تحلیل یک حادثه مربوط به کامره خاموش‌کننده قوس الکتریکی در شیر مداربر قطع کننده خلاء ZW32-12
بریکر خلأ ZW32 - 12 به طور گسترده در شبکه توزیع برق استفاده می‌شود. با این حال، عملکرد بریکرهای خلأ ZW32 - 12 تولید شده توسط سازندگان مختلف متفاوت است. برخی از بریکرهای خلأ ZW32 - 12 دارای عملکرد کلی نسبتاً پایین هستند و ممکن است باعث خرابی‌های عملیاتی شوند که می‌تواند منجر به قطع برق در برخی مناطق شود [1]. بریکر خلأ نوع ZW32 - 12 خارجی دارای عملکرد فوق‌العاده، عمر مفید الکتریکی و مکانیکی طولانی و کوچک‌سازی و سبک وزن است.
اما در عمل، ممکن است به دلیل نشت، کاوش کوتاه یا بیش‌باری با مشکلات عملیاتی مواجه شود. تنها با خلاصه‌سازی مداوم تجربیات عملیاتی و اتخاذ اقدامات پیشگیرانه علمی و موثر می‌توان خرابی‌های عملیاتی بریکرهای خلأ ZW32 - 12 را کاهش یا جلوگیری کرد. تجزیه و تحلیل علمی از خطاهای رایج بریکرهای خلأ ZW32 - 12 و اتخاذ اقدامات پیشگیرانه خاص، روش‌های موثری برای کاهش خرابی‌های عملیاتی بریکرهای خلأ هستند.
روز حادثه یک روز طوفان برق بود. در طول عملیات، مشخص شد که فاز B سوئیچ خراب زمین شده بود، که باعث قطع خودکار بریکر خراب شد و تمام کاربران در پشت سوئیچ خراب با قطع برق موقت مواجه شدند. در آن زمان، فقط اقدامات اضطراری ممکن بود، یعنی قطع بریکر خلأ در سطح قبلی بریکر خراب، قطع تمام سیم‌پیچ‌های طرف تغذیه و بار بریکر خراب و اتصال یک سوئیچ دوربینی در دو طرف بریکر خراب، بنابراین بازگرداندن تأمین برق عادی کل خط در مدت کوتاهی.
سوئیچ خراب از ستون جدا شد. مشخص شد که مقاومت عایقی به زمین برای هر دو حالت بسته و باز فاز B در طرف بار سوئیچ صفر بود، در حالی که مقاومت عایقی به زمین طرف تغذیه در حالت باز (بعد از جدا کردن خطوط ورودی و خروجی بریکر و تست هر فاز با مگومتر) غیر صفر بود. بر اساس پدیده‌های توصیف شده، می‌توان فرض کرد که در خط فاز B در طرف بار سوئیچ یک پدیده زمینی وجود داشته و خط طرف تغذیه فاز B عادی بود. این خطا مرتبط با زمین شدن خط طرف بار بود.
با جدا کردن و بررسی سوئیچ، مشخص شد که بخش بیرونی اتاق خاموش کننده فاز B دارای پدیده رنگ تغییریافته بود. بعد از جدا کردن حمایت عایقی فاز B، مشخص شد که اتاق خاموش کننده سوخته است. شرایط قطعات جدا شده اتاق خاموش کننده به شرح زیر است: تماس‌های متحرک و ثابت اتاق خاموش کننده سالم بودند و روی سطح آنها علامت سوختگی واضحی نداشت، اما سطح آنها سیاه بود و رسوب سوخته‌ای با ضخامت نسبتاً زیاد داشت. در هر دو طرف استوانه محافظ یک علامت سوختگی وجود داشت که اختلاف موقعیت نسبی آنها در جهت محیطی حدود ۱۸۰ درجه بود.
در محل محافظ تقسیم کننده ثابت متناظر با محل علامت سوختگی در طرف ثابت استوانه محافظ و در محل بالون و محافظ بالون متناظر با محل علامت سوختگی در طرف متحرک علامت‌های سوختگی وجود داشت. پوسته سرامیکی در محل‌های متناظر با این دو علامت سوختگی سوخته بود. داخل استوانه محافظ سیاه بود و بیرون آن در محل دور از علامت‌های سوختگی رنگ عادی داشت. روی سطح بیرونی پوسته سرامیکی باقی‌مانده هیچ علامت ناهماهنگی وجود نداشت. لوله هدایت کننده نرم شده و به سمت پایین جریان یافت. جریان در بخش متناظر با علامت سوختگی در طرف متحرک شدید بود و پدیده تقریبی جوشابی وجود داشت. لوله هدایت کننده تثبیت شده باعث ثابت کردن میله هدایت کننده متحرک در حالت باز شد.
نمایش مجدد و تحلیل پدیده‌های حادثه
با توجه به وضعیت سطح تماس‌های متحرک و ثابت اتاق خاموش کننده، نشان می‌دهد که تماس‌ها در محیط جوی تجربه سوختگی قوس نداشته‌اند و تماس‌ها باید در حالت باز باشند؛ سطح داخلی استوانه محافظ سیاه است که توسط تأثیر قوس و مقدار کمی هوا تشکیل شده است. بیرون استوانه محافظ در محل دور از علامت‌های سوختگی رنگ تغییر نکرده است زیرا تحت تأثیر قوس قرار نگرفته است که نشان می‌دهد قوس یک تخریب محلی است؛ فواصل دو طرف بین حلقه تقسیم کننده ثابت اتاق خاموش کننده و طرف ثابت استوانه محافظ به شدت سوخته‌اند که نشان می‌دهد در آنجا سوختگی قوس رخ داده است؛ فواصل دو طرف بین طرف متحرک استوانه محافظ و محافظ پشت تماس متحرک اتاق خاموش کننده به شدت سوخته‌اند که نشان می‌دهد در آنجا سوختگی قوس رخ داده است.
لوله هدایت کننده علامت‌های ذوب و جریان دارد و جریان در همان محل علامت سوختگی در طرف متحرک شدید و پدیده جوشابی دارد که نشان می‌دهد دما بالای قوس بر این منطقه تأثیر زیادی گذاشته و برای مدتی پایدار بوده است؛ لوله هدایت کننده تثبیت شده باعث ثابت کردن میله هدایت کننده متحرک در حالت باز شد که نشان می‌دهد سوئیچ در طول خرابی عملیات باز کردن انجام داده و سوئیچ در حالت باز پس از خرابی بوده است؛ سطح تماس رسوب سوخته دارد که نشان می‌دهد دمای آن در طول قوس پایین بوده و در مرحله آخر توسعه حادثه سوختگی قوسی روی سطح آن رخ نداده است. همچنین نشان می‌دهد که سوئیچ در مرحله آخر خرابی در حالت باز بوده است. فرآیند حادثه باید به شرح زیر باشد:
قبل از وقوع خرابی، بریکر خلأ به دلیلی هوایی روان شده بود. اگرچه هنوز درجه‌ای از خلأ وجود داشت، اما دیگر شرایط عملیاتی بریکر خلأ را برآورده نمی‌کرد. در زمان وقوع حادثه، بریکر در حالت عملیاتی بسته بود و تماس‌های بریکر بسته بودند. وقتی خط فاز B در طرف بار سوئیچ زمین شد، سوئیچ به طور خودکار قطع شد.
بریکرهای فاز A و C در حالت خوب بودند و با موفقیت عملیات قطع را انجام دادند. بریکر فاز B با درجه خلأ که شرایط عملیاتی را برآورده نمی‌کرد، با این حال موفق به خاموش کردن قوس بین تماس‌ها شد زیرا در یک سیستم سه‌فاز بدون زمین‌کشی، وقتی دو فاز قطع می‌شوند، فاز سوم نیز باید قطع شود.
این نیز تأیید می‌کند که سطح تماس سالم بوده و حتی در لبه‌ها و گوشه‌ها علامت تخریب واضحی نداشته است. سوختگی قوس کاملاً بین دو تماس محدود نشده و تا حدی پخش شده بود که باعث سیاه شدن داخل استوانه محافظ شد. از آنجا که داخل بریکر در حالت خلأ پایین بود، توانایی عایق خلأ بسیار پایین بود. این باعث شکست و سوختگی قوس بین استوانه محافظ و محافظ بالون طرف متحرک تحت ولتاژ بازیابی شد و قوس کنترل نشد.
استوانه محافظ به شدت گرم شد و پتانسیل آن تغییر کرد که باعث شکست (شکست در ضعیف‌ترین نقطه) با محافظ ثابت طرف ثابت شد و قوس ایجاد شد. قوس از طرف متحرک به طرف ثابت منتقل شد و مسیر جریانی از منبع تغذیه به زمین ایجاد کرد و سوختگی قوس تا زمانی که سوئیچ بالاتر از این سوئیچ قطع شد و قوس خاموش شد پایدار ماند. هنوز درجه‌ای از خلأ در بریکر خلأ وجود داشت، اما دیگر شرایط عملیاتی را به دلیل نشت گاز قبل از وقوع خرابی برآورده نمی‌کرد.
در زمان وقوع حادثه، بریکر در حالت عملیاتی بسته بود و تماس‌های بریکر بسته بودند. وقتی خط فاز B در طرف بار سوئیچ زمین شد، سوئیچ به طور خودکار قطع شد. بریکرهای فاز A و C در حالت خوب بودند و با موفقیت عملیات قطع را انجام دادند. برای بریکر فاز B، اگرچه درجه خلأ شرایط عملیاتی را برآورده نمی‌کرد، قوس بین تماس‌ها با موفقیت خاموش شد.
این به دلیل این است که در یک سیستم سه‌فاز بدون زمین‌کشی، وقتی دو فاز قطع می‌شوند، فاز سوم نیز قطع می‌شود. این نیز تأیید می‌کند که سطح تماس سالم بوده و حتی در لبه‌ها و گوشه‌ها علامت تخریب واضحی نداشته است. سوختگی قوس کاملاً بین دو تماس محدود نشده و تا حدی پخش شده بود که باعث سیاه شدن داخل استوانه محافظ شد. از آنجا که داخل بریکر در حالت خلأ پایین بود، توانایی عایق خلأ بسیار پایین بود. این باعث شکست و سوختگی قوس بین استوانه محافظ و محافظ بالون طرف متحرک تحت ولتاژ بازیابی شد و قوس کنترل نشد.
استوانه محافظ به شدت گرم شد و پتانسیل آن تغییر کرد که باعث شکست (در ضعیف‌ترین نقطه) با محافظ ثابت طرف ثابت شد و قوس ایجاد شد. قوس از طرف متحرک به طرف ثابت منتقل شد و مسیر جریانی از منبع تغذیه به زمین ایجاد کرد و سوختگی قوس تا زمانی که سوئیچ بالادست این سوئیچ قطع شد و قوس خاموش شد پایدار ماند.
