Vigaanalüüs 35kV välikas vakuumpõhjalise lülitite tulipa porseelankatte kohta

ZW7 - 40.5 välikas vakuumlüliti kasutab vakuumi lõhnemisest pääsemiseks. Lõhnemiskambrina liikuvat osa on ühendatud juhtimismehaanismi väljundtelje kaudu karril ja isolatsioonipüstiga. Lüliti üldine struktuur on porseeliinpoolluse tüüpi.

Ülemine porseeliinpoollus on lõhnemiskambrina porseeliinpoollus, alumine aga toetav poollus. Kolmefase porseeliinpoollused on paigaldatud raami peale, kolmefase kuluvooltransformatorid on paigaldatud alumisse toetavasse porseeliinpoollusesse ja ühendatud lüliti põhivoolukirvega (näha joonis 1). Nii ülemises kui ka alumises porseeliinpoolluses on täidetud vakuumi-isolatsiooniga silikoongraasia, mis omab suurepärast isolatsioonispääd.

Kõrgepinge lülitude porseeliinpoollused valmistatakse tavaliselt kõrge jõudlusega alumiinia keramikast, mis omab hea keemilist stabiilsust, suurepärast isolatsioonispääd ja kõrget mehaanilist tugevust. Keramiikapoolluste tööspäähelus on otseselt seotud terve seadme tööspäähelusega. Tavalised välikalülitude vigade põhjuste hulka kuuluvad flanssi murdmine, porseeliinpoolluse deformeerumine ja murdmine, tsementi laienemine, vananemine, roostumine jne. Teatud 110kV edasijoonel on toimunud seitse lülitude vigu, millest porseeliinpoolluse murdmine moodustab 41%.

Viga

110kV alamjaamas murdis A-faasi 35kV lüliti porseeliinpoollus. Osakesed porseeliinpoolluse kolmandast kroonlist kuni alumisele flanssi lennutasid ära ja sisesilikoongraas voolas välja, mille tulemuseks oli seadme seiskamine. Viga lüliti uurimisel selgus, et otseste põhjuseks oli lüliti toetava porseeliinpoolluse sees olev kõrgepingejuht reageerimas poollusega, mille tulemuseks oli soojusplasma, mis põhjustas poolluse purunemise ja sisesilikoongraasi väljavoolamise.

Proovide analüüs

Makroskoopiline uurimine

Porseeliinpoollusest võeti kaks tipilist näidet, nende uurimistulemused on järgmised:

Joonis 2 näitab esimese näite makroskoopilist kuju. Porseeliinpoolluse sisemisel seinadel on suured lõhnemisjäljed. Umbes 50.89mm pikkuse lõigul on poolluse murdepinna suur osa hall, osades piirkondades on pinna peal tuhkanäidete deposiit. Murdepinna morfoloogia erineb oluliselt muudest osadest. Esimese näite kolm osa uuriti eraldi, nagu näidatud joonistel 2b, 2c ja 2d.

Jooniselt 2b nähtub, et näidese sisemisel seinadel on glazuur põletunud ja sulanenud, moodustades mitmesuguse suurusega kuupi. Lõikepinna servadel on sile pind, mis erineb glazuuri põletumise märgidest, mis viitab puuduliku glazuuri või ebavõrdse materjali olemasolule. Joonisel 2c on punane ala kroonilõike juures sile, raske tekstuur, palju väikeseid auke, tagapool ja allpool on hallihallikas.

Punane materjal on ebatasakaalustatult jaotatud, pinna on ebatasane, on kohalikult põhjas, ja selle servadel on selge must piir porseeliiniga, mis viitab selle piirkonna materjali anomaalsusele. Joonis 2d on kroonilõike normaalala kohalikku suurendatud pilt. Jooniselt nähtub, et näidese pinna peal on palju väikeseid auke, kõige suurem auk on umbes 0.1mm läbimõõduga.

Joonis 3 näitab teise näidendi makroskoopilist kuju. Näidese sisemisel seinadel on märke lokaalsest lõhnemisest ja glazuurita ala, nagu näidatud joonise 3a osades 1 ja 2. Märgatavasti on lõhnemispaika glazuuril palju auksid, mis on tulenevad glazuuri sulamisest soojusplasmaga põletamise tulemusena. Sisemisel seinadel alal 2 on pinna langus umbes 17.92 mm pikkune ja 2 mm sügav. Selle ala värv vastab porseeliini keha värvile, see on hallihallikas, mis viitab selle ala pinnal puuduliku glazuuri, originaalprotsessidefecti.

Joonis 3b näitab teise näidendi külgmakroskoopilist kuju. Jooniselt on näha, et näidendi poolik külg on ümar ja sile, mis kontrasteerib tavalise murdepinna pinnaga. See viitab sellele, et porseeliini keha selles osas on katkestunud, mis on teine originaalprotsessidefect.

Näidendi makroskoopiliste uurimistulemuste põhjal võib järeldada, et vigane porseeliinpoollus näitab mitmeid originaalprotsessidefecte, sealhulgas ebavõrdset materjali, katkestunud porseeliiniketta, glazuurita pinna ja palju väikeseid auke.

Skannimis-elektronmiikroskoopi (SEM) analüüs mikromorfoloogiale

SEM analüüsi käivitati porseeliinpoollusest võetud näidetest normaalsest lõigust, punasest alast, silest pinnast ja sisemisest elektrilisest laengumispinnast. Näidete skannimis-mikroskoopilised pilte on näidatud joonisel 4.

Joonis 4a näitab, et porseeliinpoolluse normaalsest lõigust võetud näide näitab pinnast, mis on röövest ja suunaline murdesustruktuur. Suur arv auksid on tasakaalustatult jaotatud, mis viitab sellele, et porseeliinpoolluse porseeliin on porise ja suhteliselt madal tihe.

Joonis 4b näitab, et punasest alast võetud näide näitab samuti palju auksid. Normaalsest lõigust võetud näidetega võrreldes on need auksid suuremad, vähem tihe ja porseeliini tihe on suhteliselt kõrgem. See viitab porseeliinmaterjali ebavõrdsele sinterdamisele poolluses.

Jooniselt 4c nähtub, et silest pinnast võetud näites on samuti palju auksid, koos paljude ebavõrdsete kuupidega. Siiski näeb pinna suhteliselt sile ja tasane, mis viitab sellele, et see lõigus näitas enne murdemist juba abnormalsete omadusi.

Joonis 4d näitab, et elektriliselt laengumise pinnal on glazuur sile, kuid ümbritsetud paljudega bublikuid ja kuupidega. Need omadused tulenevad gaaside vabadusest glazuuri sulamise käigus, mis on aktiveeritud elektrilise laengumise käigus tekkinud kõrgete temperatuuride tõttu.

Skannimis-elektronmiikroskoopi (SEM) analüüs mikromorfoloogiale

SEM analüüsi käivitati porseeliinpoollusest võetud näidetest normaalsest lõigust, punasest alast, silest pinnast ja sisemisest elektrilisest laengumispinnast. Näidete skannimis-mikroskoopilised pilte on näidatud joonisel 4.

Joonis 4a näitab, et porseeliinpoolluse normaalsest lõigust võetud näide näitab pinnast, mis on röövest ja suunaline murdesustruktuur. Suur arv auksid on tasakaalustatult jaotatud, mis viitab sellele, et porseeliinpoolluse porseeliin on porise ja suhteliselt madal tihe.

Joonis 4b näitab, et punasest alast võetud näide näitab samuti palju auksid. Normaalsest lõigust võetud näidetega võrreldes on need auksid suuremad, vähem tihe ja porseeliini tihe on suhteliselt kõrgem. See viitab porseeliinmaterjali ebavõrdsele sinterdamisele poolluses.

Jooniselt 4c nähtub, et silest pinnast võetud näites on samuti palju auksid, koos paljude ebavõrdsete kuupidega. Siiski näeb pinna suhteliselt sile ja tasane, mis viitab sellele, et see lõigus näitas enne murdemist juba abnormalsete omadusi.

Joonis 4d näitab, et elektriliselt laengumise pinnal on glazuur sile, kuid ümbritsetud paljudega bublikuid ja kuupidega. Need omadused tulenevad gaaside vabadusest glazuuri sulamise käigus, mis on aktiveeritud elektrilise laengumise käigus tekkinud kõrgete temperatuuride tõttu.

SEM mikromorfoloogia analüüsi põhjal saab järeldada, et porseeliinpoollusel on omanikud vigad, nagu lööklane struktuur, madal tihe ja ebavõrdsed lõiked.

Energiaspektri analüüs

Eelnevalt kirjeldatud, energiaspektri analüüsi käivitati nelja erineva asukoha pinnasel olevate elementide ja nende jaotuse puhul. Joonis 5 näitab pinnasel olevate elementide jaotuse üksikut detailset näidet. Porseeliinpoollusest võetud näidete pinnasel olevad elemendid normaalsel lõigul, silel pinnal ja elektriliselt laengumise osal koosnevad peamiselt hapnikust (O), silikoonist (Si) ja alumiiniist (Al).

Üldiselt on nende näidete pinnasel olevate elementide jaotus suhteliselt tasakaalustatud. Kuid punasest alast võetud näidete pinnasel olevate elementide jaotus on ebavõrdne. Selle näidese parempoolses allosas on hapniku (O), alumiini (Al) ja kaliumi (K) sisaldus oluliselt suurem, samas kui silikooni (Si) elemendide jaotus on suhteliselt ühtlane. See viitab sellele, et selle ala sinterdamise käigus ei olnud O, Al ja K elementide jaotus tasakaalustatud.

Samuti võrreldi neli näidet peamiste elementide sisalduse poolest, tulemused on esitatud tabelis 1. Hapniku (O) elemendi sisaldus normaalsel lõigul võetud näidete pinnal on oluliselt kõrgem, kui teiste kolme näidete puhul, samas kui silikooni (Si) elemendi sisaldus on madalam. See viitab sellele, et porseeliinpoolluse näidete materjalide koostis on ebavõrdne erinevatel osadel.

Punasest alast võetud näidetes on suhteliselt kõrge silikooni (Si) sisaldus ja madalaim hapniku (O) sisaldus. Lisaks on sisemisel laengumispinnal detekteeritud oluline kogus kuparit (Cu). See on tingitud sellest, et porseeliinpoolluse siseosas olev bronss sulanes ja evaporeeris elektrilise laengumise käigus tekkinud kõrgete temperatuuride tõttu, järgnevalt pritsitud ja deponeeritud porseeliinpoolluse sisemisel pinnal.

Näidete pinnasel olevate elementide skannimis-jaotus

Energiaspektri analüüsi põhjal saab kindlalt järeldada, et porseeliinpoolluse sinterdamise käigus on erinevate elementide jaotus suuresti ebavõrdne. See ebavõrdsus viitab sellele, et porseeliinpoolluse erinevatel osadel on materjalide omadused oluliselt erinevad.

Järeldused ja soovitused

Järeldused

Makroskoopilise uurimise, SEM mikromorfoloogia analüüsi ja energiaspektri analüüsi põhjal on leitud, et porseeliinpoollusel on omadusi nagu suhteliselt lööklane struktuur, sisekere, ebavõrdsed koostisosad ja mikroporid. Lisaks on porseeliinpoolluse sisesel pinnal omanikud vigad, nagu lokaalsed glazuurita alad ja halb tootmisprotsessi kvaliteet.

Nendele makroskoopilistele ja mikroskoopilistele vigadele tõttu porseeliinpoolluse pikas väljakas kasutuses tuletab ladunud vedelik ja gaasid järk-järgult sisses. See tuletab porseeliinpoolluse insuleerimisomaduste halvenemist. Elektrivälja mõju all toimub elektrilise laengumise põhjustatud plasmasündmus porseeliinpoolluse sisesel juhtiva voolujuhe ja porseeliinpoolluse nõrgete alade vahel. Laengumine põhjustab lokaalsed kõrge temperatuur porseeliinpoolluses ja halvendab sisesilikoongraasi omadusi. Lõpuks, sisesel rõhu mõju all, puruneb porseeliinpoollus.

Soovitused

• Porseeliinpoolluste tootjad peaksid tõstma kvaliteedi kontrolli porseeliinpoolluste kütmise käigus, et tagada konsistentne ja kõrge kvaliteediga toode.

• Porseeliinpoolluste transpordi käigus tuleb rakendada sobivaid kaitsemeetmeid. See on oluline, et vältida tugevaid vibratsioone või kokkupõrkeid, mis võivad kahjustada porseeliinpoollusi.

• Toodete kasutajad peaksid tugevdama porseeliinpoolluste kvaliteedi prooviinspekteerimist sissetulevate seadmete puhul. See praktika tagab, et varuhaukse toodete kvaliteet vastab nõuetele.

• Tuleb pöörata tähelepanu selle rühma seadmete töötamise staatusele. Eriti seadmete puhul, kus on olemas silikoongraasi voolamine või porseeliinpoolluse murdmine, tuleks kiiresti teha elektriliini seiskamine, hooldus ja defektide tuvastamine, et vältida potentsiaalsete vigade ja tagada elektrisüsteemi ohutu ja usaldusväärne töö.