Īzkaisuma Defekta Analīze 10kV Blāzma Tipa Ielādes Spērklātnē

1. Kļūdas pārskats

Jūnijā 2013. gadā, noteiktā pilsētas teritorijā, strādājošā augstsprieguma uzlādējuma ierīcē notika kļūda, kas izraisīja 10kV līnijas atslēgšanos. Vietējā izmeklēšanā tika konstatēts, ka kļūdainā uzlādējuma ierīce bija gāzdzinamās apgaismojuma tīkla augstsprieguma slodzes ierīce (HXGN2 - 10 tips), un kļūdas raksturs bija trīspolārs loksāmīgs saņemšanās. Pēc kļūdas atdalīšanas un elektroenerģijas piegādes atjaunošanas lietotājiem, jāatzīmē, ka šis ierīču tips šajā teritorijā, kas tika ievietots starp 1999. un 2000. gadu (ar darbības periodu vairāk nekā 12 gadi, projektētais nominalais strāvas plūsma 630A, faktiskā strāvas plūsma bieži vien ≤ 300A), ir piedzīvojis līdzīgas kļūdas vairākas reizes, radot draudus elektrotīkla uzticībai.

2. Gāzdzinamās slodzes ierīces darbības princips

Gāzdzinamā apgaismojuma tīkla skapiņa nosaukums ir saistīts ar to, ka tā ir aprīkota ar gāzdzinamo slodzes ierīci. Tās kustīgā kontaktruda funkcija ir arī gāzdzinamā cilindra funkcija — tukstoša struktūrā ietilpst segts “pistons”, ko pārvieto galvenais ārsts, lai realizētu lineāru slēgšanas un atveršanas kustību. Atverot, pistons ātri samazina gāzi kustīgajā kontaktrudā (gāzdzinamajā cilindrā), un samazinātā gāze tiek nospiesta pret lokiem, kas rodas no gaismāšanas kontaktu atdalīšanās, caur blakus lokiem spēcīgu plastmasas mutu, iznīcinot lokus, tos izplešot; ātra gāzes plūsma ātri atjauno vidējas izolācijas stiprumu saliekumā, novēršot lokus atkalapliesanās.

Tā kā ierīces spēja nodalīt defektesko strāvas plūsmu ir ierobežota (tikai piemērota sistēmām zem 35kV), tika pieņemta dizaina shēma, kas "atdala vadašo elementu no lokveida elementa":

• Vadašais elements: Sarkanā metāla plūmeformīgie kontaktfingeri + vadašais ruds, atbildīgs par strāvas pārraides;

• Lokveida elements: Mednieku metāla un volframa savienojuma lokveida ruds + lokveida aplis, speciāli izstrādāts lokveida veidošanai un iznīcināšanai.

Atverot, kustīgā kontaktruda ārējā virsma pirmā atdalās no nemainīgajiem kontaktfingeriem, un tad lokveida aplis atdalās no lokveida ruda. Loks tiek ierobežots degā starp lokveida komponentiem, izvairot svarīgo kontaktu bojājumu; kustīgā kontaktruda un apakšējais terminālis ir savienoti ar plūmeformīgiem kontaktfingeriem, lai nodrošinātu elektrisko vidi.

3. Noklusējuma cēloņu dziļā analīze
(1) Sākotnējā izmeklēšana (Ārējie faktori)

Šāda ierīču tips ir projekts ar nominalo strāvas plūsmu 630A, bet pārvaldības dati liecina, ka izlases slodzes strāvas plūsma ir 283A, un teorētiskā strāvas plūsma, kas iet cauri uzlādējuma ierīcei ceļā, ir ≤ 283A. Apvienojot vietējo vidi (saulains laiks, bez piesārņojuma uz skapiņu korpusa), ārējie faktori, piemēram, pārstrāvas plūsma, pārspriegums un piesārņojuma flashover, var tieši izslēgt, un kļūda tiek saistīta ar paša uzlādējuma ierīces defektiem.

(2) Atsekošana un testa verifikācija

Pēc kļūdainā skapiņa atsekošanas, sākotnēji tika minēts, ka "sliktā kontaktēšanās starp kustīgajiem un nemainīgajiem kontaktiem izraisīja pārsildīšanos un degšanu", bet definitīvs secinājums netika izdarīts tāpēc, ka skapiņu kaitējums bija smags. Tāpēc tika veikta parauga detektācija uz to pašu ierīču tipa, kas strādā:

• Izolācijas un apgaismojuma rezistence: Izolācijas līmenis atbilst normām, un apgaismojuma rezistence ir 114μΩ (atbilst tehniskajiem regulējumiem);

• Siltuma testa: 30 minūšu strāvas plūsmas paaugstināšanas testa dati (Tabula 1) liecina, ka siltuma paaugstināšanās sasniedz 84.2℃ 400A un pat 133.1℃ 630A, pārsniedzot valsts standartu "siltuma paaugstināšanās ≤ 1K 1 stundā vai ≤ 2K 3 stundās".

(3) Galveno cēloņu identificēšana

Visaptveroši testi un strukturālā analīze liecina, ka kļūda nāk no kontaktēšanas sistēmas neveiksmes, konkrēti izpausmes:

• Nepietiekams spraugu spēks: Tas nevar efektīvi samazināt plūmeformīgos kontaktfingerus, dēļ ko "virsmas kontaktēšanās" starp kontaktfingeriem un kustīgo kontaktrudu pārveidojas par "līnijas kontaktēšanos", un kontaktēšanās platība drastiski samazinās;

• Defekti procesēšanas precizitātē: Nepietiekama precizitāte plūmeformīgo kontaktfingeru lokveida/plakāna procesēšanā pasliktina sliktu kontaktēšanos;

• Oksidācijas negatīvā cikls: Kontaktfingeri un kustīgais kontaktruds ir izpostīti gaisā, un oksidācija rada kontaktēšanas pretestības palielināšanos → sasilšanas palielināšanos → spraugu spēka vēl vairāk samazināšanos → vēl sliktāku kontaktēšanas efektu, beigās izraisot gaisa jonizācijas loku saņemšanu un līnijas atslēgšanos.

4. Ierīču transformācija un optimizācijas risinājumi
(1) Procesa modernizācija: Kontakta kvalitātes precīza kontrolēšana

Virzoties pretī galvenajam "sliktajam kontaktam" problēmai, uzlabojumi tiek veikti no materiālu un procesēšanas puses:

• Spraugu izvēle: Izmanto spraugas ar augstu mākoņa atbalstu, lai nodrošinātu stabilu spraugu spēku projekta dzīves laikā (ieskaitot nosacījumu par nominales strāvas plūsmas slēgšanu un atveršanu), izvairot kontaktēšanas problēmas, kas izriet no spraugu bojājuma;

• Kontaktfingera procesēšana: Strogri kontrolē plūmeformīgo kontaktfingeru lokveida un plakāna procesēšanas precizitāti, lai nodrošinātu pilnīgu pielāgošanos kustīgā kontaktruda cilindriskajam lokveida virsmei, izbeidzot līnijas kontaktēšanu/punkta kontaktēšanu, un nodrošinot kontaktu strāvas pārraides un siltuma paaugstināšanas atbilstību.

(2) Dizaina optimizācija: Visā procesa stāvokļa monitorings

Integrējiet "tiešsaistes monitoringa" funkciju skapiņu struktūras dizainā, lai realizētu vizuālu stāvokli:

• Temperatūras mērīšanas logs un sonde: Iestatiet viegli pieejamu temperatūras mērīšanas logu, instalējiet temperatūras sondu nemainīgajā kontaktā, un real time attēlojiet kontaktēšanas daļas temperatūru skapiņu iekšpusē caur panela instrumentu;

• Datu glabāšana un brīdinājumi: Konfigurējiet glabāšanas iekārtas, lai ierakstītu darbības datus. Pat ja iekārtas novec, neierobežotas situācijas var tikt identificētas iepriekš, izmantojot datu analīzi, aktivizējot aizstāšanas un remonta procesu, mainot no pasīvas remontes uz aktīvu operāciju un uzturēšanu.

(3) Operācijas un uzturēšanas stiprināšana: Dinamiska defekta izstrādāšana

Darbojošām ierīcēm, optimizējiet operāciju un uzturēšanas metodes:

• Novērošanas loga transformācija: Mainiet fiksēto novērošanas logu uz kustīgu, lai vieglāk mērītu temperatūru skapiņu iekšpusē;

• Daļējās emisijas testēšanas normalizācija: Veiciet daļējās emisijas testēšanu uzlādējuma ierīcēm maksimālās slodzes periodos, lai iepriekš uzsargātu izolācijas defektiem un izvairītos no kļūdu paplašināšanās.

5. Lietojuma scenāriji un attīstības ieteikumi

Ar elektroenerģijas patēriņa pieaugumu, distribūcijas tīkla galvenās līnijas tiek modernizētas uz lielu sekciju kabeļiem 300-400 kvadrātmēru, un transformatoru staciju kapacitāte turpina pieaugt. Gāzdzinamās uzlādējuma ierīces nepietiekamās nodalīšanas spējas un vāji kontaktējošās defekti kļūst arvien acīmredzamāki. Ieteikts:

• Scenāriju pielāgošana: Izņemiet no līnijas tīkla lietojuma un pāriejiet uz augstsprieguma elektrosniedzēju terminālajās transformatoru zonās (transformatoru kapacitāte ≤ 630kVA), izmantojot to priekšrocības "vienkāršā struktūra un zema cena";

• Tehnoloģijas iterācija: Līnijas tīkla scenārijos, prioritāti piešķiriet uzlādējuma ierīcēm ar augstāku uzticamību un stiprāku nodalīšanas spēju (piemēram, vakuumā slodzes ierīces), lai atbilstu distribūcijas tīkla automātizācijas un augstās uzticamības prasībām;

• Vērtības turpināšana: Pēc "procesa modernizācijas + tiešsaistes monitoringa" transformācijas, gāzdzinamās slodzes ierīces var turpināt darboties terminālajās slodzes scenārijos un izmantot tās atlikušo vērtību.