Skyrturavarnarannsókn á 10kV pústhráskrifanlegu hleðsluskiptara

1. Villuleitisskipting

Í júní 2013 kom upp villuleit í háspennaðri skiptastöð í einhverju bænum, sem valdi að 10kV lína fyrirleiti. Á staðsýn var ávísuð að villuleitarinni hafði verið í loftskeiða háspennuskiftara (HXGN2 - 10 tegund), og villuleitarkennið var þriggjafásar bogaleit. Eftir að villa var eytt og rafmagnsgjöld endursett, skal athuga að sama gerð skiftara í þessum svæði, sem sett var í virkni á milli 1999 og 2000 (með virknitíma yfir 12 ár, hönnuð með raðspennu 630A, en með raunverulegu spennu mest ≤ 300A), hefur orðið viðlíkur villuleiti oft, sem mynda trúa á rafmagnsgjalds.

2. Virkni loftskeiða gengiskiptaskiptara

Loftskeiðahringnet er kennt vegna þess að það sé búið við loftskeiðagengiskiptaskiptara. Færileitarrótin hans virkar líka sem lofttankur - hóllstrúktúr hans inniheldur lokkuðan “pistón”, sem er dreginn af aðalaxli til að ná línulegri færslu til að loka eða opna. Þegar hann opnar, pressar pistóninn fljótlega loftið í færileitarrótina (lofttankann), og pressuðu loftið blást á bógleit sem uppkomur við að skeiðaskiptaskiptararnir skilast, með því að draga bóglina; hraða loftstraumarinn endurná lyktarmagn miðilsins í brotinu, sem forðast að bóglinn ferðast aftur.

Vegna takmarkaðrar virkni skiptarans til að bresta villuleitarstrauma (einkum við notkun undir 35kV), er valin hönnunarleiðbeining um að “skipta leiðandi efstu og bógleitaratri”:

• Leiðandi efstu: Rauður kofuklófi formiðar skiptarskáp + leiðandi rót, ábyrgur fyrir straumleið.

• Bógleitaratri: Kofur/volframi alléytt bógleitarasteinn + bógleitararingur, sérstaklega til að búa til og drepa bóga.

Þegar hann opnar, skilast ytri borða færileitarrótarins fyrst frá stöðugum skiptarskápum, svo kemur bógleitararingur frá bógleitarasteini. Bóginn er takmarkaður til að brenna á milli bógleitaratri, sem forðast skemmu á aðalskiptasambandum; færileitarrótin og neðri endapunkturinn eru tengdir með kofuklófa formiða skiptarskáp til að tryggja rafmagnsleið.

3. Djúpreg greining á orsökum villuleita
(1) Upprunalegar rannsóknir (útanaðkomandi þættir)

Hönnuð raðspenna þessa gerðar skiptara er 630A, en útsendingargögn sýna að spennan sem fer út af skiptara á undirstöðu er 283A, og raunveruleg spenna sem fer í gegnum skiptara á leiðinni er ≤ 283A. Samanburður við staðbundið umhverfi (sóllegt veður, engin mótsæi á skiptarakassanum), geta útanaðkomandi þættir eins og ofrspenna, ofrvolt og mótsæi beint verið sleppt, og villuleitinn er tildráður til skemmunar á sjálfum skiptara.

(2) Afla og prófatækni

Eftir að afla villuleitarinni, er upphaflega spekuléruð að “þætta tengsl milli færileitarrótarins og stöðugra skiptarskápalegra leidist að ofuhiti og brennu”, en fast ályktun má ekki draga vegna alvarlegrar skemmu á skiptarakassanum. Því er úrtakstillraun gerð á sama gerð skiptara í virkni:

• Spenningaþoli og lykkjuspenning: Spenningaþolsnám er rétt, og lykkjuspenningur er 114μΩ (samsvarar teknilegum reglum);

• Hitastigapróf: 30 mínútur straumstigaprófsgögn (Tafla 1) sýna að hitastiginn ná 84.2℃ við 400A og 133.1℃ við 630A, sem er mikið ofur landsdæmi fyrir stöðugt ákvörðun á “hitastig ≤ 1K á 1 klukkustund eða ≤ 2K á 3 klukkustundir”.

(3) Greining á grunnþættum

Samþætt próf og stillingar greining sýna að villuleitinn kemur frá misfalli í tengslakerfinu, sérstaklega framkvæmt sem:

• Ofur fjölgæði hringla: Getur ekki ákvirkilega samþykt kofuklófa formiða skiptarskáp, sem valdi að “borðatengsl” milli skiptarskápalegra og færileitarrótarins breyttist í “línutengsl”, og margfölduðu minnkvaðu tengslsvæði;

• Skemmur í tölvuprófunni: Ekki nógu nákvæm tölvuprófun á kofuklófa formiða skiptarskáp hevjar þætta tengsl;

• Oxidation vicious cycle: Skiptarskápalegrar og færileitarrótin eru birt í lofti, og oxidation valdi að þætta spenna ökubæði - aukin hita - aukin falla í hringla - værra tengsl, sem í lokvalda að loftið ionizera og boga brenna og línan fyrirleiti.

4. Vélarbreyting og bestunaráætlun
(1) Framferðarbreyting: Nákvæm stjórn á tengslgæði

Með tilliti til kerfisvilla “þætta tengsl”, eru breytingar gerðar á efstu og tölvuprófunar enda:

• Val hringla: Nota hringla með hágæða fatösku til að tryggja stöðug hringlaþyngd innan hönnunar lífs (með tákni að laga og bresta raðspenna), sem forðast tengslproblem sem koma af hringla missönnu;

• Tölvuprófun skiptarskápalegra: Stjórna strengt tölvuprófun á bogasviði og plani kofuklófa formiða skiptarskáp til að tryggja fullkomið passa við bogasviði hringlanna, sem eyðir ósýnilegum leytilögum fyrir línutengsl/punktstengsl, og tryggir straumleið og hitastigsamræmi skiptarskápalegra.

(2) Hönnunarbestun: Alltferðar tilstanda vaktara

Innleiða “rauntíma vaktara” virkni í hönnun kassar til að ná sjónarhorn:

• Hitamælingar gluggi og snertill: Setja upp auðvelda hitamælingar glugga, setja hitasnertil á stöðugum skiptarskáp, og sýna innra hitastig skiptarskápalegra í rauntíma gegnum skjálaborð;

• Gögn geymslu og fyrirvara: Setja upp geymslu tæki til að skrá keyrslugögn. Jafnvel þó að tækið eldi, geta óvenjulegar stöður verið greindar á undanhand með gagnagreiningu, sem kallar á skiptingu og viðhaldi, sem flytur frá passiv viðhaldi til aktív viðhaldi.

(3) Keyrsla og viðhald: Dynað misfallaorð

Fyrir tæki í virkni, bestuð keyrsla og viðhald:

• Breyting á skoðunarglugga: Breyta fastu skoðunarglugga í færileitan til að auðvelda hitamælingar innan kassarinnar;

• Staðla hlutfallaleitarpróf: Gera hlutfallaleitarpróf á skiptara í hágangstímum til að ná á undanhand ískemmunar og forðast villuleitarhefð.

5. Notkunartilfelli og þróunaráætlun

Með auknum rafmagnsnotkun, eru aðal línur af rafmagnsdreifinetti uppgræddar í stórhlutfalls kabel á 300 - 400㎡, og meginþykkt undirstöðu heldur á aukast. Mikilvægi ónákvæmra bresta og skemmta tengsl loftskeiðaskiptara er orðið að því markmiði. Er ráðað að:

• Staðbundin breyting: Dra sig úr línurafmagnsnotkun og skipta yfir í háspennudreif á lokundirstöðu (með transformator þykkt ≤ 630kVA), sem notar kostnaðarlega einfalda stillingu;

• Teknikubreyting: Fyrir línurafmagnsnotkun, gefa fyrirrang að velja skiptara með hærra traustum og sterkari bresta (svo sem vakuumgengiskiptaskiptara) til að uppfylla kröfur dreifinets viðhalds og hærra traustum;

• Verðmætti samstarf: Eftir “framferðarbreyting + rauntíma vaktara” breyting, getur loftskeiðagengiskiptaskiptara haldað áfram að þjóna lokundirstöðu og notað sitt eftirlíf.