Analisi di un incidente coinvolgente la camera di spegnimento ad arco di un interruttore a vuoto ZW32-12

L'interruttore a vuoto ZW32 - 12 è ampiamente utilizzato nella rete di distribuzione elettrica. Tuttavia, le prestazioni degli interruttori a vuoto ZW32 - 12 prodotti da diversi produttori variano. Alcuni interruttori a vuoto ZW32 - 12 hanno prestazioni complessive relativamente basse, con potenziali malfunzionamenti che possono portare a interruzioni di corrente in alcune aree [1]. L'interruttore a vuoto ZW32 - 12 per esterno ha prestazioni superiori, una lunga vita utile elettrica e meccanica ed è miniaturizzato e leggero.

Tuttavia, durante l'operazione, può anche incontrare problemi operativi a causa di perdite, cortocircuiti o sovraccarichi. Solo sommando continuamente l'esperienza operativa e adottando misure preventive scientifiche ed efficaci, è possibile ridurre o evitare i malfunzionamenti degli interruttori a vuoto ZW32 - 12. Un'analisi scientifica dei guasti comuni degli interruttori a vuoto ZW32 - 12 e l'adozione di determinate misure preventive sono modi efficaci per ridurre i malfunzionamenti degli interruttori a vuoto.

Il giorno dell'incidente c'era un temporale. Durante l'operazione, si è scoperto che la fase B dell'interruttore difettoso aveva perso il contatto a terra, causando il trip dell'interruttore a vuoto difettoso, con conseguente interruzione temporanea della fornitura di energia a tutti gli utenti posti a valle dell'interruttore difettoso. In quel momento, potevano essere prese solo misure d'emergenza, ovvero azionare l'interruttore a vuoto al livello precedente rispetto all'interruttore a vuoto difettoso, disconnettere tutte le connessioni sul lato di alimentazione e sul lato di carico dell'interruttore a vuoto difettoso, e collegare un interruttore di bypass alle due estremità dell'interruttore a vuoto difettoso, ripristinando così la fornitura di energia normale della linea intera in breve tempo.

L'interruttore difettoso è stato rimosso dal palo. Si è scoperto che la resistenza isolante a terra sia in chiusura che in apertura della fase B sul lato di carico dell'interruttore difettoso era zero, mentre la resistenza isolante a terra del lato di alimentazione era non-zero in apertura (dopo aver rimosso i cavi di ingresso e uscita dell'interruttore, ogni fase è stata testata con un megohmetro). In base ai fenomeni descritti, si può considerare che ci fosse un fenomeno di messa a terra nella linea della fase B sul lato di carico dell'interruttore, e la linea del lato di alimentazione della fase B era normale. Questo guasto era correlato alla messa a terra della linea sul lato di carico.

Attraverso lo smontaggio e l'ispezione dell'interruttore, si è scoperto che l'esterno della camera di spegnimento dell'arco del cilindro isolante della fase B presentava un fenomeno di discolorazione. Dopo lo smontaggio del supporto isolante della fase B, si è scoperto che la camera di spegnimento dell'arco era bruciata. Le condizioni delle parti smontate della camera di spegnimento dell'arco sono le seguenti: i contatti mobili e fissi della camera di spegnimento dell'arco erano intatti, senza tracce evidenti di bruciatura sulla superficie, ma la superficie era nera e aveva un deposito di fuliggine piuttosto spesso. C'era una traccia di bruciatura su ciascuna estremità del tubo di schermo, con una differenza relativa di posizione di circa 180° nella direzione circolare.

C'erano tracce di bruciatura sullo scudo di gradazione a fine fissa corrispondente alla posizione della traccia di bruciatura a fine fissa del tubo di schermo, e tracce di bruciatura sulla campana e sul copri-campana a fine mobile corrispondente alla posizione della traccia di bruciatura a fine mobile. La custodia ceramica era bruciata nelle posizioni corrispondenti a queste due tracce di bruciatura. La parete interna del tubo di schermo era nera, mentre la parete esterna lontana dalle tracce di bruciatura era di colore normale. Non c'erano segni anomali sulla superficie esterna del resto della custodia ceramica. Il guaina guida si era ammorbidita e colata verso il basso. La colata era grave nella parte corrispondente alla traccia di bruciatura a fine mobile, e c'era un fenomeno approssimativo di bollitura. La guaina guida solidificata aveva bloccato la barra conduttrice mobile in posizione aperta.

Ripresentazione e analisi dei fenomeni dell'incidente

Dal punto di vista dello stato superficiale dei contatti mobili e fissi della camera di spegnimento dell'arco, si può dedurre che i contatti non hanno subito bruciature ad arco in un ambiente atmosferico, e i contatti dovrebbero essere in posizione aperta; la superficie interna del tubo di schermo è nera, formata dall'azione dell'arco e da una piccola quantità di aria. Il lato esterno del tubo di schermo lontano dalle tracce di bruciatura non presenta discolorazione perché non è influenzato dall'arco, indicando che l'arco è un abbrucio locale; i gap su entrambi i lati tra l'anello di gradazione a fine fissa della camera di spegnimento dell'arco e la fine fissa del tubo di schermo sono gravemente bruciati, indicando che lì si è verificata una bruciatura ad arco; i gap su entrambi i lati tra la fine mobile del tubo di schermo e il copri-campana dietro il contatto a fine mobile della camera di spegnimento dell'arco sono gravemente bruciati, indicando che lì si è verificata una bruciatura ad arco.

La guaina guida presenta segni di fusione e colata, e la colata è grave e presenta un fenomeno di bollitura nella stessa posizione della traccia di bruciatura a fine mobile, indicando che la temperatura elevata dell'arco ha avuto un impatto significativo su questa area e si è protratta per un certo periodo; la guaina guida solidificata ha bloccato la barra conduttrice mobile in posizione aperta, indicando che l'interruttore ha eseguito un'operazione di apertura durante il guasto e che l'interruttore era in posizione aperta dopo il guasto; la superficie del contatto ha un deposito di fuliggine, indicando che la sua temperatura era bassa durante la durata dell'arco e non c'è stata bruciatura ad arco sulla sua superficie nella fase finale dello sviluppo dell'incidente. Ciò indica anche che l'interruttore era in posizione aperta nella fase finale del guasto. Il processo dell'incidente dovrebbe essere il seguente:

Prima che si verificasse il guasto, l'interruttore a vuoto aveva subito una perdita d'aria per qualche motivo. Anche se c'era ancora un certo grado di vuoto, non soddisfaceva più le condizioni operative dell'interruttore a vuoto. Quando si è verificato l'incidente, l'interruttore era in stato di chiusura, e i contatti dell'interruttore erano chiusi. Quando la linea della fase B sul lato di carico dell'interruttore è stata messa a terra, l'interruttore ha eseguito automaticamente un trip.

Gli interruttori delle fasi A e C erano in buono stato e hanno completato con successo l'operazione di spegnimento. L'interruttore della fase B, con un grado di vuoto che non soddisfaceva le condizioni operative, è riuscito comunque a spegnere l'arco tra i contatti con successo, poiché in un sistema trifase con neutro isolato, quando due fasi vengono interrotte, la terza fase deve essere interrotta anch'essa.

Ciò conferma anche che la superficie del contatto era intatta, senza abrasioni evidenti neppure agli angoli. La combustione dell'arco non era completamente confinata tra i due contatti e si è diffusa in una certa misura, causando il nero della parete interna del tubo di schermo. Poiché l'interno dell'interruttore era in uno stato di basso vuoto, la capacità di isolamento del vuoto era estremamente bassa. Ciò ha portato a un breakdown e a un arco tra il tubo di schermo e il copri-campana a fine mobile sotto la tensione di recupero, e l'arco non poteva essere controllato.

Il tubo di schermo si è riscaldato gravemente, e il suo potenziale è cambiato, causando un breakdown (al punto più debole) con lo scudo a fine fissa e generando un arco. L'arco si è trasferito dalla fine mobile alla fine fissa, formando un percorso di corrente dalla sorgente di alimentazione a terra e mantenendo la combustione dell'arco fino a quando l'interruttore superiore di questo interruttore ha eseguito un trip e l'arco si è spento. C'era ancora un certo grado di vuoto nell'interruttore a vuoto, ma non soddisfaceva più le condizioni operative a causa di una perdita di gas per qualche motivo prima del guasto.

Quando si è verificato l'incidente, l'interruttore era in stato di chiusura, con i contatti dell'interruttore chiusi. Quando la linea della fase B sul lato di carico dell'interruttore è stata messa a terra, l'interruttore ha eseguito automaticamente un trip. Gli interruttori delle fasi A e C erano in buono stato e hanno completato con successo l'operazione di spegnimento. Per l'interruttore della fase B, anche se il grado di vuoto non soddisfaceva le condizioni operative, l'arco tra i contatti è stato comunque spento con successo.

Questo è dovuto al fatto che in un sistema trifase con neutro isolato, quando due fasi vengono interrotte, la terza fase sarà inevitabilmente interrotta. Ciò conferma anche che la superficie del contatto era intatta, senza abrasioni evidenti neppure agli angoli. La combustione dell'arco non era completamente confinata tra i due contatti e si è diffusa in una certa misura, causando il nero della parete interna del tubo di schermo. Poiché l'interno dell'interruttore era in uno stato di basso vuoto, la sua capacità di isolamento del vuoto era estremamente bassa. Ciò ha portato a un breakdown e a un arco tra il tubo di schermo e il copri-campana a fine mobile sotto la tensione di recupero, e l'arco non poteva essere controllato.

Il tubo di schermo si è riscaldato gravemente, e il suo potenziale è cambiato, causando un breakdown (al punto più debole) con lo scudo a fine fissa e generando un arco. L'arco si è trasferito dalla fine mobile alla fine fissa, formando un percorso di corrente dalla sorgente di alimentazione a terra e mantenendo la combustione dell'arco fino a quando l'interruttore superiore di questo interruttore ha eseguito un trip e l'arco si è spento.