सिलेंडर की सतह पर घुसने और लगने की अनुमति देता है, जो नमी-प्रेरित दोषों का कारण बनता है, बल्कि यह उपकरण के बाहरी इन्सुलेशन प्रदर्शन को भी नुकसान पहुंचाता है, जो उत्पाद गुणवत्ता को प्रतिबंधित करने का एक प्रमुख कारक बन जाता है।

3.4 मानक परीक्षणों में योग्य, विशेष परीक्षणों में अयोग्य

No. 5 सामान्य विद्युत धारा विनियंत्रक पर DC वोल्टेज संबंधी परीक्षण किया गया, जिसके परिणाम तालिका 1 में दिखाए गए हैं।

उसकी उच्च विद्युत धारा वहन क्षमता की पुष्टि करने के लिए, No. 4 सामान्य विद्युत धारा विनियंत्रक पर उच्च विद्युत धारा आघात परीक्षण किया गया। भले ही परीक्षण आघात विद्युत धारा मानक निर्दिष्ट मूल्य से बहुत कम हो, विद्युत धारा विनियंत्रक अभी भी विघटन और फटने का सामना करता है, जिसके परिणामस्वरूप परीक्षण विफल हो जाता है। विस्तृत डेटा तालिका 2 में प्रस्तुत किए गए हैं।

4. सुझाव

बोली और विद्युत धारा विनियंत्रक (विशेष रूप से वितरण नेटवर्क के लिए) की खरीद के दौरान, आपूर्तिकर्ता की योग्यता और तकनीकी विशेषताओं को स्पष्ट रूप से परिभाषित करें। परिपक्व प्रक्रियाओं और अच्छे प्रदर्शन वाले आपूर्तिकर्ताओं का चयन करें; बहुत कम-लागत बोली से बचें।

वितरण नेटवर्क विद्युत धारा विनियंत्रकों की ग्रहण के दौरान, निर्माण और संचालन इकाइयों को "पांच-पास" जैसे मानकों का पालन करना चाहिए। आइटम-द्वारा