Analiza wypadku dotycząca komory gaszącej łuku w wyłączniku próżniowym ZW32-12
Wakacz próżniowy ZW32 - 12 jest szeroko stosowany w sieci dystrybucji energii. Jednakże wydajność wakaczy próżniowych ZW32 - 12 produkowanych przez różne producentów różni się. Niektóre wakacze próżniowe ZW32 - 12 mają stosunkowo niską ogólną wydajność, z potencjalnymi awariami podczas działania, które mogą prowadzić do przerw w dostawie energii w niektórych obszarach [1]. Wakacz próżniowy ZW32 - 12 przeznaczony do zastosowań na zewnątrz ma wyższą wydajność, długotrwałą elektryczną i mechaniczną żywotność, jest miniaturyzowany i lekki.
Jednak w rzeczywistym działaniu może również napotkać problemy związane z przeciekami, przepięciami lub przeciążeniem. Tylko poprzez ciągłe podsumowywanie doświadczeń eksploatacyjnych i stosowanie naukowych oraz skutecznych środków zapobiegawczych można obniżyć lub uniknąć awarii wakaczy próżniowych ZW32 - 12. Naukowa analiza typowych usterek wakaczy próżniowych ZW32 - 12 oraz podjęcie określonych środków zapobiegawczych to skuteczne sposoby redukcji awarii wakaczy próżniowych.
Dzień wypadku był dniem burzy z piorunami. Podczas pracy stwierdzono, że faza B uszkodzonego przełącznika utraciła połączenie z ziemią, co spowodowało wyłączenie uszkodzonego wakacza, a wszyscy użytkownicy za uszkodzonym przełącznikiem doświadczyli krótkotrwałej przerwy w dostawie energii. W tym czasie można było podjąć jedynie środki nagłej pomocy, tj. wyłączyć wakacz próżniowy na wyższym poziomie niż uszkodzony wakacz, odłączyć wszystkie przewody po stronie zasilania i obciążenia uszkodzonego wakacza, a następnie mostkować przełącznik boczny na obu końcach uszkodzonego wakacza, przywracając tym samym normalne zasilanie całej linii w krótkim czasie.
Uszkodzony przełącznik został zdjęty z słupa. Stwierdzono, że opór izolacji do ziemi zarówno w stanie zamkniętym, jak i otwartym dla fazy B po stronie obciążenia uszkodzonego przełącznika wynosił zero, podczas gdy opór izolacji do ziemi po stronie zasilania w stanie otwartym (po odłączeniu wejść i wyjść przełącznika, każda faza została przetestowana megometrem) był niezerowy. Na podstawie opisanych zjawisk można uznać, że doszło do zaziemienia linii fazy B po stronie obciążenia, a linia fazy B po stronie zasilania była normalna. Ta awaria była związana z zaziemieniem linii po stronie obciążenia.
Po rozmontowaniu i sprawdzeniu przełącznika stwierdzono, że zewnętrzna część komory gaszącej łuku w fazie B izolatora miała zjawisko zmiany koloru. Po rozmontowaniu izolatora wsparcia fazy B stwierdzono, że komora gasząca łuku została spalona. Stan rozmontowanych części komory gaszącej łuku jest następujący: ruchome i nieruchome kontakty komory gaszącej łuku były nietknięte, bez widocznych śladów spalenia na powierzchni, ale powierzchnia była czarna i miała stosunkowo gruby osad sadzy. Były ślady spalenia na każdym końcu cylindra ekranującego, z względną różnicą pozycji około 180° w kierunku obwodowym.
Były ślady spalenia na nieruchomym końcu tarczy graduacyjnej odpowiadającej pozycji śladu spalenia na nieruchomym końcu cylindra ekranującego, oraz ślady spalenia na ruchomych końcówkach falowych i osłonie końcówek falowych odpowiadających pozycji śladu spalenia na ruchomym końcu. Skałka ceramiczna była spalona w miejscach odpowiadających tym dwóm śladom spalenia. Wewnętrzna ściana cylindra ekranującego była czarna, a zewnętrzna ściana oddalona od śladów spalenia miała normalny kolor. Na zewnętrznej powierzchni pozostałej skałki ceramicznej nie było żadnych nietypowych znaków. Obudowa kierująca stwardniała i spłynęła w dół. Spływ był silny w części odpowiadającej śladowi spalenia na ruchomym końcu, a wystąpił przybliżony zjawisko wrzenia. Zastygła obudowa kierująca utrzymała ruchomą sztywną tuleję w pozycji otwartej.
Ponowne przedstawienie i analiza zjawisk wypadkowych
Biorąc pod uwagę stan powierzchni ruchomych i nieruchomych kontaktów komory gaszącej łuku, widać, że kontakty nie doświadczyły spalania łuku w środowisku atmosferycznym, a kontakty powinny być w stanie otwartym; wewnętrzna powierzchnia ściany cylindra ekranującego jest czarna, co powstało pod wpływem łuku i małej ilości powietrza. Zewnętrzna strona cylindra ekranującego oddalona od śladów spalenia nie uległa zmianie koloru, ponieważ nie była dotknięta łukiem, co wskazuje, że łuk był lokalnym ablacyjnym zjawiskiem; luki po obu stronach między nieruchomym końcem tarczy graduacyjnej komory gaszącej łuku a nieruchomym końcem cylindra ekranującego są mocno spalone, co wskazuje, że tam miało miejsce spalanie łuku; luki po obu stronach między ruchomym końcem cylindra ekranującego a osłoną za ruchomym końcem kontaktu komory gaszącej łuku są mocno spalone, co wskazuje, że tam miało miejsce spalanie łuku.
Obudowa kierująca ma ślady topnienia i spływania, a spływ jest silny i ma zjawisko wrzenia w tej samej pozycji co ślad spalenia na ruchomym końcu, co wskazuje, że wysoka temperatura łuku miała duży wpływ na ten obszar i trwała przez pewien czas; zastygła obudowa kierująca utrzymała ruchomą sztywną tuleję w pozycji otwartej, co wskazuje, że przełącznik wykonał operację otwarcia podczas awarii, a przełącznik był w stanie otwartym po awarii; powierzchnia kontaktu ma osad sadzy, co wskazuje, że jej temperatura była niska podczas trwania łuku i nie było spalania łuku na jej powierzchni w późniejszym etapie rozwoju wypadku. To również pokazuje, że przełącznik był w stanie otwartym w późniejszym etapie awarii. Przebieg wypadku powinien wyglądać następująco:
Przed wystąpieniem awarii przerzutnik próżniowy z jakiegoś powodu uległ przecieku powietrza. Mimo, że nadal istniał pewien stopień próżni, nie spełniał już warunków pracy przerzutnika próżniowego. Gdy doszło do wypadku, przerzutnik znajdował się w stanie pracy w trybie zamkniętym, a kontakty przerzutnika były zamknięte. Gdy faza B linii po stronie obciążenia przełącznika została zaziemiona, przełącznik automatycznie wyłączył się.
Przerzutniki faz A i C były w dobrym stanie i pomyślnie wykonali operację rozłączenia. Przerzutnik fazy B, którego stopień próżni nie spełniał warunków pracy, mimo to udało mu się pomyślnie zgaszyć łuk między kontaktami, ponieważ w systemie trójfazowym z niezazemioną neutralą, gdy dwie fazy zostaną rozłączone, trzecia faza musi również zostać rozłączona.
To również potwierdza, że powierzchnia kontaktu była nietknięta, bez widocznych śladów ablacji nawet na brzegach i rogach. Spalanie łuku nie było całkowicie ograniczone między dwoma kontaktami i miało pewien stopień dyfuzji, co spowodowało wytlenienie wewnętrznej ściany cylindra ekranującego. Ponieważ wnętrze przerzutnika było w stanie niskiej próżni, zdolność izolacyjna próżni była bardzo niska. To doprowadziło do przebicia i powstania łuku między cylindrem ekranującym a osłoną końcówek falowych po stronie ruchomej pod wpływem napięcia odzyskującego, a łuk nie mógł być kontrolowany.
Cylindrowy ekran mocno się rozgrzał, a jego potencjał się zmienił, co doprowadziło do przebicia (przebicia w najsłabszym punkcie) z nieruchomą osłoną końcówek falowych i powstania łuku. Łuk przeniósł się z końca ruchomego na koniec nieruchomy, tworząc drogę przepływu prądu od źródła do ziemi i utrzymując spalanie łuku, aż górny przełącznik tego przełącznika wyłączył się i łuk zgasł. Nadal istniał pewien stopień próżni w przerzutniku próżniowym, ale nie spełniał już warunków pracy ze względu na przeciek gazu z jakiegoś powodu przed wystąpieniem awarii.
Gdy doszło do wypadku, przerzutnik znajdował się w stanie pracy w trybie zamkniętym, a kontakty przerzutnika były zamknięte. Gdy faza B linii po stronie obciążenia przełącznika została zaziemiona, przełącznik automatycznie wyłączył się. Przerzutniki faz A i C były w dobrym stanie i pomyślnie wykonali operację rozłączenia. Dla przerzutnika fazy B, mimo, że stopień próżni nie spełniał warunków pracy, łuk między kontaktami został pomyślnie zgaszony.
To jest spowodowane tym, że w systemie trójfazowym z niezazemioną neutralą, gdy dwie fazy są rozłączone, trzecia faza również musi być rozłączona. To również potwierdza, że powierzchnia kontaktu była nietknięta, bez widocznych śladów ablacji nawet na brzegach i rogach. Spalanie łuku nie było całkowicie ograniczone między dwoma kontaktami i rozszerzyło się w pewnym stopniu, powodując wytlenienie wewnętrznej ściany cylindra ekranującego. Ponieważ wnętrze przerzutnika było w stanie niskiej próżni, jego zdolność izolacyjna próżni była bardzo niska. To doprowadziło do przebicia i powstania łuku między cylindrem ekranującym a osłoną końcówek falowych po stronie ruchomej pod wpływem napięcia odzyskującego, a łuk nie mógł być kontrolowany.
Cylindrowy ekran mocno się rozgrzał, a jego potencjał się zmienił, co doprowadziło do przebicia (w najsłabszym punkcie) z nieruchomą osłoną końcówek falowych i powstania łuku. Łuk przeniósł się z końca ruchomego na koniec nieruchomy, tworząc drogę przepływu prądu od źródła do ziemi i utrzymując spalanie łuku, aż górny przełącznik tego przełącznika wyłączył się i łuk zgasł.
