Analiza grešaka na kratičnom putu pufnerskog prekidnika opterećenja na 10kV
1. Pregled greške
U junu 2013. godine, dogodila se greška u visokonaponskom prekidaču koji je bio u radu u određenoj urbanoj zoni, što je dovelo do isključivanja linije na 10kV. Stručna ispitivanja na mjestu su pokazala da se radi o pneumatičkom kružnom visokonaponskom prekidaču (tip HXGN2-10), a karakteristika greške bila je trofazni luk kratak spoj. Nakon izolacije greške i obnovljene snabdjeve strujom korisnicima, treba napomenuti da isti tip prekidača u toj regiji, koji je bio u radu između 1999. i 2000. godine (sa operativnim periodom dužim od 12 godina, projektiranim nominalnim tokom od 630A, a stvarnim radnim tokom uglavnom ≤ 300A), često je doživio slične greške, što predstavlja prijetnju pouzdanom radu mreže.
2. Radni princip pneumatichkih opterećenih prekidača
Pneumatski kružni ormari dobili su ime po tome što su opremljeni pneumatskim opterećenim prekidačem. Pokretna kontakt traka takođe služi kao vazdušni cilindar – prazna struktura sadrži zapečaćeni “piston”, koji se pokreće glavnim ležnjakom kako bi ostvario linearnu akciju zatvaranja i otvaranja. Kada se otvara, piston brzo kompresuje vazduh unutar pokretne kontakt trake (vazdušni cilindar), a kompresovani vazduh se šalje ka luku generisanom odvojavanjem gasilnih kontakata kroz otpornu plastičnu dušku na vrhu, gaseci luk njegovim prodluživanjem; brza vazdušna struja brzo vraća dielektričnu snagu medijuma na prekidu, sprečavajući ponovno zapaljenje luka.
Zbog ograničene sposobnosti prekidača da prekida greškovite tokove (samo primenjivo na sisteme ispod 35kV), usvojena je shema dizajna koja “oddvaja vodljivi element od elementa za paljenje luka”:
Kada se otvara, spoljna površina pokretne kontakt trake prvo odvoji od statičnih kontakt prstiju, a zatim prsten za paljenje luka od legurane trake. Luk se ograničava na gorežu između elemenata za paljenje luka, izbegavajući oštećenje glavnih kontakata; pokretna kontakt traka i donji terminal su povezani prstima u obliku slive kako bi se osigurala električna provodnost.
3. Dublja analiza uzroka grešaka
(1) Početno ispitivanje (vanjski faktori)
Projektirani nominalni tok ovog tipa prekidača je 630A, ali podaci o rasporedu pokazuju da je radni tok izlaznog prekidača transformatorne stanice 283A, a teorijski tok koji prolazi kroz ormar na putu je ≤ 283A. U kombinaciji sa okruženjem na mjestu (sunčano vreme, bez zagađenja na tijelu ormar), vanjski faktori poput pretoka, pretensiona i zagađenja možda direktno isključiti, a greška se pripisuje nedostacima samog ormar.
(2) Demontiranje i testiranje za potvrdu
Nakon demontiranja greškastog ormar, prvobitno se pretpostavlja da “loše kontaktiranje između pokretnih i statičnih kontakata dovodi do pregrejavanja i sagorijevanja”, ali definitivni zaključak ne može biti izveden zbog teškog oštećenja ormar. Stoga se vrši uzorkovanje i testiranje na istom tipu ormar u radu:
(3) Identifikacija temeljnih uzroka
Kompleksno testiranje i strukturna analiza pokazuju da greška potječe od neuspjeha sistema kontakta, konkretno manifestirana kao:
4. Transformacija opreme i optimizacione rešenje
(1) Unapređenje procesa: Precizno upravljanje kvalitetom kontakta
Sa ciljem rješavanja ključnog problema “lošeg kontakta”, unapređenja su donesena sa materijalne i obradne strane:
Odabir opruge: Koristi se opruge sa visokom otpornošću na umor kako bi se osigurala stabilna sila opruge unutar životnog vremena dizajna (uključujući uvjeti pravljenja i prekid ravnog toka), izbegavajući probleme kontakta uzrokovane neuspjehom opruge;
Obrada kontakt prstiju: Strogo kontrolise se preciznost obrade lukaste i ravne površine prstiju u obliku slive kako bi se osigurala potpuna prilagodba cilindričnoj lukasto površini pokretnog kontakt traka, eliminirajući skrivene opase ljuske linijskog/tačkastog kontakta, i osiguravajući nosivost toka i usklađenost porasta temperature kontakata.
(2) Optimizacija dizajna: Slijedno praćenje stanja
Integracija funkcije “online praćenje” u dizajn strukture ormar kako bi se realizovala vizualna stanja:
Prozor za merenje temperature i proba: Postavljen je praktičan prozor za merenje temperature, instalirana je proba za merenje temperature na statičnom kontaktu, i prikazuje se temperatura dijela kontakta unutar ormara u stvarnom vremenu preko panela instrumenta;
Čuvanje podataka i ranje upozorenje: Konfigurisan je uređaj za čuvanje podataka kako bi se snimili podaci o radu. Čak i ako oprema stari, abnormalne situacije mogu se unapred identificirati kroz analizu podataka, aktivirajući proces zamene i održavanja, prelazeći sa pasivne popravke na aktivno održavanje.
(3) Jačanje održavanja: Dinamičko tretiranje defekata
Za opremu u radu, optimiziraju se metode održavanja:
5. Primjenjivi scenariji i predlozi za razvoj
S porastom potrošnje struje, glavne linije distribucijske mreže ažuriraju se na kabel velikog presjeka od 300-400㎡, a kapacitet transformatorskih stanica neprestano raste. Nedostaci nedovoljne sposobnosti prekida i osjetljivih kontakata pneumatichkih prekidača postaju sve više izraženi. Predlaže se:
