تحليل ومعالجة أعطال انهيار العزل في قواطع الدائرة الفراغية الخارجية بجهد 35 كيلوفولت
وصف المعدات
يعد مفتاح الدائرة الكهربائي الفراغي من نوع ZW7 - 40.5 جهازًا كهربائيًا عالي الجهد يعمل بتيار ثلاثي الأطوار وبتردد 50 هرتز ويتم تثبيته في الهواء الطلق، ويستخدم الفراغ كوسيلة لإخماد القوس الكهربائي. يتم استخدامه بشكل أساسي لفصل التيار المقنن والتغلب على تيارات العطل في نظام نقل وتوزيع الطاقة ذات الجهد العالي البالغ 40.5 كيلو فولت [1]، وهو مناسب بشكل خاص للأماكن التي تتطلب عمليات متكررة.
تتكون البنية العامة لهذا المنتج من نوع العمود الفخاري، كما هو موضح في الشكل 1. العمود الفخاري العلوي هو العمود الفخاري للمقاطع الفراغية، حيث يتم تركيب المقاطع الفراغية فيه، والعمود الفخاري السفلي هو العمود الفخاري الداعم. يتم ملء كل من العمود الفخاري للمقاطع الفراغية والعمود الفخاري الداعم بزيت العزل الفراغي ذي الخصائص العازلة الممتازة. يتم تركيب الأعمدة الثلاثة الفخارية على إطار واحد معًا.
يتم تركيب المحولات الكهربائية الثلاثية الأطوار داخل هذا الإطار وربطها بالدارة الرئيسية لمفتاح الدائرة داخل الأعمدة الفخارية الداعمة الثلاثية. يتم تجهيز الإطار بألواح ختم على جميع الجهات الأربع وأسفله لتكييفه مع البيئة الخارجية.
يتم ربط طرف المقاطع الفراغية المتحرك بمخرج عمود التشغيل عبر ذراع قرص وقضيب سحب عازل. يتم إخراج عمليات فتح وإغلاق مفتاح الدائرة وكذلك التوصيلات الخاصة بالتحكم والحماية بواسطة المكونات والأطراف الموجودة داخل صندوق الآلية. يتم تحقيق التشغيل المتصل للأطوار الثلاثة عبر بنية التشغيل وهياكل النقل.
الشكل 1 شكل هيكل مفتاح الدائرة الفراغي
تحليل أسباب العطل
في الثامن عشر من مارس عام 2010، أثناء الصيانة الروتينية المستندة إلى الحالة للتجهيزات في محطة تحويل معينة، اكتشف فريق الاختبار أن حدث اختراق عازل في الطور A لمفتاح الدائرة الفراغي رقم 3515 (الموديل: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) أثناء اختبار التحمل الكهربائي المتردد.
أجرى فريق الاختبار تحليلًا واختبارات متعلقة باختراق العازل في الطور A لمفتاح الدائرة رقم 3515. البيانات المحددة موضحة في الجدول 1 كالتالي:
وفقاً للأنظمة الروتينية للاختبار التابعة لشركة الدولة للشبكة الكهربائية، يجب ألا يكون مقاومة العزل لمفاتيح الدائرة الفراغية ذات الجهد 35 كيلو فولت وما فوق أقل من 3000 ميجا أوم، ويجب أن يكون الجهد لاختبار التحمل الكهربائي المتردد 80% من القيمة المختبرة في المصنع، أي 76 كيلو فولت/دقيقة. قبل أن يقوم فريق الاختبار بإجراء اختبار التحمل الكهربائي على مفتاح الدائرة الفراغي رقم 3515، كانت مقاومة العزل للدارة الرئيسية في الأطوار الثلاثة تلبي متطلبات الأنظمة.
بعد ذلك، قام فريق الاختبار بإجراء اختبارات التحمل الكهربائي المتردد على الدارة الرئيسية للأطوار الثلاثة على التوالي. تم اكتشاف أنه عندما ارتفع الجهد في الدارة الرئيسية للطور A إلى 35 كيلو فولت، زاد التيار بشكل فوري وحدث اختراق.
بعد حدوث هذا الظاهرة، قام فريق الاختبار بإجراء الاختبارات التالية بناءً على هيكل هذا النوع من مفاتيح الدائرة:
معالجة العطل
في نهاية أكتوبر عام 2010، قام الشركة المصنعة بفك وتتفحص مفتاح الدائرة للطور A. كانت خطوات الاختبار والنتائج كالتالي:
تدابير الوقاية
يستخدم مفتاح الدائرة الفراغي من نوع ZW7 - 40.5 زيت العزل الفراغي كوسط عازل سائل. خلال تشغيل وتثبيت الجهاز، ستزيد نسبة الرطوبة في الوسط السائل. تكون الرطوبة في حالة تعليق داخل زيت العزل في الجهاز الكهربائي. تحت تأثير قوة المجال الكهربائي، سيتم ترتيب الماء تدريجيًا على شكل "جسر" على طول خطوط القوة الكهربائية.
يمتد هذا "الجسر" بين القطبين وقد يؤدي إلى تقليل كبير في جهد الانهيار. وهذا يفسر أيضًا لماذا كانت مقاومة العزل منخفضة جدًا عند جهد 5 كيلو فولت أثناء قياس مقاومة العزل عن بعد، ولكن هذا الخطر لم يظهر تحت الجهد التشغيلي.
من خلال التحليل السابق، من أجل تجنب عطل اختراق العزل بسبب رطوبة زيت العزل الفراغي لمفتاح الدائرة الفراغي، تم اقتراح التدابير الوقائية التالية:
قم بتثبيت الجهاز بدقة وفقًا لعملية التجميع لتجنب خلط الشوائب ومنع الوسط من الاتصال بالهواء.
قم بتعزيز جهود التفتيش وإجراء اختبارات التفريغ الجزئي باستخدام جهاز الاختبار فوق البنفسجي.
قم بإجراء الاختبارات بدقة وفقًا لأنظمة الاختبار الكهربائي، بما في ذلك اختبارات الضيق، اختبارات درجة الفراغ، اختبارات العزل، وغيرها.
