Najčešći kvarovi i metode održavanja niskonaponskih stupnih prekidača

Uobičajeni kvarovi i metode održavanja niskonaponskih stupnih prekidača

Niskonaponski stupni prekidači, kao ključni zaštitni uređaji u distribucijskim mrežama, široko se koriste na spojevima, segmentima i graničnim lokacijama nadzračnih linija od 10 kV. Djelujući dugogodišnje u teškim vanjskim uvjetima, suočavaju se s mnogo izazova, uključujući degradaciju električnih performansi, trošenje mehaničkih dijelova i utjecaj okolišnih faktora.

Strukturne značajke i radni princip niskonaponskih stupnih prekidača

Niskonaponski stupni prekidači koriste trofaznu stupnu strukturu, koja se karakterizira kompaktnim oblikom, laganim težinama, odličnim prestupnim performansama i stabilnošću. Njihova osnovna struktura sastoji se od tri glavna dijela: tijelo prekidača, operativni mehanizam i inteligentni kontroler. Tijelo prekidača sastoji se od vakuumskih prekidnika, vodljivih dijelova i izolacijskih stupova; operativni mehanizam, obično tipa mahnito ili stalnomagnet, zadužen je za izvršavanje otvaranja i zatvaranja; inteligentni kontroler integriše funkcije zaštite i komunikacijske sučelje, omogućujući udaljeno upravljanje i izolaciju kvara.

Radni princip stupnih prekidača slijedi proces "detekcije, procjene, izvršenja". Kada se u liniji pojave pretjerana opterećenja, kratki spojevi ili spojevi na zemlju, ugrađeni transformatori struja i napona prikupljaju signale kvara. Kontroler određuje vrstu kvara temeljem unaprijed postavljenih parametara, a zatim pokreće operativni mehanizam kako bi izvršio otvaranje, prekidajući strujni kvar. Moderni inteligentni stupni prekidači također imaju više recložnih funkcija, sposobne brzo eliminirati kvarove unutar 25 ms, ostvarujući samolečive mogućnosti u distribucijskim mrežama.

Uobičajeni električni kvarovi i metode održavanja

• Neuspjeh zatvaranja: Neuspjeh zatvaranja je jedan od najčešćih električnih problema stupnih prekidača, manifestirajući se kao nezmožnost izvršenja operacija zatvaranja. Glavne uzročne čimbenike uključuju prekid kontalnog kruga, gubitak napajanja, oštećene bobine zatvaranja i nerazblokirane skokove.

• Neuspjeh otvaranja: Neuspjeh otvaranja nastupa kada prekidač ne može normalno otvoriti tijekom kvara u liniji, lako dovodeći do skoka prema izvorištu i proširenja ispadanja struje. Uobičajeni uzroci uključuju kvarove bobina otvaranja, loš kontakt fuzi kontalnog kruga, netočno postavljanje parametara zaštite i mehanički kvar zaklopka.

• Pogrešno funkcioniranje: Pogrešno funkcioniranje odnosi se na automatsko otvaranje prekidača bez kvara, uglavnom uzrokovano netočnim postavljanjem zaštite, lošom izolacijom sekundarnih krugova (dvotačno zemljenje), kvarovima senzora i elektromagnetskom interferencijom.

• Degradacija izolacijskih performansi (iscijepanje): Ovaj kvar se manifestira kao smanjena izolacijska performansa, uobičajen u vlažnim i prljavim okruženjima. Uzroci uključuju starenje materijala izolacije, oštećenje sigurnosnih zapreka i unutarnji priliv vlage.

Uobičajeni mehanički kvarovi i metode održavanja

• Zaklinuvanje operativnog mehanizma: Zaklinuvanje operativnog mehanizma je glavna manifestacija mehaničkih kvarova stupnih prekidača, uobičajeno u vlažnim i prašnjitim okruženjima. Uzroci uključuju korozeniju dijelova, raskojene ili deformirane prenosne veze, nedostatak energije mahanita i kvar otvaranja/zatvaranja.

• Iscrpavanje i loš kontakt kontaktne površine: To se manifestira kao oksidirana ili istrošena kontaktne površine, što dovodi do povećane rezistencije kontakta i prevelikog porasta temperature. Uzroci uključuju preopterećeno radno stanje, nedostatak pritiska kontakta, loša kvaliteta materijala kontakta i mehanička vibracija koja dovodi do nestabilnog kontakta.

• Smanjenje vakua u vakuumskim prekidnicima: To se manifestira kao oslabljena sposobnost gasenja lukova i sklonost ponovnog paljenja luka. Uzroci uključuju starenje zapreka, oštećenje bumbasti zbog mehaničkog udara i vapnjenje materijala tijekom dugotrajnog prekida velikih struja.

• Degradacija izolatora stupova: To se manifestira kao smanjena izolacijska performansa, uobičajeno u prljavim i vlažnim okruženjima. Uzroci uključuju starenje silikonskih gumenih slojeva, akumulacija prljavih površina na porcelanskim stupovima i unutarnje praznine ili pukotine.

Kvarovi prilagodbe okolišu i metode održavanja

• Starenje zapreka: Starenje zapreka je uobičajeni problem za stupne prekidače koji dugotrajno djeluju na otvorenom, manifestirajući se kao curenje SF₆ plina ili priliv vlage. Uzroci uključuju dugotrajnu izlaganost UV zracima, promjene temperature i mehanički stres.

• Kvar bljesnjavača zbog zagađenja: To se manifestira kao površinski bljesnjavač na stupovima, uobičajeno u prljavim i vlažnim okruženjima. Uzroci uključuju smanjenu hidrofobnost silikonskih gumenih slojeva, akumulacija prljavih površina i nedostatak udaljenosti između izolatora.

• Korozija i deformacija oklopne kutije: To se manifestira kao površinska rđava ili unutarnja strukturna deformacija oklopne kutije, što utječe na uskočnost opreme i mehaničku stabilnost. Uzroci uključuju dugotrajnu izlaganost vlažnim i korozivnim okruženjima, mehanički stres ili nepravilnu instalaciju.

Inteligentno praćenje i preventivno održavanje

Moderni stupni prekidači ostvarili su integraciju primarnih i sekundarnih sustava, uključujući digitalne FTU-e (Feeder Terminal Units). Kroz digitalna sučelja, parametri poput fazne struje, nultočkaste struje i stanja izolacije mogu se pratiti u stvarnom vremenu, omogućujući ranu upozorenja na kvarove i brzu izolaciju. Inteligentni sistemi praćenja mogu automatski zapisivati podatke o kvarovima i slati informacije do centara za upravljanje putem komunikacijskih sučelja, omogućujući održavateljima da pravočasno razumiju stanje opreme.