Phân tích về một tai nạn liên quan đến buồng dập hồ quang của cầu chì chân không ZW32-12

Cầu dao chân không ZW32 - 12 được sử dụng rộng rãi trong mạng phân phối điện. Tuy nhiên, hiệu suất của các cầu dao chân không ZW32 - 12 do các nhà sản xuất khác nhau có sự khác biệt. Một số cầu dao chân không ZW32 - 12 có hiệu suất tổng thể tương đối thấp, với khả năng xảy ra lỗi hoạt động có thể dẫn đến mất điện ở một số khu vực [1]. Cầu dao chân không ZW32 - 12 ngoài trời có hiệu suất vượt trội, tuổi thọ điện và cơ khí dài, và được thu nhỏ và nhẹ.

Nhưng trong quá trình hoạt động thực tế, nó cũng có thể gặp phải vấn đề hoạt động do rò rỉ, ngắn mạch hoặc quá tải. Chỉ bằng cách liên tục tổng kết kinh nghiệm hoạt động và áp dụng các biện pháp phòng ngừa khoa học và hiệu quả, mới có thể giảm hoặc tránh được các lỗi hoạt động của cầu dao chân không ZW32 - 12. Phân tích khoa học các lỗi phổ biến của cầu dao chân không ZW32 - 12 và áp dụng một số biện pháp phòng ngừa là cách hiệu quả để giảm lỗi hoạt động của cầu dao chân không.

Ngày xảy ra tai nạn là một cơn giông sét. Trong quá trình hoạt động, đã phát hiện pha B của công tắc bị lỗi mất tiếp đất, gây ra việc cầu dao bị lỗi tự động ngắt, và tất cả người dùng phía sau công tắc bị lỗi đều trải qua tình trạng mất điện tạm thời. Khi đó, chỉ có thể áp dụng các biện pháp khẩn cấp, tức là ngắt cầu dao chân không ở cấp trước của cầu dao bị lỗi, ngắt tất cả các dây đấu nối trên phía nguồn và phía tải của cầu dao bị lỗi, và cầu chì qua một công tắc dự phòng ở cả hai đầu của cầu dao bị lỗi, từ đó khôi phục nguồn điện bình thường cho toàn bộ đường dây trong thời gian ngắn.

Công tắc bị lỗi đã được tháo khỏi cột. Đã phát hiện rằng điện trở cách điện xuống đất cho cả đóng và mở của pha B phía tải của công tắc bị lỗi là không, trong khi điện trở cách điện xuống đất của phía nguồn là không bằng không khi mở (sau khi tháo các dây vào và ra của cầu dao, mỗi pha được kiểm tra bằng megger). Dựa trên các hiện tượng được mô tả, có thể coi rằng có hiện tượng tiếp đất ở đường dây pha B phía tải của công tắc, và đường dây phía nguồn của pha B là bình thường. Sự cố này có liên quan đến tiếp đất của đường dây phía tải.

Qua việc tháo và kiểm tra công tắc, đã phát hiện rằng phần bên ngoài của buồng dập hồ quang của trụ cách điện pha B có hiện tượng đổi màu. Sau khi tháo trụ cách điện pha B, đã phát hiện rằng buồng dập hồ quang bị cháy. Điều kiện của các bộ phận đã tháo của buồng dập hồ quang như sau: các tiếp điểm di chuyển và tĩnh của buồng dập hồ quang vẫn còn nguyên vẹn, không có dấu vết cháy rõ ràng trên bề mặt, nhưng bề mặt đen và có một lớp tro dày. Có một vết cháy ở mỗi đầu của ống chắn, với sự khác biệt vị trí tương đối khoảng 180° theo hướng chu vi.

Có vết cháy ở ống chắn phía tĩnh tương ứng với vị trí vết cháy ở đầu tĩnh của ống chắn, và có vết cháy ở ống bellow và nắp bảo vệ ống bellow phía di chuyển tương ứng với vị trí vết cháy ở đầu di chuyển. Vỏ sứ bị cháy ở các vị trí tương ứng với hai vết cháy này. Bên trong ống chắn màu đen, và bên ngoài xa các vết cháy có màu bình thường. Không có dấu vết bất thường nào trên bề mặt bên ngoài của vỏ sứ còn lại. Ống dẫn mềm và chảy xuống. Việc chảy nghiêm trọng ở phần tương ứng với vết cháy ở đầu di chuyển, và có hiện tượng sôi. Ống dẫn đã cứng làm cố định thanh dẫn điện di chuyển ở vị trí mở.

Hiện tượng và Phân tích Tai nạn

Dựa trên trạng thái bề mặt của các tiếp điểm di chuyển và tĩnh của buồng dập hồ quang, cho thấy các tiếp điểm không trải qua cháy hồ quang trong môi trường khí quyển, và các tiếp điểm nên ở trạng thái mở; bề mặt bên trong của ống chắn màu đen, được hình thành do tác động của hồ quang và một lượng nhỏ không khí. Bên ngoài của ống chắn xa các vết cháy không có sự thay đổi màu vì không bị ảnh hưởng bởi hồ quang, cho thấy hồ quang là sự phá hủy cục bộ; các khe hở ở cả hai bên giữa vòng phân chia phía tĩnh của buồng dập hồ quang và đầu tĩnh của ống chắn bị cháy nghiêm trọng, cho thấy đã xảy ra cháy hồ quang ở đó; các khe hở ở cả hai bên giữa đầu di chuyển của ống chắn và nắp bảo vệ phía sau tiếp điểm di chuyển của buồng dập hồ quang bị cháy nghiêm trọng, cho thấy đã xảy ra cháy hồ quang ở đó.

Ống dẫn có dấu vết chảy và sôi, và chảy nghiêm trọng tại cùng vị trí với vết cháy ở đầu di chuyển, cho thấy nhiệt độ cao của hồ quang đã có tác động lớn lên khu vực này và kéo dài trong một thời gian nhất định; ống dẫn đã cứng làm cố định thanh dẫn điện di chuyển ở vị trí mở, cho thấy công tắc đã thực hiện thao tác mở trong quá trình sự cố và công tắc ở trạng thái mở sau sự cố; bề mặt tiếp xúc có lớp tro, cho thấy nhiệt độ của nó thấp trong thời gian hồ quang tồn tại và không có cháy hồ quang trên bề mặt của nó ở giai đoạn cuối cùng của sự cố. Điều này cũng cho thấy công tắc ở trạng thái mở ở giai đoạn cuối cùng của sự cố. Quá trình sự cố nên diễn ra như sau:

Trước khi sự cố xảy ra, máy cắt chân không đã bị rò rỉ không khí do một lý do nào đó. Mặc dù vẫn còn một mức độ chân không nhất định, nhưng nó không còn đáp ứng điều kiện hoạt động của máy cắt chân không. Khi sự cố xảy ra, máy cắt đang ở trạng thái hoạt động đóng, và các tiếp điểm của máy cắt được đóng. Khi đường dây pha B phía tải của công tắc bị tiếp đất, công tắc tự động ngắt.

Máy cắt của pha A và C hoạt động tốt và đã hoàn thành thao tác ngắt thành công. Máy cắt pha B, với mức độ chân không không đáp ứng điều kiện hoạt động, vẫn thành công trong việc dập tắt hồ quang giữa các tiếp điểm, vì trong hệ thống ba pha trung tính không tiếp đất, khi hai pha bị ngắt, pha thứ ba cũng phải bị ngắt.

Điều này cũng xác nhận rằng bề mặt tiếp xúc vẫn còn nguyên vẹn, không có dấu vết cháy rõ ràng ngay cả ở các góc cạnh. Cháy hồ quang không hoàn toàn bị giới hạn giữa hai tiếp điểm và có một mức độ lan truyền, gây ra màu đen trên bề mặt bên trong của ống chắn. Vì bên trong máy cắt ở trạng thái chân không thấp, khả năng cách điện chân không cực kỳ thấp. Điều này dẫn đến sự phá hủy và tạo hồ quang giữa ống chắn và nắp bảo vệ ống bellow phía di chuyển dưới điện áp hồi phục, và hồ quang không thể được kiểm soát.

Ống chắn nóng lên nghiêm trọng, và tiềm năng của nó thay đổi, gây ra sự phá hủy (phá hủy tại điểm yếu nhất) với nắp chắn phía tĩnh và tạo ra hồ quang. Hồ quang chuyển từ đầu di chuyển sang đầu tĩnh, tạo ra đường dẫn dòng điện từ nguồn điện đến đất và duy trì cháy hồ quang cho đến khi công tắc cấp trên của công tắc này ngắt và hồ quang bị dập tắt. Vẫn còn một mức độ chân không nhất định trong máy cắt chân không, nhưng không còn đáp ứng điều kiện hoạt động do rò rỉ khí trước khi sự cố xảy ra.

Khi sự cố xảy ra, máy cắt đang ở trạng thái hoạt động đóng, với các tiếp điểm của máy cắt được đóng. Khi đường dây pha B phía tải của công tắc bị tiếp đất, công tắc tự động ngắt. Máy cắt của pha A và C hoạt động tốt và đã hoàn thành thao tác ngắt thành công. Đối với máy cắt pha B, mặc dù mức độ chân không không đáp ứng điều kiện hoạt động, hồ quang giữa các tiếp điểm vẫn được dập tắt thành công.

Điều này là vì trong hệ thống ba pha trung tính không tiếp đất, khi hai pha bị ngắt, pha thứ ba sẽ chắc chắn bị ngắt. Điều này cũng xác nhận rằng bề mặt tiếp xúc vẫn còn nguyên vẹn, không có dấu vết cháy rõ ràng ngay cả ở các góc cạnh. Cháy hồ quang không hoàn toàn bị giới hạn giữa hai tiếp điểm và lan rộng đến một mức độ, gây ra màu đen trên bề mặt bên trong của ống chắn. Vì bên trong máy cắt ở trạng thái chân không thấp, khả năng cách điện chân không cực kỳ thấp. Điều này dẫn đến sự phá hủy và tạo hồ quang giữa ống chắn và nắp bảo vệ ống bellow phía di chuyển dưới điện áp hồi phục, và hồ quang không thể được kiểm soát.

Ống chắn nóng lên nghiêm trọng, và tiềm năng của nó thay đổi, dẫn đến sự phá hủy (tại điểm yếu nhất) với nắp chắn phía tĩnh và tạo ra hồ quang. Hồ quang chuyển từ đầu di chuyển sang đầu tĩnh, tạo ra đường dẫn dòng điện từ nguồn điện đến đất và duy trì cháy hồ quang cho đến khi công tắc cấp trên của công tắc này ngắt và hồ quang bị dập tắt.