Analysoi tukirunkojen eristinrakennelmien purkuvirheet monipuolisilla menetelmillä

Tilanteen yleiskatsaus

Tietyssä alijärjestyslaitoksessa AC-komissionoinnin aikana tapahtui pylväsisolatorin sähkövirtahdysvirhe. Tarkempi virhetilanne oli seuraava:
Kun 500 kV AC-pistokeiden kytkentä suljettiin ja bussiputki varmistettiin, bussin kaksinkertainen bussierottelusuojitus toimi ja pistoke katkaisi. Virheessä oli B-faasi, ja virhevirta oli 5 760 A. Kaasukammion SF₆-kaasun kaasuanalyysi tehtiin, ja SO₂-pitoisuus oli 5,3 μL/L (standardi on 2 μL/L).

Pylväsisolatorin rakenne

Kaasukammiossa on kolme pylväsisolatori, hiukkastapat, vetolevyjä jne. Kuvan 1 mukaan kokoonpanon aikana kolme pylväsisolatori ja hiukkastapat kiinnitetään ensin metalliseen vetolevyn nippuun mutterilla. Suojakansi asennetaan isolatorin keskelle olevaan metalliseen lisättynsä mutterilla. Lisättynsä liitetään isolatorioon vuotaimalla. Kokoonpanon jälkeen se kiinnitetään putkibussin flanssiin vetolevyn muttereilla. Isolatorin päämateriaali on epoksiharja, hiukkastapana on leppoalumiinia, ja rajapohja on eristämateriaalia.

Pylväsisolatorin tärkein tehtävä on tukea sisäistä johtoa eikä se eriste kaasukammioita. Kun laite toimii normaalisti, pylväsisolatoria rasittaa tasaisesti vakioitu kaasupaine, kuten kuvassa 2. Toisaalta, kolmen pylväsisolatorin sähkökenttäjakautuminen on erittäin epätasainen. Metallisen lisättynsän ja epoksiharjan välillä oleva sähkökenttävoima on suhteellisen korkea. Tämä epätasainen jakautuminen johtaa merkittävään paikalliseen latausten kertymiseen pylväsisolatoriin. Muun muassa ulkopuolisten esineiden tai muiden tilanteiden aikana voi tapahtua sähkövirtahdys.

Ulkomuodonsuureiden uudelleenmittaus

Virheellinen pylväsisolatori palautettiin tehdaseen ulkomuodonsuureiden uudelleenmitatusta ja ulkonäön tarkastamista varten. Virheellinen bussipylväsisolatori pyyhkäistiin hieman ja merkit pullosoitiin. Pylväsisolatorin pinta oli kunnossa, eikä siitä löytynyt näkyviä revityksiä, kuplia tai muita poikkeamia.

Piirustusten mukaisesti useita pylväsisolatorin, hiukkastapat, suojakansi, vetolevyjen ynnä keytensuureita mitattiin uudelleen. Tämä sisälsi monien mittojen, kuten pylväsisolatorin kolmen jalankulman välistä etäisyyttä, ympärysmittoja ja kulmia, uudelleenmittauksen. Kaikki mitat olivat hyväksyttäviä.

Väriimuritutkimus

Pylväsisolatorille tehtiin väriimuritutkimus. Puhdistamisen ja polkemisen jälkeen tutkimus tehtiin. Puhdistusaine sprayattiin paperille, ja sitten imurin pinta pyyhkäistiin puhtaaksi. Säpsäilevällä tarkkuudella ei havaittu väriimurin tihenevää, eikä väriimuritutkimuksessa löytynyt poikkeamia.

Röntgen- ja teollinen CT-tutkimus

Pylväsisolatorille tehtiin röntgentutkimus. Pylväsisolatori kierrettiin 360° tutkimusta varten, eikä huonoa sidontaa, kuplia tai revityksiä havaittu.
Pylväsisolatorille tehtiin teolliset CT-tutkimukset. Sisäinen eristämateriaali oli yleisesti tasainen, eikä havaittu ilmakehukoita, revityksiä, impuriteetteja tai muita defektejä. Eristämateriaalin ja epoksiharjan välillä ei ollut huonoa sidontaa, eikä keskisen sylinterin ja epoksiharjan välilläkään.

Mekaaniset ominaisuustestit

Pylväsisolatorille tehtiin mekaanisia ominaisuustestejä, mukaan lukien painepistetesti (12 kN, paine 30 min) ja venymistesti (15 kN, paine 30 min). Pylväsisolatorin pinta tarkastettiin poikkeamia, revityksiä tai vaurioita varten. Mekaanisissa ominaisuustesteissä ei havaittu poikkeamia.

Eristysominaisuustesti

Pylväsisolatorit koottiin bussitestitilaan uusilla hiukkastapeilla ja vanhoilla hiukkastapeilla (polkettuina), jotka palautettiin paikalta, ja täytettiin 0,5 MPa SF₆-kaasuun sisäpuolelle.
Ensimmäiseksi arviointi tehtiin tehtaan sähköpurkavirtatestimenetelmän mukaan: verkkovirtapurkavirta (740 kV 1 min - 381 kV 5 min) ja ukkosimpulssi (±1675 kV, kolme kertaa); sitten arviointi tehtiin paikan päällä sähköpurkavirtatestimenetelmän mukaan: verkkovirtapurkavirta (318 kV 5 min - 550 kV 3 min - 740 kV 1 min - 381 kV 45 min). Kaikki testitulokset olivat normaaleja, eikä purkavirtaa tai poikkeamia havaittu.

Virheen toisto-testi

Yllä mainitun pylväsisolatorin analyysin perusteella pääteltiin, että pylväsisolatorin suunnitteluvaiheessa tai valmistusvaiheessa ei löydetty virheongelmia. Alustavasti arvioitiin, että asennuksen aikana pylväsisolatorin pinnalle saattaneet joutuneet ulkopuoliset esineet aiheuttivat sähkövirtahdyn. Varmistaaksemme onnettomuuden syyn analysointia varten, ottaen huomioon mahdolliset ulkopuolisten esineiden piilopaikat ja liiviöljyn käyttämättä jättämisen, toistotestit tehtiin eri työoloissa, mukaan lukien: 1/3 liiviöljyä pylväsisolatorille (ei purkavirtaa), 1/2 liiviöljyä pylväsisolatorille (ei purkavirtaa), 2/3 liiviöljyä pylväsisolatorille (ei purkavirtaa), 1/3 liiviöljyä pylväsisolatorille ja tuulenpoisto (pöly pylväsisolatorille, ei purkavirtaa) jne.

Yllä mainittujen työolosuhteiden alla tehtyjen toistotestien tulosten perusteella voidaan päätellä, että yksittäinen liiviöljyn saaste tai metallinen ulkopuolinen esine ei todennäköisesti aiheuttaisi pylväsisolatorin pinnan sähkövirtahdyksen murtoa; verkkovirta-anomalioiden käsittelyssä sekä keskisen lisättynsän että maajännitelisen lisättynsän pinnalla on selvästi palama-merkkejä; ukkosimpulssianomalioiden käsittelyssä keskisen lisättynsän pinnalla on palama-merkkejä, mikä on samankaltainen kuin paikan päällä havaittu virhe.