10kV Tyynytyskytkentän lyhytsolmun syyanalyysi

1. Vika yleiskatsaus

Vuonna 2013 kesäkuussa tietyssä kaupunkialueessa tapahtui vika korkeajännitevaihtokoneessa, mikä aiheutti 10 kV -linjan katkaisun. Paikan päällä tehdyn tutkimuksen mukaan vikallinen vaihtokone oli ilmaperäinen rengasverkon korkeajännitelastivaihtokone (HXGN2-10 -malli), ja vian ominaispiirre oli kolmijänneen kaariyritys. Viattoman poistamisen jälkeen ja sähköntarjonnan palauttamisen jälkeen on huomioitava, että samantyyppiset vaihtokoneet tässä alueella, jotka otettiin käyttöön vuosina 1999–2000 (toimintakausi yli 12 vuotta, suunniteltu suurin salliittu virta 630A, todellinen toimintavirta usein ≤ 300A), ovat kokeneet useita samankaltaisia vikoja, mikä on uhka sähköverkon luotettavalle toiminnalle.

2. Ilmakehityslastivaihtojen toimintaperiaate

Ilmakehitysrengasverkkokaappi on nimetty sen ilmakehityslastivaihtolaitteen perusteella. Sen liikutettava yhteysputki toimii myös ilmakammiona – tyhjä rakenne sisältää suljetun "pisteen", jota pääakseli ohjaa suljetun ja avoimen liikkeen toteuttamiseksi. Avattaessa pisteen nopea ilman puristaminen liikutettavan yhteysputken (ilmakammion) sisällä tuuluttaa syntyneen kaaren kaarisidontaohjaimen kautta, venyttämällä kaarta siten, että se sammuu; nopea ilmavirta palauttaa nopeasti mediumin erottumispaikan sähköeristyksen, estäen kaaren uudelleensyttymisen.

Koska kyseisen laitteen kyky katkaista vianvirtaa on rajallinen (sovellettavissa vain alle 35 kV -järjestelmissä), käytetään suunnitteluratkaisua, jossa "johtoelementti eriytetään kaarien syttämiseen tarkoitettusta elementistä":

• Johtoelementti: Punakuunplommitusmuotoinen kosketinsormi + johtoputki, vastuussa virran siirtämisestä;

• Kaarien syttämiseen tarkoitettu elementti: Kupari-vaskaliittoinen kaarien syttämiseen tarkoitettu putki + kaarien syttämiseen tarkoitettu renkaas, erityisesti kaarien syttämiseen ja sammumiseen.

Avattaessa liikutettavan yhteysputken ulkopinta erottuu ensin staattisesta kosketinsormista, ja sitten kaarien syttämiseen tarkoitettu renkaas erottuu kaarien syttämiseen tarkoitetusta putkista. Kaari rajoitetaan polttoon kaarien syttämiseen tarkoitettujen komponenttien välillä, välttäen pääkosketusten vahingoittumista; liikutettava yhteysputki ja alapäätty yhdistetään punakuunplommitusmuotoisten kosketinsormien avulla varmistaakseen sähköisen yhteyden.

3. Syvempää analyysi viannäkökohtiin
(1) Alustava tutkimus (ulkopuoliset tekijät)

Tämän tyyppisen kytkimen suunniteltu suurin salliittu virta on 630A, mutta ajastin tiedot näyttävät, että alukseen lähtevän kytkimen toimintavirta on 283A, ja teoreettinen virta, joka kulkee kytkimeen matkalla, on ≤ 283A. Yhdistettynä paikan päällä olevaan ympäristöön (aurinkoiset olosuhteet, ei saastetta kaapin rungossa), voidaan suoraan sulkea pois ulkopuoliset tekijät, kuten liian suuri virta, liian suuri jännite ja saasteen silmukointi, ja vika jää itse kytkimen puutteisiin.

(2) Purkaminen ja testauksen vahvistaminen

Vikallisen kaapin purkamisen jälkeen alun perin arveltiin, että "huono yhteys liikutettavan ja staattisen kosketin välillä johtaa ylikuumenemiseen ja palamiseen", mutta ehdollinen päätelmä ei voitu tehdä kaapin vakavasta vahingosta. Siksi otettiin näyte samantyyppisistä toiminnassa olevista kytkimeistä:

• Jännitetekijä ja siltapiiri: Jännitetekijän taso oli hyväksyttävä, ja siltapiirin vastus oli 114μΩ (mukautuu teknisiin säännöksiin );

• Lämpötilan nousutesti: 30 minuutin pituisen virran nousutestin tiedot (Taulukko 1 ) osoittavat, että lämpötilan nousu on 84,2℃ 400A:ssa ja jopa 133,1℃ 630A:ssa, mikä ylittää huomattavasti kansallisen vakaan arvioinnin standardin "lämpötilan nousu ≤ 1K 1 tunnissa tai ≤ 2K 3 tunnissa".

(3) Syiden tunnistaminen

Yleiset testit ja rakenteellinen analyysi osoittavat, että vika johtuu kosketusjärjestelmän epäonnistumisesta, erityisesti ilmenee seuraavasti:

• Puutteellinen kevyysvoima: Se ei voi tehokkaasti puristaa punakuunplommitusmuotoisia kosketinsormia, mikä johtaa "pinnalliseen kosketukseen" kosketinsormien ja liikutettavan yhteysputken välillä heikentymään "viivaksi kosketukseksi", ja kosketusalaa vähenee huomattavasti;

• Puutteet valmistustarkkuudessa: Puutteellinen tarkkuus punakuunplommitusmuotoisten kosketinsormien kaari-/tasopinnan käsittelyssä pahentaa huonoa yhteyttä;

• Oksidoinnin paha kierre: Kosketinsormit ja liikutettava yhteysputki altistuvat ilmaan, ja oksidointi johtaa kosketusvastuksen kasvuun → lisääntyvään lämmitykseen → kevyysvoiman heikkenemiseen → huonompaan yhteyshenkeeseen, lopulta aiheuttaen ilmionisoituksen kaariyrityksen ja linjan katkaisun.

4. Laitteiston muutos ja optimointiratkaisut
(1) Prosessin päivitys: Tarkka hallinta kosketuksen laadusta

Kohti "huonoa yhteyttä" osoittamaa ytimekkäästä ongelmaa parannuksia tehdään materiaalin ja käsittelyn päätepisteistä:

• Keveyden valinta: Otetaan käyttöön kevyet, joilla on korkea väsymiskestävyys, varmistaaksemme vakauden kevyysvoimassa suunnitellun elinkaaren ajan (mukaan lukien suurin salliittu virta ), välttäen kosketusongelmia keveiden epäonnistumisen vuoksi;

• Kosketinsormien käsittely: Tiukasti hallitaan punakuunplommitusmuotoisten kosketinsormien kaari- ja tasopinnan käsittelytarkkuutta, varmistaaksemme täydellisen sopivuuden liikutettavan yhteysputken sylinterimäisen kaarien kanssa, poistaen piilovaarat viivaksi/ pisteksi kosketuksen, ja taataksemme kosketusten virtaylle ja lämpötilan nouseminen.

(2) Suunnittelun optimointi: Kokonaishallinta

Sisällytetään "online-valvonta" -funktio kaapin rakennemuotoon, jotta visualisoidaan tila:

• Lämpömittausikkuna ja -sonde: Asetetaan kätevä lämpömittausikkuna, asennetaan lämpömittarisonde staattiseen kosketin, ja näytetään kosketuspisteen lämpötila kaapin sisällä reaaliaikaisesti paneelin mittarin kautta;

• Datan tallennus ja varoitus: Määritetään tallennuslaitteet operointitietojen kirjaamiseksi. Vaikka laite ikääntyisi, poikkeamia voidaan tunnistaa ennakkoon datan analyysin avulla, aktivoiden korvaus- ja ylläpitoprosessin, siirtyen passiivisesta korjauksesta aktiiviseen operointiin ja ylläpitoon.

(3) Operoinnin ja ylläpidon vahvistaminen: Dynaaminen defektien hoito

Toiminnassa oleville laitteille optimoidaan operointi- ja ylläpitomenetelmiä:

• Havaintoihin ikkunan muutos: Muutetaan kiinteä havaintoikkuna liikutettavaksi, helpottamaan kaapin sisällä olevan lämpötilan valvontaa;

• Osittainen levittäminen testaamisen normalisaatio: Suoritetaan osittainen levittäminen kytkimestä huippulastiperiodeissa, jotta voidaan edelleenpoistaa eristyspuutteet ja välttää vian laajeneminen.

5. Sovelluskuvaukset ja kehitysehdotukset

Sähkönkulutuksen kasvaessa jakeluverkon päälinjat päivitetään 300-400㎡-suurempiin levinneisiin kaapeleihin, ja alukset jatkuvasti kasvavat. Ilmakehitysvalvojen riittämättömän katkaisukapasiteetin ja haavoittuvien kosketusten puutteet ovat yhä ilmeisempiä. Ehdotetaan, että:

• Skenaariojen muutos: Poistutaan linjarengasverkkojen sovelluksista ja siirrytään korkeajännitejakeluun loppu-alukseen (aluksen kapasiteetti ≤ 630kVA ), hyödyntäen sen etuja "yksinkertaisessa rakenteessa ja alhaisessa kustannuksessa";

• Teknologian uudistaminen: Linjarengasverkkoskenaarioissa annetaan etusija kytkimiin, joilla on korkeampi luotettavuus ja vahvempi katkaisukapasiteetti (kuten tyhjiölastivalvojen ) vastaamaan jakeluverkon automatisoinnin ja korkean luotettavuuden vaatimuksiin;

• Arvon jatkuva: "Prosessin päivityksen + online-valvonnan" muutoksen jälkeen ilmakehitysvalvo voi jatkaa loppulastiscenarioissa ja jatkaa sen residuaalista arvoa.