Предотвращение отказов изоляции КРУ: основные причины

1. Недостаточное расстояние по поверхности или воздушный зазор

Недостаточное расстояние по поверхности и воздушные зазоры являются основными причинами отказа изоляции и аварий в кольцевых магистральных устройствах (RMU) с твердой изоляцией. Особенно в выдвижных шкафах, производители уменьшают размер шкафа, минимизируя пространство для автоматических выключателей, что значительно снижает изоляционные расстояния между контактами разъемов и землей. Без надлежащего усиления изоляционной структуры такие конструкции увеличивают риск пробоя при перенапряжении.

2. Плохое соединение контактов

Недостаточное давление контакта или плохое соединение приводит к локальному повышению температуры. В тяжелых случаях подвижные части могут выгореть, вызывая замыкания на землю или дуговые разряды, что в конечном итоге приводит к пробою изоляции. Известны случаи возгораний и взрывов на разъединителях подстанций из-за перегрева металлических заусенцев, вызывающих короткие замыкания.

3. Влияние окружающей среды

Условия эксплуатации являются ключевым фактором в отказах изоляции. Увеличение загрязнения воздуха постепенно загрязняет изоляторы, вводы и шины, снижая поверхностную изоляционную способность и увеличивая риск трекинга и пробоя, особенно в влажных или прибрежных районах.

4. Проблемы производства и сборки

Качество производства и сборки существенно влияет на общую диэлектрическую прочность RMU с твердой изоляцией. Некоторые компоненты могут проходить индивидуальные испытания на прочность, но плохая интеграция может помешать всей системе пройти системные испытания. Неравномерно затянутые крепежные винты могут выступать после затягивания, уменьшая изоляционные зазоры и вызывая концентрацию электрического поля. Кроме того, низкокачественные опорные фарфоровые колонки с плохой динамической стабильностью могут треснуть под воздействием тока короткого замыкания, вызывая каскадные отказы.

5. Рекомендации по проектированию

Проектировщики RMU с твердой изоляцией должны выбирать высоконадежные коммутационные компоненты и обеспечивать достаточный уровень изоляции для достижения бесперебойной работы без обслуживания. Главная цепь полностью заключена в расширенный корпус, изолированный от внешних факторов окружающей среды. Герметичная камера может быть заполнена SF₆ или азотом — газами без кислорода — с контролируемым низким содержанием влаги, предотвращая деградацию изоляции из-за загрязнения или конденсации, а также избегая коррозии металлических частей, вызванной окислением.