ZW32-12 진공 회로 차단기의 소등실 관련 사고 분석

ZW32-12 진공 회로 차단기는 전력 배전망에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 다른 제조사에서 생산된 ZW32-12 진공 회로 차단기의 성능은 다양합니다. 일부 ZW32-12 진공 회로 차단기는 전체적인 성능이 상대적으로 낮아, 잠재적인 작동 실패로 인해 특정 지역에서 정전이 발생할 수 있습니다 [1]. 야외용 ZW32-12형 진공 회로 차단기는 우수한 성능, 긴 전기 및 기계적 수명, 소형화와 경량화를 특징으로 합니다.

하지만 실제로는 누설, 단락, 과부하 등으로 인해 작동 문제를 겪을 수도 있습니다. 지속적으로 운전 경험을 종합하고 과학적이고 효과적인 예방 조치를 취함으로써 ZW32-12 진공 회로 차단기의 작동 실패를 줄일 수 있거나 피할 수 있습니다. ZW32-12 진공 회로 차단기의 일반적인 고장에 대한 과학적인 분석과 일정한 예방 조치는 진공 회로 차단기의 작동 실패를 줄이는 효과적인 방법입니다.

사고 당일은 천둥번개가 있었습니다. 운전 중 B상의 고장 스위치가 접지되어 고장 회로 차단기가 트립되었고, 고장 스위치 후단의 모든 사용자가 일시적으로 정전을 겪었습니다. 그 때에는 비상 조치만 취할 수 있었으며, 즉, 고장 회로 차단기의 상위 진공 회로 차단기를 트립시키고, 고장 회로 차단기의 전원 측과 부하 측의 모든 배선을 절연하여, 고장 회로 차단기 양단에 우회 스위치를 연결하여, 전 라인의 정상적인 전력 공급을 짧은 시간 내에 복구하였습니다.

고장 스위치를 전주에서 제거하였으며, 고장 스위치의 부하 측 B상의 폐쇄 및 개방 상태에서의 대지 절연 저항이 0임을 확인하였으며, 전원 측의 개방 상태에서의 대지 절연 저항은 0이 아니었습니다 (회로 차단기의 입출력 선을 제거한 후 각 상을 메거로 테스트). 이러한 현상으로 미루어 볼 때, 스위치의 부하 측 B상 선에 접지 현상이 있었고, 전원 측 B상 선은 정상적이었습니다. 이 고장은 부하 측 선의 접지와 관련이 있었습니다.

스위치를 분해 검사한 결과, B상 절연 실린더의 아크 소멸실 외부 부분에 변색 현상이 있었습니다. B상 절연 지지대를 분해한 결과, 아크 소멸실이 타버린 것으로 확인되었습니다. 아크 소멸실의 분해된 부품 상태는 다음과 같습니다: 아크 소멸실의 이동 접점과 고정 접점은 완전했으며, 표면에 명백한 타진 흔적이 없었지만, 표면은 검고 비교적 두꺼운 재가 축적되어 있었습니다. 차폐 실린더의 양 끝에 각각 하나씩 타진 흔적이 있었으며, 원주 방향으로 상대 위치 차이가 약 180°였습니다.

차폐 실린더의 고정 엔드 차폐 링과 해당하는 타진 흔적 위치에 고정 엔드 차폐 링에도 타진 흔적이 있었으며, 이동 엔드 벨로우스와 벨로우스 보호 커버에도 해당하는 타진 흔적 위치에 타진 흔적이 있었습니다. 세라믹 셀의 해당 타진 흔적 위치에서 타진이 발생했습니다. 차폐 실린디의 내벽은 검었으며, 타진 흔적에서 멀리 떨어진 외벽은 색상이 정상적이었습니다. 나머지 세라믹 셀의 외부 표면에는 이상한 흔적이 없었습니다. 가이드 슬리브가 연화되어 아래로 흘러내렸으며, 이동 엔드 타진 흔적 위치에 해당하는 부분에서는 심각하게 흘러내렸고, 약간의 끓는 현상이 있었습니다. 굳어진 가이드 슬리브가 이동 도전봉을 열린 상태로 고정하였습니다.

사고 현상의 재현 및 분석

아크 소멸실의 이동 및 고정 접점의 표면 상태로 볼 때, 접점은 대기 환경에서 아크 타진을 경험하지 않았으며, 접점은 열린 상태여야 합니다. 차폐 실린더의 내벽 표면은 검게 변하며, 이것은 아크와 소량의 공기의 작용으로 형성됩니다. 타진 흔적에서 멀리 떨어진 차폐 실린더의 외측은 아크의 영향을 받지 않아 색상 변화가 없으므로, 아크는 국소적인 타진임을 나타냅니다. 아크 소멸실의 고정 엔드 차폐 링과 차폐 실린더의 고정 엔드 사이의 양쪽 간격이 심각하게 타진됨을 보여, 그곳에서 아크 타진이 발생했다는 것을 나타냅니다. 차폐 실린더의 이동 엔드와 아크 소멸실의 이동 엔드 접점 뒤의 보호 커버 사이의 양쪽 간격이 심각하게 타진됨을 보여, 그곳에서 아크 타진이 발생했다는 것을 나타냅니다.

가이드 슬리브에는 용융 및 흘러내림 흔적이 있으며, 이동 엔드 타진 흔적과 같은 위치에서 심각하게 흘러내리며 끓는 현상이 있음을 나타냅니다. 이것은 아크의 고온이 해당 영역에 큰 영향을 미쳤고 일정 기간 동안 지속되었다는 것을 의미합니다. 굳어진 가이드 슬리브가 이동 도전봉을 열린 상태로 고정함으로써, 고장 시 스위치가 개방 작동을 수행하였고, 고장 후 스위치가 열린 상태였다는 것을 나타냅니다. 접점 표면에 재가 축적되어 있어, 아크 지속 기간 동안 온도가 낮았고, 사고 발전 후기 단계에서는 표면에 아크 타진이 없었다는 것을 나타냅니다. 또한, 고장 후기 단계에서 스위치가 열린 상태였음을 나타냅니다. 사고 과정은 다음과 같을 것입니다:

고장 발생 전, 진공 차단기는 어떤 이유로 공기 누출이 발생하여, 아직 일정 정도의 진공이 있었지만, 더 이상 진공 차단기의 작동 조건을 충족하지 못했습니다. 사고 발생 시, 회로 차단기는 폐쇄 상태로 작동 중이었으며, 차단기의 접점은 폐쇄되어 있었습니다. 스위치의 부하 측 B상 선이 접지되었을 때, 스위치가 자동으로 트립되었습니다.

A상 및 C상의 차단기는 양호한 상태로 성공적으로 차단 작업을 완료했습니다. B상 차단기는 작동 조건을 충족하지 않는 진공 상태였지만, 세상 중립 불접지 시스템에서 두 상이 차단되면 세 번째 상도 반드시 차단되기 때문에, 접점 사이의 아크를 성공적으로 소멸시킬 수 있었습니다.

이는 접점 표면이 완전하며, 가장자리와 모서리에서도 명백한 타진이 없음을 확인합니다. 아크 타진은 두 접점 사이에 완전히 제한되지 않고 일정 정도 확산되어, 차폐 실린더의 내벽이 검게 변했습니다. 차단기 내부는 저진공 상태였기 때문에, 진공 절연 능력이 극히 낮았습니다. 이로 인해 회복 전압 하에서 차폐 실린더와 이동 엔드 벨로우스 보호 커버 사이에서 절연 파괴와 아크가 발생하였고, 아크를 통제할 수 없었습니다.

차폐 실린더가 심각하게 가열되어 전위가 변경되어, 고정 엔드 차폐 커버와의 최약점에서 절연 파괴가 발생하고 아크가 발생했습니다. 아크는 이동 엔드에서 고정 엔드로 이동하여, 전원에서 지면까지의 전류 경로를 형성하고, 아크 타진을 유지하다가 이 스위치의 상위 스위치가 트립되면서 아크가 소멸되었습니다. 진공 차단기 내부에는 여전히 일정 정도의 진공이 있었지만, 고장 발생 전에 어떤 이유로 인해 공기 누출이 발생하여, 더 이상 작동 조건을 충족하지 못했습니다.

사고 발생 시, 회로 차단기는 폐쇄 상태로 작동 중이었으며, 차단기의 접점은 폐쇄되어 있었습니다. 스위치의 부하 측 B상 선이 접지되었을 때, 스위치가 자동으로 트립되었습니다. A상 및 C상의 차단기는 양호한 상태로 성공적으로 차단 작업을 완료했습니다. B상 차단기는 작동 조건을 충족하지 않는 진공 상태였지만, 접점 사이의 아크는 성공적으로 소멸되었습니다.

이는 세상 중립 불접지 시스템에서 두 상이 차단되면 세 번째 상도 반드시 차단되기 때문입니다. 이를 통해 접점 표면이 완전하며, 가장자리와 모서리에서도 명백한 타진이 없음을 확인합니다. 아크 타진은 두 접점 사이에 완전히 제한되지 않고 일정 정도 확산되어, 차폐 실린더의 내벽이 검게 변했습니다. 차단기 내부는 저진공 상태였기 때문에, 진공 절연 능력이 극히 낮았습니다. 이로 인해 회복 전압 하에서 차폐 실린더와 이동 엔드 벨로우스 보호 커버 사이에서 절연 파괴와 아크가 발생하였고, 아크를 통제할 수 없었습니다.

차폐 실린더가 심각하게 가열되어 전위가 변경되어, 고정 엔드 차폐 커버와의 최약점에서 절연 파괴가 발생하고 아크가 발생했습니다. 아크는 이동 엔드에서 고정 엔드로 이동하여, 전원에서 지면까지의 전류 경로를 형성하고, 아크 타진을 유지하다가 상위 스위치가 트립되면서 아크가 소멸되었습니다.