Běžné poruchy a způsoby údržby nízko napěťových stožárových vypínačů

Běžné poruchy a způsoby údržby nižkovoltových stožárových vypínačů

Nižkovoltové stožárové vypínače, jako klíčové ochranné zařízení v distribučních sítích, jsou široce používány pro připojení, segmentaci a odvětvení na místech 10kV pověšených vedení. Dlouhodobá činnost ve tvrdých venkovních podmínkách jim přináší několik výzev, včetně degradace elektrických vlastností, opotřebení mechanických komponent a dopadu environmentálních faktorů.

Konstrukční rysy a princip fungování nižkovoltových stožárových vypínačů

Nižkovoltové stožárové vypínače používají třífázovou stožárovou strukturu, která se vyznačuje kompaktní velikostí, lehkou hmotností, vynikajícími vypínacími vlastnostmi a stabilitou. Jejich jádrové struktury se skládají ze tří hlavních částí: těla vypínače, ovládacího mechanismu a inteligentního kontroléru. Tělo vypínače je tvořeno vakuumovými vypínači, vodičovými komponentami a izolačními stožáry; ovládací mechanismus, obvykle pružinový nebo permanentní magnetický, je odpovědný za provádění operací otevírání a zavírání; inteligentní kontrolér integruje ochranné funkce a komunikační rozhraní, umožňující dálkové řízení a izolaci poruch.

Princip fungování stožárových vypínačů následuje proces „detekce, hodnocení, provedení“. Když dojde k přetížení, krátkému spojení nebo zemnímu defektu v okruhu, vestavěné proudové a napěťové transformátory shromažďují signály poruch. Kontrolér určuje typ poruchy na základě přednastavených parametrů a poté aktivuje ovládací mechanismus k provedení operace otevírání, čímž odřízne proud poruchy. Moderní inteligentní stožárové vypínače také disponují funkcí vícekrát opakovaného zavírání, schopnou rychle eliminovat poruchy během 25ms, což umožňuje samohející schopnosti distribučních sítí.

Běžné elektrické poruchy a způsoby údržby

• Neschopnost zavření: Neschopnost zavření je jednou z nejčastějších elektrických problémů u stožárových vypínačů, projevující se neschopností provést operaci zavírání. Hlavní příčiny zahrnují odpojení ovládacího obvodu, ztrátu energie, poškození cívek zavírání a nezamčené vyhazovače.

• Neschopnost otevření: Neschopnost otevření nastává, když vypínač nemůže během poruchy okruhu normálně otevřít, což snadno vede k odskočení nadřazeného vypínače a rozšíření výpadku. Běžné příčiny zahrnují poruchy cívek otevírání, špatný kontakt pojistek ovládacího obvodu, nesprávné nastavení ochranných parametrů a selhání mechanického zámku.

• Neúmyslné spuštění: Neúmyslné spuštění se týká automatického otevření vypínače bez poruchy, hlavně způsobené nesprávným nastavením ochrany, špatnou izolací sekundárních obvodů (dvoubodové zazemlení), poruchami senzorů a elektromagnetickou interferencí.

• Zhoršení izolačních vlastností (utěk): Tato porucha se projevuje snížením izolačních vlastností, běžná v vlhkých a špinavých prostředích. Příčiny zahrnují stárnutí izolačního materiálu, poškození těsnění a proniknutí vlhkosti dovnitř.

Běžné mechanické poruchy a způsoby údržby

• Zaseknutí ovládacího mechanismu: Zaseknutí ovládacího mechanismu je hlavním projevem mechanických poruch u stožárových vypínačů, často se vyskytující v vlhkých a zaprášených prostředích. Příčiny zahrnují korozí komponent, volné nebo deformované přenosové odkazy, nedostatek energie uložené v pružině a selhání zamykacích mechanismů otevírání/zavírání.

• Vypálení a špatný kontakt kontaktů: Projevuje se oxidací nebo opotřebením povrchu kontaktů, vedoucím k zvýšení odporu kontaktu a nadměrnému nárůstu teploty. Příčiny zahrnují přetížení, nedostatek kontaktního tlaku, špatnou kvalitu kontaktního materiálu a mechanickou vibraci, vedoucí k nestabilitě kontaktu.

• Snižování vakua v vakuumových vypínačích: Projevuje se oslabením schopnosti hasit oblouk a sklonem k znovuvzniku oblouku. Příčiny zahrnují stárnutí těsnění, poškození plicnic mechanickým dopadem a vylučováním materiálu při dlouhodobém vypínání velkých proudů.

• Zhoršení izolačních stožárů: Projevuje se snížením izolačních vlastností, běžné v špinavých a vlhkých prostředích. Příčiny zahrnují stárnutí silikonových gumových šupin, akumulaci povrchového špinavosti na porcelánových stožárech a vnitřní dutiny nebo trhliny.

Poruchy adaptability na prostředí a způsoby údržby

• Stárnutí těsnění: Stárnutí těsnění je běžný problém u stožárových vypínačů pracujících dlouhodobě venku, projevující se únikem plynu SF₆ nebo proniknutím vlhkosti. Příčiny zahrnují dlouhodobé expozici UV záření, změny teploty a mechanické namáhání.

• Poruchy zapláchnutí špinavostí: Projevují se povrchovým zapláchnutím na stožárech, běžný v špinavých a vlhkých prostředích. Příčiny zahrnují snížení hydrofobnosti silikonových gumových šupin, akumulaci povrchového špinavosti a nedostatečnou vzdálenost proti plazmovému šíření.

• Korozí a deformace obalu: Projevuje se povrchovou korozí nebo vnitřní strukturální deformací obalu, ovlivňující uzavření a mechanickou stabilitu zařízení. Příčiny zahrnují dlouhodobé expozici vlhkému a korozi schopnému prostředí, mechanické namáhání nebo nesprávnou instalaci.

Inteligentní monitorování a preventivní údržba

Moderní stožárové vypínače dosáhly integrace primárních a sekundárních systémů, začleňují digitální FTU (Feeder Terminal Units). Skrze digitální rozhraní lze v reálném čase sledovat parametry jako fázový proud, nulový proud a stav izolace, což umožňuje rané varování před poruchami a rychlé jejich izolaci. Inteligentní monitorovací systémy mohou automaticky zaznamenávat data o poruchách a přenášet informace do dispečerských center přes komunikační rozhraní, což umožňuje obslužným a údržbářským personálu rychle pochopit stav zařízení.