Analyse af et uheld involverende bueudslukningskammeret i en ZW32-12 vakuumkredsløbsbrygger
ZW32 - 12 vakuumkredsløbsbryder anvendes bredt i strømforsyningsnetværket. Dog varierer ydeevnen af ZW32 - 12 vakuumkredsløbsbrydere produceret af forskellige virksomheder. Nogle ZW32 - 12 vakuumkredsløbsbrydere har relativt lav overordnet ydeevne, med potentielle driftsfejl, der kan føre til strømafbrydelser i visse områder [1]. Den udendørs ZW32 - 12 type vakuumkredsløbsbryder har fremragende ydeevne, lang elektrisk og mekanisk levetid, og er miniaturiseret og let.
Men under den faktiske drift kan den også møde driftsproblemer på grund af lekkage, kortslutning eller overbelastning. Kun ved at konstant opsummere driftserfaring og anvende videnskabelige og effektive forebyggende foranstaltninger kan driftsfejl for ZW32 - 12 vakuumkredsløbsbrydere reduceres eller undgås. Videnskabelig analyse af almindelige fejl hos ZW32 - 12 vakuumkredsløbsbrydere og iværksættelse af bestemte forebyggende foranstaltninger er effektive måder at reducere driftsfejl for vakuumkredsløbsbrydere.
Dagen for ulykken var en tordenstorm. Under drift blev det opdaget, at fase B af den defekte bryder mistede jordforbindelsen, hvilket fik den defekte kredsløbsbryder til at springe, og alle brugere bagved den defekte bryder oplevede en kortvarig strømafbrydelse. På det tidspunkt kunne kun nødforanstaltninger træffes, nemlig at springe vakuumkredsløbsbryderen et niveau højere end den defekte kredsløbsbryder, frakoble alle ledninger på strømforsyningssiden og lastside af den defekte kredsløbsbryder, og brodere en bypass-bryder på begge sider af den defekte kredsløbsbryder, hvilket genopstillede den normale strømforsyning af hele linjen i kort tid.
Den defekte bryder blev fjernet fra stangen. Det blev opdaget, at isolationsmodstanden mod jorden for både lukning og åbning af fase B på lastsiden af den defekte bryder var nul, mens isolationsmodstanden mod jorden på strømforsyningssiden var ikke-nul ved åbning (efter at have fjernet ind- og udkørende ledninger af kredsløbsbryderen, blev hver fase testet med en megohmmeter). Baseret på de beskrevne fænomener kan det antages, at der var en jordforbindelse i fase B-ledningen på lastsiden af bryderen, og at fase B-ledningen på strømforsyningssiden var normal. Denne fejl var relateret til jordforbindelsen på lastsiden.
Gennem demontering og undersøgelse af bryderen blev det opdaget, at det ydre af fasedempningskammerets isoleringscylinder havde en farveændring. Efter demontering af fase B-isoleringsspanden blev det opdaget, at fasedempningskammeret var brændt ud. Forholdene for de demonterede dele af fasedempningskammeret er som følger: de bevægelige og statiske kontakter i fasedempningskammeret var intakte, uden tydelige brændmærker på overfladen, men overfladen var sort og havde en relativt tyk lag af røg. Der var et brændmærke ved hver ende af skjoldcylineren, med en relativ positionsforskell på ca. 180° i cirkulære retning.
Der var brændmærker ved den statiske ende af graduerings-skjoldet, der svarede til brændmærkespositionen ved den statiske ende af skjoldcylineren, og brændmærker ved den bevægelige ende af bellows og bellowsbeskyttelseskappe, der svarede til brændmærkespositionen ved den bevægelige ende. Keramikkorset var brændt ved de to brændmærkespositioner. Indervæggen af skjoldcylineren var sort, og ydervæggen væk fra brændmærkerne havde en normal farve. Der var ingen anormale mærker på ydervæggen af det resterende keramikkorset. Ledestangen blev blød og løb nedad. Løbet var alvorligt ved den del, der svarede til brændmærket ved den bevægelige ende, og der var en tilnærmet kogefenomen. Den fastlagde ledestang fastholdt den bevægelige ledestang i den åbne position.
Genpræsentation og Analyse af Ulykkesfænomener
Udfra overfladeforholdet af de bevægelige og statiske kontakter i fasedempningskammeret viser det, at kontakterne ikke oplevede buebrænding i atmosfæren, og kontakterne skulle være i en åben tilstand; indervæggen af skjoldcylineren er sort, som dannes af buens og en lille mængde lufts virkning. Ydervæggen af skjoldcylineren væk fra brændmærkerne har ingen farveændring, da den ikke er påvirket af bue, hvilket indikerer, at bue er en lokal erosion; spalterne på begge sider mellem den statiske ende af gradueringsringen i fasedempningskammeret og den statiske ende af skjoldcylineren er alvorligt brændt, hvilket indikerer, at der opstod buebrænding dér; spalterne på begge sider mellem den bevægelige ende af skjoldcylineren og beskyttelseskappe bag den bevægelige ende af fasedempningskammerets kontakt er alvorligt brændt, hvilket indikerer, at der opstod buebrænding dér.
Ledestangen har smeltning og løbemark, og løbet er alvorligt og har et kogefænomen på samme position som brændmærket ved den bevægelige ende, hvilket indikerer, at buens høje temperatur havde stor indvirkning på dette område og varede i en vis periode; den fastlagde ledestang fastholdt den bevægelige ledestang i den åbne position, hvilket indikerer, at bryderen udførte en åbningsoperation under fejlen, og at bryderen var i den åbne tilstand efter fejlen; kontaktoverfladen har en lag af røg, hvilket indikerer, at dens temperatur var lav under buevarigheden, og der ikke var buebrænding på overfladen i den senere fase af ulykken. Dette viser også, at bryderen var i den åbne tilstand i den senere fase af fejlen. Ulykkesprocessen burde være som følger:
Før fejlen opstod, havde vakuumafbryderen for noget grunde sluppet luft. Selvom der stadig var en vis grad af vakuum, opfyldte det ikke længere betingelserne for vakuumafbryderens drift. Da ulykken opstod, var kredsløbsbryderen i lukket driftstillstand, og kontakterne i afbryderen var lukket. Når fase B-ledningen på lastsiden af bryderen blev jordet, sprang bryderen automatisk.
Afbryderne for faser A og C var i god stand og fuldførte succesfuldt brydningen. Fase B-afbryderen, hvor vakuumgraden ikke opfyldte driftsbetingelserne, lykkedes alligevel at slukke bue mellem kontakterne, fordi i et trefas neutrale ubound system, når to faser er brudt, skal den tredje fase også være brudt.
Dette bekræfter også, at kontaktoverfladen var intakt, uden tydelig erosion, selv ved hjørner og kanter. Buens brænding var ikke helt begrænset mellem de to kontakter og havde en vis grad af diffusion, hvilket resulterede i sortering af indervæggen af skjoldcylineren. Da indersiden af afbryderen var i en lav-vakuumtilstand, var dets vakuumisolationskapacitet ekstremt lav. Dette førte til breakdown og bue mellem skjoldcylineren og den bevægelige ende af bellowsbeskyttelseskappe under genvindings-spændingen, og bue kunne ikke kontrolleres.
Skjoldcylineren blev alvorligt opvarmet, og dens potentiale ændrede sig, hvilket førte til breakdown (breakdown ved den svageste punkt) med den statiske ende af skjoldet og genererede en bue. Bue overførte sig fra den bevægelige ende til den statiske ende, dannede en strømbane fra strømforsyningen til jorden og vedholdende buens brænding, indtil den øverste niveaus bryder for denne bryder sprang, og bue blev slukket. Der var stadig en vis grad af vakuum i vakuumafbryderen, men det opfyldte ikke længere driftsbetingelser på grund af gaslekkage for noget grunde før fejlen opstod.
Da ulykken opstod, var kredsløbsbryderen i lukket driftstillstand, med kontakterne i afbryderen lukket. Når fase B-ledningen på lastsiden af bryderen blev jordet, sprang bryderen automatisk. Afbryderne for faser A og C var i god stand og fuldførte succesfuldt brydningen. For fase B-afbryderen, selvom vakuumgraden ikke opfyldte driftsbetingelserne, blev bue mellem kontakterne alligevel succesfuldt slukket.
Dette er fordi, i et trefas neutrale ubound system, når to faser er brudt, vil den tredje fase uundgåeligt også blive brudt. Dette bekræfter også, at kontaktoverfladen var intakt, uden tydelig erosion, selv ved hjørner og kanter. Buens brænding var ikke helt begrænset mellem de to kontakter og spredte sig i en vis grad, hvilket fórte til, at indervæggen af skjoldcylineren blev sort. Da indersiden af afbryderen var i en lav-vakuumtilstand, var dets vakuumisolationskapacitet ekstremt lav. Dette førte til breakdown og bue mellem skjoldcylineren og den bevægelige ende af bellowsbeskyttelseskappe under genvindings-spændingen, og bue kunne ikke kontrolleres.
Skjoldcylineren blev alvorligt opvarmet, og dens potentiale ændrede sig, hvilket førte til breakdown (ved det svageste punkt) med den statiske ende af skjoldet og genererede en bue. Bue overførte sig fra den bevægelige ende til den statiske ende, dannede en strømbane fra strømforsyningen til jorden og vedholdende buens brænding, indtil den øverste niveaus bryder for denne bryder sprang, og bue blev slukket.
