Аналіз аварії, пов’язаної з дугогасним середовищем вакуумного вимикача ZW32-12

Вакуумний вимикач ZW32 - 12 широко використовується у мережі розподілу електроенергії. Однак, характеристики вакуумних вимикачів ZW32 - 12, вироблених різними виробниками, можуть відрізнятися. Деякі вакуумні вимикачі ZW32 - 12 мають відносно низьку загальну продуктивність, що може призвести до аварійних ситуацій та відключень електроенергії в деяких районах [1]. Вакуумний вимикач ZW32 - 12 для зовнішнього використання має високу продуктивність, довгу електричну та механічну службовий час, а також є компактним і легковажним.

Але під час реального використання він також може стикнутися з проблемами функціонування через течію, коротке замикання або перегрузку. Лише постійне підсумовування досвіду експлуатації та впровадження науково обґрунтованих та ефективних запобіжних заходів можуть допомогти зменшити або уникнути аварійних ситуацій з вакуумними вимикачами ZW32 - 12. Науковий аналіз типових вад вакуумних вимикачів ZW32 - 12 та впровадження певних запобіжних заходів є ефективними способами зменшення аварійних ситуацій з вакуумними вимикачами.

День аварії був грозовим. Під час операції було виявлено, що фаза B аварійного вимикача втратила землю, що призвело до відключення аварійного вимикача, і всі користувачі на кінцевій частині аварійного вимикача відчували короткотривале відключення електроенергії. Тоді мали бути прийняті лише надзвичайні заходи, а саме, відключення вакуумного вимикача на попередньому рівні аварійного вимикача, відключення всіх проводів на стороні живлення та стороні завантаження аварійного вимикача, та установка обхідного вимикача на обох кінцях аварійного вимикача, що дозволило швидко відновити нормальне живлення всієї лінії.

Аварійний вимикач був знімений з опори. Було виявлено, що опір ізоляції до землі для обох станів (замкнення та роз'єднання) фази B на стороні завантаження аварійного вимикача дорівнював нулю, тоді як опір ізоляції до землі на стороні живлення був не нульовим при роз'єднанні (після відключення входячих та виходячих ліній вимикача, кожна фаза була перевірена мегометром). На основі описаних явищ можна вважати, що на лінії фази B на стороні завантаження вимикача було явище заземлення, а лінія фази B на стороні живлення була нормальній. Ця аварія була пов'язана з заземленням лінії на стороні завантаження.

Після розбирання та перевірки вимикача було виявлено, що зовнішня частина камер гасіння дуги фази B матового циліндра мала зміну кольору. Після розбирання матової опори фази B було виявлено, що камера гасіння дуги була спаленою. Стан розібраних частин камери гасіння дуги такий: рухомі та нерухомі контакти камери гасіння дуги були цілими, без очевидних слідів палення на поверхні, але поверхня була чорною і мала відносно товстий шар сажі. На кожному кінці екрануючого циліндра був один слід палення, з релятивним розташуванням близько 180° в коловому напрямку.

На нерухомому кінці екрануючого циліндра були сліди палення, що відповідали положенню слідів палення на нерухомому кінці екрануючого циліндра, а також на рухомому кінці гармошки та захисній кришці, що відповідали положенню слідів палення на рухомому кінці. Керамічна оболонка була спаленою у цих двох точках. Внутрішня поверхня екрануючого циліндра була чорною, а зовнішня поверхня, віддалена від слідів палення, мала нормальний колір. На зовнішній поверхні решти керамічної оболонки не було ніяких аномальних слідів. Направляюча муфта змякла і потекла вниз. Потікання було значним в тій частині, що відповідала сліду палення на рухомому кінці, і було наближене кипіння. Затверджена направляюча муфта закріпила рухомий провідний прут у відкритому положенні.

Повторне представлення та аналіз аварійних явищ

Згідно з поверхневим станом рухомих та нерухомих контактів камери гасіння дуги, видно, що контакти не досвідчили палення дуги в атмосферному середовищі, і контакти мали б бути у відкритому положенні; внутрішня поверхня екрануючого циліндра чорна, що утворилася в результаті дії дуги та невеликої кількості повітря. Зовнішня сторона екрануючого циліндра, віддалена від слідів палення, не має зміни кольору, оскільки не була впливлена дугою, що свідчить про локальне абляціювання; прогалини з обох боків між нерухомим кінцем екрануючого кільця камери гасіння дуги та нерухомим кінцем екрануючого циліндра були сильно спалені, що свідчить про палення дуги там; прогалини з обох боків між рухомим кінцем екрануючого циліндра та захисною кришкою позаду рухомого контакту камери гасіння дуги були сильно спалені, що свідчить про палення дуги там.

Направляюча муфта має сліди плавлення та потікання, і потікання було значним, з явищем кипіння в тому ж місці, що й слід палення на рухомому кінці, що свідчить про великий вплив високої температури дуги на цей регіон, який тривав певний час; затверджена направляюча муфта закріпила рухомий провідний прут у відкритому положенні, що свідчить про те, що вимикач виконав операцію відключення під час аварії, і що вимикач був у відкритому положенні після аварії; поверхня контакту має осад сажі, що свідчить про те, що його температура була низькою під час тривалості дуги, і немає палення дуги на його поверхні на пізній стадії розвитку аварії. Це також показує, що вимикач був у відкритому положенні на пізній стадії аварії. Процес аварії мав би бути таким:

Перед аварією вакуумний переривач через якийсь причину втекав повітря. Хоча він все ще мав певний рівень вакууму, він більше не відповідав умовам роботи вакуумного переривача. Коли сталася аварія, вимикач був у режимі замкнення, і контакти переривача були замкнуті. Коли лінія фази B на стороні завантаження вимикача була заземлена, вимикач автоматично відключився.

Переривачі фаз A та C були в хорошому стані і успішно виконали операцію роз'єднання. Переривач фази B, який не відповідав умовам вакууму, все ж успішно загасив дугу між контактами, оскільки в трифазній системі з незаземленим нейтралем, коли дві фази роз'єднуються, третя фаза також повинна бути роз'єднана.

Це також підтверджує, що поверхня контакту була цілою, без очевидних слідів абляції, навіть на кутах та ребрах. Палення дуги не було повністю обмежено між двома контактами і мала певну ступінь розсіяння, що призвело до почерніння внутрішньої поверхні екрануючого циліндра. Оскільки всередині переривача був низький вакуум, вакуумна ізоляційна здатність була надзвичайно низькою. Це призвело до пробою та палення дуги між екрануючим циліндром та захисною кришкою рухомого кінця під дією відновлювального напруги, і дуга не могла бути контролювана.

Екрануючий циліндр сильно нагрівся, його потенціал змінився, що призвело до пробою (пробою в найслабшій точці) з нерухомим кінцем екрануючого кільця, що спричинило палення дуги. Дуга передалася від рухомого кінця до нерухомого, формуючи шлях струму від джерела до землі та підтримуючи палення дуги до того моменту, поки верхній вимикач цього вимикача не відключився, і дуга загасла. У вакуумному переривачі все ще був певний рівень вакууму, але він більше не відповідав умовам роботи через течію газу через якусь причину перед аварією.

Коли сталася аварія, вимикач був у режимі замкнення, і контакти переривача були замкнуті. Коли лінія фази B на стороні завантаження вимикача була заземлена, вимикач автоматично відключився. Переривачі фаз A та C були в хорошому стані і успішно виконали операцію роз'єднання. Для переривача фази B, хоча рівень вакууму не відповідав умовам роботи, дуга між контактами все ж була успішно загашена.

Це тому, що в трифазній системі з незаземленим нейтралем, коли дві фази роз'єднуються, третя фаза також буде роз'єднана. Це також підтверджує, що поверхня контакту була цілою, без очевидних слідів абляції, навіть на кутах та ребрах. Палення дуги не було повністю обмежено між двома контактами і розсіялося на певну кількість, що призвело до почерніння внутрішньої поверхні екрануючого циліндра. Оскільки всередині переривача був низький вакуум, його вакуумна ізоляційна здатність була надзвичайно низькою. Це призвело до пробою та палення дуги між екрануючим циліндром та захисною кришкою рухомого кінця під дією відновлювальної напруги, і дуга не могла бути контролювана.

Екрануючий циліндр сильно нагрівся, його потенціал змінився, що призвело до пробою (пробою в найслабшій точці) з нерухомим кінцем екрануючого кільця, що спричинило палення дуги. Дуга передалася від рухомого кінця до нерухомого, формуючи шлях струму від джерела до землі та підтримуючи палення дуги до того моменту, поки верхній вимикач цього вимикача не відключився, і дуга загасла.