३५केवी बाहिरी वाक्युम सर्किट ब्रेकर स्तंभ पोर्सलेन स्लीवको दोष विश्लेषण

ZW7 - 40.5 बाहिरी वेक्युम सर्किट ब्रेकरले वेक्युमलाई आर्क-निर्मूलन माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्छ। आर्क-निर्मूलन चाम्बरको चलन्त छोर अपरेटिंग मेकेनिज्मको आउटपुट शाफ्टसँग क्रैंक आर्म र इन्सुलेटिंग टाय-रोडद्वारा जोडिएको छ। सर्किट ब्रेकरको समग्र संरचना चिनालाई ढोकिएको स्तंभ प्रकारको छ। 

उपरी चिना आर्क-निर्मूलन चाम्बरको चिना हुन्छ र तलको चिना सहायक चिना काम गर्छ। तीन धातु चिनाहरू फ्रेममा स्थापित गरिएका छन् र तीन धातु विद्युत ट्रान्सफोर्मरहरू तलको सहायक चिनामा भित्र लगाइएका छन् र सर्किट ब्रेकरको मुख्य परिपथसँग जोडिएका छन् (फिगर 1 देखि)। उपरी र तलको चिनामा दोनौंमा वेक्युम-इन्सुलेटिंग सिलिकोन ग्रीस भरिएको छ जसको इन्सुलेशन गुणस्तर उत्तम छ।

उच्च वोल्टेज सर्किट ब्रेकरको चिनाहरू सामान्यतया उच्च ताक अल्युमिना सिरामिकबाट बनेका छन् जसलाई उत्तम रासायनिक स्थिरता, उत्तम इन्सुलेशन गुणस्तर र उच्च यांत्रिक ताक छ। सिरामिक चिनाको प्रदर्शन सम्पूर्ण उपकरणको उपयोगकालसँग सीधा सम्बन्धित छ। बाहिरी सर्किट ब्रेकरको सामान्य विफलताका कारणहरूमा फ्लांज फट्न, चिना विकृतिको र फट्न, सिमेन्ट विस्तार, बुढाउन, रोगन हुन्छन्। ११०kV प्रसारण लाइनमा, सात सर्किट ब्रेकर विफलता भएको छ, जुनसँग चिना फट्न विफलताले ४१% छ।

विफलता स्थिति

११०kV उपस्टेशनमा, ३५kV सर्किट ब्रेकरको A-धातु चिना फट्यो। तेस्रो शेड र तलको फ्लांज बीचको चिनाको एक भाग छिडिएको र उडिएको छ, र भित्रको इन्सुलेटिंग सिलिकोन ग्रीस रिस्ने छ, जसले उपकरणलाई बन्द गर्न बाध्य गर्यो। विफल सर्किट ब्रेकरको ठाउँमा तयारी गरिएको परीक्षणले विफलताको प्रत्यक्ष कारण यो देखाएको छ कि सर्किट ब्रेकरको सहायक चिनामा भित्र उच्च वोल्टेज चालक चिनासँग अभिक्रिया गर्यो, र डिचार्ज द्वारा उत्पन्न उच्च तापको आर्कले चिनालाई फटाएको र भित्रको इन्सुलेटिंग सिलिकोन ग्रीसलाई बाहिर निकाल्न बाध्य गरेको छ।

नमूना विश्लेषण

मानसिक परीक्षण

शेड चिनामा नमूना लिन गरी दुई टाइपिकल नमूना प्राप्त भएका छन्, र परीक्षणको नतिजाहरू यस प्रकार छन्:

फिगर २ नमूना १लाई ठाउँमा लिएको मानसिक रूपलाई देखाउँछ। नमूनाको चिनाको भित्रको दीवारमा विस्तृत क्षेत्रमा आर्क-ज्वलनको चिह्नहरू छन्। लगभग ५०.८९mm लामो खण्डमा, चिनाको फ्रैक्चर सतह अधिकांश भागमा धुंआई र चाहुँ भागमा सतहमा धुमकेट जम्दा छ। खण्डको रूप अन्य भागबाट अल्पविरल छ। नमूना १को तीन भागहरू अलग-अलग परीक्षण गरिएका छन्, जसलाई फिगर २b, २c, र २d मा देखाइएको छ।

 फिगर २b देखिन्जे, नमूनाको भित्रको दीवारमा ग्लाइज ज्वलेको र पिघलेको छ, जसले विभिन्न आकारका अनेक गड्ढा बनाएको छ। अन्तिम सतहको किनारामा एक चिकनो सतह छ, जसले ग्लाइज-पिघलेको चिह्न भिन्न छ, जसले ग्लाइजको अभाव वा असमान सामग्री देखाउँछ। फिगर २c मा, शेडको मूलमा लाल भाग चिकनो सतह छ, ठोस गुणस्तर छ, सतहमा अनेक छोटो छेदहरू छन्, जसको पीछा र तल धुंआई-सफेद छ। 

लाल सामग्री असमान छ, सतह असमान छ, एक स्थानिक उभार छ, र किनारामा चिनाको शरीरसँग एक स्पष्ट कालो सीमा छ, जसले यस क्षेत्रमा सामग्री असामान्य छ भन्ने देखाउँछ। फिगर २d शेड खण्डको सामान्य क्षेत्रको एक स्थानिक विस्तारित छवि छ। छविदेखि देखिन्जे, नमूनाको सतहमा अनेक छोटो छेदहरू छन्, र सबैभन्दा ठूलो छेदको व्यास लगभग ०.१mm छ।

फिगर ३ नमूना २#को मानसिक रूप देखाउँछ। नमूनाको भित्रको दीवारमा विस्तृत आर्क-ज्वलन र अग्लाइज छैनेको क्षेत्रको चिह्न छ, जसलाई फिगर ३a को भाग १ र २ मा देखाइएको छ। देखिन्जे, आर्क-ज्वलन स्थानको ग्लाइजमा अनेक छेदहरू छन्, जसले उच्च तापको ज्वलन द्वारा ग्लाइज पिघलेपछि बनेका छन्। भित्रको दीवारको स्थान २ मा, लगभग १७.९२ mm लामो र २ mm गहिरो एक सतह गड्ढा छ। यस क्षेत्रको रंग चिनाको शरीरसँग मेल छ, जसले धुंआई-सफेद छ, जसले सतहमा ग्लाइज छैन भन्ने देखाउँछ, जो एक मूल उत्पादन दोष हुन्छ।

फिगर ३b नमूना २#को तिर भित्रको मानसिक रूप देखाउँछ। छविदेखि देखिन्जे, नमूनाको तिर भित्रको एक खण्ड गोल र चिकनो सतह छ, जसले रूक्ष सामान्य फ्रैक्चर सतहबाट भिन्न छ। यो देखाउँछ कि यस भागमा चिनाको शरीर असंतत छ, जो एक मूल उत्पादन दोष हुन्छ।

नमूनाहरूको मानसिक परीक्षणको नतिजाहरू देखिन्जे, यो निष्कर्ष निकालिन सकिन्छ कि विफल चिनामा केही मूल उत्पादन दोषहरू छन्, जसमा असमान सामग्री, असंतत चिनाको शरीर, अग्लाइज सतह, र अनेक छोटो छेदहरू छन्।

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) विश्लेषण

सामान्य खण्ड, लाल रंगको क्षेत्र, चिकनो सतहको क्षेत्र, र चिनाको भित्रको डिचार्ज सतह भित्रको नमूनाहरूपर स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) विश्लेषण गरिएको छ। नमूनाहरूको स्कैनिंग माइक्रोस्कोपिक छविहरू फिगर ४ मा देखाइएका छन्।

फिगर ४a देखिन्जे, चिनाको सामान्य खण्डबाट लिएको नमूनाले एक रूक्ष सतह देखाउँछ जसमा दिशानुसार फ्रैक्चर पाटहरू छन्। यसमा अनेक छेदहरू समान रूपमा वितरित छन्, जसले देखाउँछ कि चिनाको छिनाको छिद्रपूर्ण छ र ताक अपेक्षाकृत कम छ।

फिगर ४b देखिन्जे, लाल रंगको क्षेत्रबाट लिएको नमूनामा अनेक छेदहरू छन्। सामान्य खण्डको नमूनाबाट तुलना गर्दा, यी छेदहरू ठूलो छन्, अल्प घनत्व छन्, र चिनाको ताक अपेक्षाकृत उच्च छ। यो देखाउँछ कि चिनाको सामग्री भित्रको छिनामा असमान बनाइएको छ।

फिगर ४c देखिन्जे, चिकनो सतहको नमूनामा अनेक छेदहरू छन्, र त्यसको सतहमा अनेक असमान गड्ढाहरू छन्। यद्यपि, समग्र सतह अपेक्षाकृत चिकनो र समतल छ, जसले देखाउँछ कि यस खण्डको असामान्य विशेषताहरू फ्रैक्चर भएपछि पहिले नै अस्तित्वमा थिए।

फिगर ४d देखिन्जे, डिचार्ज-काउटराइज्ड सतहको ग्लाइज चिकनो छ तर अनेक बुलबुलाहरू र गड्ढाहरू छन्। यी विशेषताहरू डिचार्ज घटनाद्वारा उत्पन्न उच्च तापको दौराले ग्लाइज पिघल्न दौराले गैसहरूको निकास द्वारा उत्पन्न भएका छन्।

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) विश्लेषण

सामान्य खण्ड, लाल रंगको क्षेत्र, चिकनो सतहको क्षेत्र, र चिनाको भित्रको डिचार्ज सतह भित्रको नमूनाहरूपर स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) विश्लेषण गरिएको छ। नमूनाहरूको स्कैनिंग माइक्रोस्कोपिक छविहरू फिगर ४ मा देखाइएका छन्।

फिगर ४a देखिन्जे, चिनाको सामान्य खण्डबाट लिएको नमूनाले एक रूक्ष सतह देखाउँछ जसमा दिशानुसार फ्रैक्चर पाटहरू छन्। यसमा अनेक छेदहरू समान रूपमा वितरित छन्, जसले देखाउँछ कि चिनाको छिनाको छिद्रपूर्ण छ र ताक अपेक्षाकृत कम छ।

फिगर ४b देखिन्जे, लाल रंगको क्षेत्रबाट लिएको नमूनामा अनेक छेदहरू छन्। सामान्य खण्डको नमूनाबाट तुलना गर्दा, यी छेदहरू ठूलो छन्, अल्प घनत्व छन्, र चिनाको ताक अपेक्षाकृत उच्च छ। यो देखाउँछ कि चिनाको सामग्री भित्रको छिनामा असमान बनाइएको छ।

फिगर ४c देखिन्जे, चिकनो सतहको नमूनामा अनेक छेदहरू छन्, र त्यसको सतहमा अनेक असमान गड्ढाहरू छन्। यद्यपि, समग्र सतह अपेक्षाकृत चिकनो र समतल छ, जसले देखाउँछ कि यस खण्डको असामान्य विशेषताहरू फ्रैक्चर भएपछि पहिले नै अस्तित्वमा थिए।

फिगर ४d देखिन्जे, डिचार्ज-काउटराइज्ड सतहको ग्लाइज चिकनो छ तर अनेक बुलबुलाहरू र गड्ढाहरू छन्। यी विशेषताहरू डिचार्ज घटनाद्वारा उत्पन्न उच्च तापको दौराले ग्लाइज पिघल्न दौराले गैसहरूको निकास द्वारा उत्पन्न भएका छन्।

स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) माइक्रोमोर्फोलोजी विश्लेषणद्वारा, यो निष्कर्ष निकालिन सकिन्छ कि चिनाको छिनामा छिद्रपूर्ण चिनाको संरचना, निम्न ताक, र असामान्य खण्डहरू जस्ता अन्तर्निहित दोषहरू छन्।

ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण

यस प्रकार उल्लेखित, नमूनाको चार विभिन्न स्थानहरूको सतह तत्वहरू र उनको वितरणको ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण गरिएको छ। फिगर ५ नमूनाको सतह तत्व वितरण नक्साको विस्तृत उदाहरण देखाउँछ। चिनाको सामान्य खण्ड, चिकनो सतह, र डिचार्ज भागको नमूनाको सतहमा तत्वहरू मुख्यतया ऑक्सिजन (O), सिलिकन (Si), र अल्युमिनियम (Al) छन्। 

समग्र रूपमा, यी नमूनाहरूको सतहमा तत्वहरूको वितरण अपेक्षाकृत समान छ। तर, लाल रंगको क्षेत्रबाट लिएको नमूनाको सतहमा तत्वहरूको वितरण असमान छ। यस नमूनाको तल-दाहिना क्षेत्रमा, ऑक्सिजन (O), अल्युमिनियम (Al), र पोटेसियम (K) तत्वहरूको सामान्यता अत्यधिक छ, तर सिलिकन (Si) तत्वहरूको वितरण अपेक्षाकृत समान छ। यो देखाउँछ कि यस क्षेत्रको सिन्टरिंग दौराले O, Al, र K तत्वहरूको वितरण समान छैन।

साथै, चार नमूनाहरूको मुख्य तत्वहरूको सामान्यता तुलना गरिएको छ, र नतिजाहरू टेबल १ मा देखाइएका छन्। सामान्य खण्डको नमूनाको सतहमा ऑक्सिजन (O) तत्वको सामान्यता अन्य तीन नमूनाहरूभन्दा अधिक छ, तर सिलिकन (Si) तत्वको सामान्यता निम्न छ। यो द