Foutanalyse en verbeteringsmaatregelen voor de VS1 indoor hogespannings vacuümschakelaar
De VS1 indoor hogespannings vacuümschakelaar is een inwendig schakelapparaat dat wordt gebruikt in 12 kV energie systemen. Vanwege de uitstekende prestaties is het bijzonder geschikt voor plaatsen waar frequent bedienen op de nominale werkingstroom of meerdere onderbrekingen van kortsluitstroom nodig zijn. Het bedieningsmechanisme van de VS1 indoor hogespannings vacuümschakelaar is geïntegreerd met het schakelaarlichaam.
Het kan niet alleen worden gebruikt om een trolley-eenheid te vormen met een speciaal aandrijfmechanisme, maar ook als een vaste installatie-eenheid. Bovendien kan de vaste schakelaar de betrouwbaarheid van de mechanische interlock verbeteren. Dit artikel analyseert een brandfout van een VS1 vacuümschakelaar en stelt verbeteringsmaatregelen voor in termen van materiaalkeuze, installatie, bediening en onderhoud voor referentie.
1. Foutsituatie
In april 2024 viel schakelaar nummer 224 (VS1 vacuümschakelaar) van de X-condensatorbank in een 220 kV substation uit door een fout. Na inspectie door de ter plaatse opererende personeelsleden bleek dat de bewegende en statische contacten en de contactarmen van fase W van de schakelaar ernstig waren verbrand en niet meer konden worden heringebruikt. De situatie werd onmiddellijk gerapporteerd. Na aankomst van het onderhoudspersoneel op de plaats, en met goedkeuring van de dispatchingafdeling, werden schakelaar nummer 224 en de 10 kV busbar afgesloten.
Op dezelfde dag om 13:00 uur werd een noodherstelorder ingevuld voor het afhandelen van de defect. Het onderhoudspersoneel inspecteerde de relevante delen van de foute schakelaar ter plaatse en vond dat de bewegende en statische contacten van fase W van schakelaar nummer 224 en de contactdoos in het kastje ernstig waren verbrand.
2. Analyse van de foutoorzaak
Schakelaar nummer 224 van de X-condensatorbank heeft een model VS1-12/T1250-25 en werd in gebruik genomen op 3 juni 2005. Na een grondige inspectie wordt de volgende analyse van de ongevalssituatie gemaakt op basis van de daadwerkelijke situatie ter plaatse:
Hoofdoorzaak: Het verouderen van de veer van het pruimencontact van het schakelaarlichaam is de hoofdoorzaak van dit ongeval. Tijdens het onderhoudsproces ter plaatse vond het onderhoudspersoneel dat het meest ernstig verbrande onderdeel de veer van het pruimencontact was. De situatie ter plaatse was dat de meeste deel van de veer van het bewegende contact van fase W volledig gesmolten was, en de veer van het bewegende contact van fase V was verzacht. Door vergelijking van de oude en nieuwe contacten kan men zien dat, vanwege de lange bedrijfstijd van schakelaar nummer 224, de veer van het oude contact sterk verouderd was, wat leidde tot een daling van de contactdruk van het bewegende contact en een toename van de contactweerstand, wat geneigd is om oververhitting te veroorzaken. Tegelijkertijd, omdat de schakelaar van de condensatorbank hoge eisen stelt aan de onderbrekingscapaciteit van grote stromen en de schakeling van de condensator relatief frequent is, kan tijdens het onderbrekenproces gemakkelijk de bewegende en statische contacten slecht contact maken, wat ook leidt tot het verouderen van de veer en valse verbindingen, wat resulteert in het verbranden van de contacten.
Bijzaak: De lange bedrijfstijd van het schakelaarlichaam en de oscillatieverschuiving van de wagentjes zijn de bijzaken van dit ongeval. Schakelaar nummer 224 is langdurig in bedrijf of warm stand-by geweest. Tijdens het schakelen van de condensatorbank trilt het schakelaarlichaam, waardoor het wagentje licht verschuift, wat leidt tot verschuiving van het contact tussen de driefase bewegende en statische contacten. Toen het onderhoudspersoneel ter plaatse de in- en uitschuifoperaties uitvoerde, ontdekten ze dat er een zekere kloof was tussen het wagentje en de kastbaan. Tijdens de lange-termijn schakelbewegingen van de schakelaar kan het wagentje verschuiven (door vergelijking van de verbrande fase W met de andere twee niet-foutieve fasen, kan deze conclusie worden getrokken. De veer en de contactvingers van het bewegende contact van fase V waren verzacht, terwijl het bewegende contact van fase U helemaal niet veranderd was). Op basis van deze beoordeling, toen het ongeval plaatsvond, was de contactgrootte van de bewegende en statische contacten van fase U normaal, de contacten van de bewegende en statische contacten van fase V waren iets ondieper, en fase W was in valse verbinding of had een ongeschikte contactgrootte.
3. Foutafhandelingssituatie
Het onderhoudspersoneel verving de bewegende en statische contacten van fase W van schakelaar nummer 224 en de contactdoos in het kastje ter plaatse. Na voltooiing voerden ze mechanische kenmerktests en contactweerstandsmetingen uit op schakelaar nummer 224. Tegelijkertijd voerden ze spanningstandaardtests uit op de 10 kV busbar en schakelaar nummer 224. Alle tests waren succesvol, voldoende voor inbedrijfstelling. De energietoevoer werd hersteld om 17:00 uur op dezelfde dag.
4. Verbeteringsmaatregelen
Materiaalkeuze: Strenge controle op de materiaalkeuze van alle componenten van de ingangsvacuümschakelaar. Voor de keuze van het materiaal en de mechanische afmetingen van componenten zoals pruimencontacten, bedieningsmechanismen en secundaire stoppen, strikt volgen van de technische vereisten van het product om de betrouwbaarheid van de apparatuur te verbeteren.
Installatieproces: Versterken van het installatieproces van de trolley en de kast van de vacuümschakelaar. De trolley en de schakelaar moeten stevig en betrouwbaar worden geïnstalleerd. De trolley moet flexibel in- en uit de kast kunnen bewegen zonder vast te lopen. Wanneer de trolley in de bedienings-, onderhouds- of standbypositie is, moet hij stevig vastzitten. Tegelijkertijd moeten de contactdruk en de inschuifdiepte van de bewegende en statische contacten voldoen aan de technische vereisten van het product. Onvoldoende contactdruk of oscillatieverschuiving is strikt verboden.
Apparatuurinspectie: Versterken van de inspectie van de apparatuur. Versterken van de algemene inspectie van de 10 kV condensatorbank schakelaars met VS1 vacuümschakelaars in de kast. Regelmatige inspecties uitvoeren volgens het aantal schakelbewegingen om ervoor te zorgen dat de contactdruk van de bewegende en statische contacten voldoet aan de eisen voor veilige en stabiele werking van de apparatuur.
