Villámlőszer Végezeti Analízis és Megelőzés: A 10 kV Elosztási Villámlőszer Hibáinak Fő Oka

1. Bevezetés

A villamos rendszerek működése során a fő berendezések belső és atmoszferikus túlramutatásoktól származó fenyegetésekkel néznek szembe. A robbanóvédelmi eszközök, különösen a metál - óxid robbanóvédelmi eszközök (MOA) kiváló nemlineáris feszültség - áram jellemvonásaival, jó teljesítménnyel, nagy áramviselő képességgel és erős szennyeződés elleni ellenállással, kulcsszerepet játszanak a védelemben. Azonban a hosszú távú kijelöléses feszültségek hatása, valamint az alkatrész minősége, a gyártási folyamatok és a külső környezet miatt a MOA-k könnyen hajlamosak melegezésre vagy robbanásra, ami tudományos felismerést, értékelést és megelőzést igényel.

Ez a tanulmány egy régióban bekövetkezett nagy léptékű 10 kV elosztási MOA-k hibáit vizsgálja. Az elemzés szerint a robbanóvédelmi eszközök többsége egy adott gyártó termékmodelljére koncentrál. E modell három hibás fázisa és két normál fázisa bontásra került és tesztelésre került annak érdekében, hogy meghatározzák az okokat és a megoldásokat.

2. Hiba Áttekintése

A hibás robbanóvédelmi eszközök eloszlása egy 35 kV alátámasztó 10 kV elosztási vonalain található. A hibák gyakran fordulnak elő a viharos időszakban, és az alátámasztó hibás/felfedezett rekordjai nem felelnek meg a hibás fázisú robbanóvédelmi eszközöknek. Az öt mintavételi robbanóvédelmi eszköz nincs pontos védelmi művelettel és hibarekord információval ellátva. A villámlás helyzeti rendszerek szerint 2020-ban 516 villámlás történt ezen alátámasztó középpontjának 10 km sugarú területén.

A telepítés után helyszines próbák zajlottak (ami magában foglalt az izolációs ellenállás mérést, 1 mA DC referenciafeszültség mérést, és 0,75-szeres 1 mA DC referenciafeszültség melletti szivárgási áram mérést), amelyek mind elfogadható eredményeket mutattak.

3. Hibakód Okai Analízis

Három hibás fázisú robbanóvédelmi eszköz (No.1, No.2, No.3) bontásra került; két normál fázisú robbanóvédelmi eszköz (No.4, No.5) tesztelésre és bontásra került összehasonlítás céljából, hogy meghatározzák a nagy léptékű hibák okait.

3.1 Tárcsaszám Hiányzó Információ

A három hibás fázisú és két normál fázisú robbanóvédelmi eszköz között: 4-gyel van gyártási dátum, de nincs sorszám; 1-gyel van sorszám, de nincs dátum; a többi információ viszont relatív teljes.

A tárcsaszámok kulcsfontosságúak a működési és karbantartási személyzet számára, hogy megszerezze a berendezések alapvető információit. A hiányzó gyártási dátumok/sorszámok gátolják a használati élettartam kiszámítását és a minőség nyomon követését, ami akadályozza a központosított hiba kezelését.

3.2 A Varisztorok Mind Szilánkok

A No.1 hibás robbanóvédelmi eszköz bontása során: 6 varisztor található két elektrodák között, néhányukon látható égési jelek és fehér por; kivéve a relatíve lapos felső/alsó felületeket, a varisztorok alakja szabálytalan, nincs egyformán méretezve vagy elrendezve. A vastagságok 18 mm, 20 mm, 23 mm, és 25 mm. Három varisztor rendszeres külső íveket mutat (valószínűleg teljes diszkusz/gyűrű alakú varisztorok külső köréből). A másik két hibás fázisú robbanóvédelmi eszközön is hasonló problémák fellelhetők.

A No. 5 intakt robbanóvédelmi eszköz bontása (a folyamat során nincs károsodás, az eredmények a 4. ábrán). Belső rész: 5 varisztor darab + 3 fémmellék. A varisztorok felső/alsó felületei laposak, a többi részük szabálytalan szilánkok, hasonló a többihez: 3 darab ~22mm vastag, 1 darab 20mm, 1 darab 17mm. 3 darab rendszeres külső ívet mutat (teljes diszkusz/gyűrű alakú varisztorok külső köréből); 2 darab rendszeres belső ívet (teljes gyűrű alakú varisztorok belső köréből).

A szabványos metál-oxid robbanóvédelmi eszközök varisztorai rendszeres diszkuszok, gyűrűk vagy hengeresek. Azok méretei szorosan kapcsolódnak a feszültség arányhoz (maradék/referencia feszültség), potenciál gradienshez, áramviselő képességhez, alapanyagokhoz és gyújtási folyamatokhoz. A belső részek összeszerelése előtt minden varisztor teljes tesztelésre kerül (kijelöléses, DC, nagy áram impulzus, négyzet alakú hullám stb.). Csak a sikeres darabok kerülnek összeszerelésre.

A bontás során ezek a robbanóvédelmi eszközök szabálytalan varisztorokat használnak: azonos modell egységek között eltérő számú varisztorok/fémmellékek; szabálytalan alak, változó vastagság, és nem egyenletes külső ívek. Így a belső részek különböző specifikációjú és elektromos paraméterekkel rendelkező szabványos varisztorok szilánkaiból állnak, nem 10 kV szabványosak. A hibás és normál fázisok összehasonlítása megerősíti, hogy ez gyári hiba, nem hiba okozta.

Ezek a varisztorok alacsonyabb elektromos teljesítményűek. A nem egyenletes kapcsolási területek rombolják a túlramutatás elleni ellenállást, az áramviselő képességet és a stabilitást - könnyen okozhatják a vonalak túlramutatása során a lebuktatást.

3.3 Rossz Záródás Kompozit Kabátban

A No. 3 hibás robbanóvédelmi eszköz bontása: a kompozit kabát egyik vége jól záródik az elektrodával (5. ábra); a másik vége nincs öntött záródással. Csak egy kis mennyiségű záródó anyag tölti be az elektrodával-izolációs csoport közötti részt - nem hatékony a védelemre, ami réseket és súlyos elektrodarost okoz (6. ábra).

Ez a rossz záródás a gyártás során elégtelen öntözésből ered, nem hibából.

A kompozit kabát nincs öntött záródással az izolációs csoport egyik oldalán, és az elektrodablokk csavarfelülete súlyosan rostos. Ez azt mutatja, hogy még a záródó anyag esetén is a nedvesség át tud szivárogni a csavarhelyek réseiben az izolációs csoportba. A működés során a varisztorbeli részfelületeken ragaszkodó nedvesség növeli a szivárgási áramot és az ellenállási összetevőket, ami súlyos melegezést okoz. A hosszú távú működés során a hőmérséklet növekedése a izolációs csoporton belül lebukhatja és robbanthatja a falat, ami lassan rombolja a robbanóvédelmi eszköz működési minőségét.

A No. 4 robbanóvédelmi eszköz vizsgálata során azonosították a kompozit kabát egyik elektrodafelületén a nem egyenletes vastagságot. Mikrométerrel mérve a legvastagabb rész 4,985 mm, a legcseppesebb csak 0,275 mm, ahogy a 7. ábra mutatja. Az ábra továbbá azt is mutatja, hogy a kabát középső elektrodacsavarka lyuknem egy standard kör, ami rossz záródást jelent itt.

A kompozit kabát főleg silikon gumiból készül. A nem egyenletes vastagság a gyártási folyamat szabályozásának hiányában és a vulkanizálási szakasz során fellépő excentricitásból ered. A szabványos 10 kV robbanóvédelmi eszközök esetén a kompozit kabát 3-5 mm egyenletes vastagságú. A túl cseppes silikon guminál gyenge az öregedés elleni ellenállás, és könnyen rikkant. Nem csak a nedvesség átengedését és a hővezető csoport felületéhez való ragaszkodását okozza, ami nedvesség okozta hibákat eredményez, de a berendezés külső izolációs teljesítményét is rombolja, ami a termékminőség korlátozó tényezője lesz.

3.4 Rendben a Szabványos Próbákban, Nem Rendben a Speciális Próbákban

DC feszültség kapcsolatos próbatétel került végrehajtásra a No. 5 normál robbanóvédelmi eszközön, az eredmények a 1. táblázatban láthatók.

Az áramviselő képesség ellenőrzésére a No. 4 normál robbanóvédelmi eszközön nagy áram impulzus próbatételt végeztek. Még akkor is, amikor a próbatételi impulzusáram messze alatta volt a szabványban meghatározott értéknek, a robbanóvédelmi eszköz lebukásra és szétszóródásra került, ami sikertelen próbatételt eredményezett. A részletes adatok a 2. táblázatban láthatók.

4. Javaslatok

A robbanóvédelmi eszközök (különösen a hálózati elosztó hálózatok) licitezése és beszerzése során világosan definiálják a szállítók kvalifikációját és a technikai specifikációkat. Válasszon olyan szállítókat, akik madurat folyamatokkal és jó teljesítménnyel rendelkeznek; kerülje a túl olcsó ajánlatokat.

A hálózati elosztó robbanóvédelmi eszközök elfogadásánál a kivitelezési és üzemeltetési egységeknek a “Öt Passz” és hasonló szabványok szerint kellene dolgoznia. Végzzen elemrészleti ellenőrzéseket, tartsa meg a gyári próbatétel jelentéseket, hogy biztosítsa a megfelelőségi arányokat.

Használja a tartományi anyagtani ellenőrző központok tesztplatformjait. Végzzen mintavételi teszteket (AC/DC, nagy áram impulzus, záródás) a 10 kV robbanóvédelmi eszközökön, hogy blokkolja a nem megfelelő termékek hálózatra való csatlakoztatását.

A telepítés után, a bekapcsolás előtt szigorúan kövesse a GB 50150—2016 szabványt a helyszines próbatételre. Adjon ki szabványos jelentéseket, és tartsa meg a szükséges archiválási követelmények szerint. Biztosítson teljes folyamatú adatkezelést (gyártás → szállítás → elfogadás → átadási próbatétel → bekapcsolás). A bekapcsolás után növelje a járőrmezők/rekordok számát. A viharos időszakban használjon infravörös képeket. A hipermelegezés esetén kapcsolja ki és cserélje le a berendezést, hogy megelőzze a hiba kiterjedését.