Ανάλυση και Επεξεργασία Σφαλμάτων Καταστροφής Απομόνωσης σε 35kV Τοπικοί Θερμικοί Διαχωριστές Υπό Προστασία Πνεύματος

Περιγραφή Εξοπλισμού

Το εξωτερικό υψηλής τάσης βακουύμ πυκνωτή ZW7 - 40.5 είναι ένα εξωτερικά εγκατεστημένο, τριφασικό, ηλεκτρικό εξοπλισμό υψηλής τάσης 50 Hz που χρησιμοποιεί βακουύμ ως μέσο σβέσης του φωτιστήρα. Χρησιμοποιείται κυρίως για την εναλλαγή του ρυθμιζόμενου ρεύματος και του ρεύματος σφάλματος στο σύστημα μεταφοράς και διανομής ρεύματος 40.5 kV [1] και είναι ειδικά κατάλληλο για τόπους όπου απαιτούνται συχνές λειτουργίες.

Η συνολική δομή αυτού του προϊόντος είναι τύπου στύλου πορσελάνης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Η κάτω πορσελάνη είναι ο στύλος πορσελάνης του πυκνωτή βακουύμ, στον οποίο εγκαταστάται ο πυκνωτής βακουύμ, ενώ ο πάνω στύλος πορσελάνης είναι ο στύλος υποστήριξης. Και ο στύλος πορσελάνης του πυκνωτή βακουύμ και ο στύλος υποστήριξης είναι γεμάτοι με βακουύμ επικαλυπτικό λιπαντικό με εξαιρετικές επικαλυπτικές ιδιότητες. Οι τρεις φάσεις πορσελάνης εγκαταστάνται σε ένα πλαίσιο μαζί.

Οι τρεις φάσεις μετατροπείς ρεύματος εγκαταστάνται μέσα σε αυτό το πλαίσιο και συνδέονται ξεχωριστά με το κύριο κύκλωμα του πυκνωτή μέσα στους τρεις φάσεις στύλους υποστήριξης πορσελάνης. Το πλαίσιο είναι εξοπλισμένο με πλάκες σφράγισης σε όλες τις τέσσερις πλευρές και στο κάτω μέρος για προσαρμογή στο εξωτερικό περιβάλλον.

Η κινούμενη άκρη του πυκνωτή βακουύμ συνδέεται με τον εξωτερικό πάτο του μηχανισμού λειτουργίας μέσω ενός κρανίου και ενός επικαλυπτικού κατεβαστικού. Οι λειτουργίες άνοιγμα-κλείσιμο του πυκνωτή, καθώς και η σύνδεση και προστασία, είναι οδηγούμενες από τα συστατικά και τα καταλήξια μέσα στο κουτί του μηχανισμού. Η τριφασική συνδυαστική λειτουργία επιτυγχάνεται μέσω της λειτουργικής και της μεταδοτικής δομής.

Σχήμα 1 Διαγράμματος δομής του πυκνωτή βακουύμ

Ανάλυση των Αιτίων της Παρακμής

Στις 18 Μαρτίου 2010, κατά την κανονική διατήρηση κατάστασης του εξοπλισμού σε μια συγκεκριμένη υποσταθμό, οι ελεγκτές ανακάλυψαν ότι παρατηρήθηκε ένας ηλεκτρικός σφάλματος στη φάση A του πυκνωτή βακουύμ 3515 (τύπος: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) κατά τον έλεγχο αντοχής σε εναλλασσόμενη τάση.

Οι ελεγκτές πραγματοποίησαν σχετική ανάλυση και ελέγχους σχετικά με τον ηλεκτρικό σφάλματος στη φάση A του πυκνωτή 3515. Οι συγκεκριμένες δεδομένες είναι όπως φαίνεται στο Πίνακα 1:

Σύμφωνα με τους κανονικούς ελέγχους της IEE-Business, η επικαλυπτική αντίσταση πυκνωτών βακουύμ 35 kV και άνω δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από 3000 MΩ, και η τάση ελέγχου αντοχής σε εναλλασσόμενη τάση πρέπει να είναι 80% της τιμής του εργαστηριακού ελέγχου, δηλαδή 76 kV/min. Πριν από την πραγματοποίηση του ελέγχου αντοχής στον πυκνωτή 3515, η επικαλυπτική αντίσταση του κύριου κυκλώματος σε όλες τις τρεις φάσεις πληρούσε τις απαιτήσεις των κανονικών.

Επικεφαλής, οι ελεγκτές πραγματοποίησαν ελέγχους αντοχής σε εναλλασσόμενη τάση στα κύρια κυκλώματα των τριών φάσεων. Βρέθηκε ότι όταν η τάση του κυρίου κυκλώματος της φάσης A αυξήθηκε στα 35 kV, το ρεύμα αυξήθηκε απότομα και σημειώθηκε ένας ηλεκτρικός σφάλματος.

Μετά από αυτό το φαινόμενο, οι ελεγκτές πραγματοποίησαν τους ακόλουθους ελέγχους με βάση τη δομή αυτού του τύπου πυκνωτή:

• Ο πυκνωτής βακουύμ ανοίχτηκε και πραγματοποιήθηκε έλεγχος επικαλυπτικής αντίστασης στον κάτω στύλο πορσελάνης του πυκνωτή. Οι δεδομένες του ελέγχου πληρούσαν τις απαιτήσεις των κανονικών, επιβεβαιώνοντας ότι η ελλιπής ενότητα βρισκόταν στον κάτω στύλο πορσελάνης.

• Πραγματοποιήθηκε έλεγχος επικαλυπτικής αντίστασης στον κάτω στύλο πορσελάνης. Οι δεδομένες του ελέγχου δεν πληρούσαν τις απαιτήσεις των κανονικών, επιβεβαιώνοντας ότι η ελλιπής ενότητα βρισκόταν στον κάτω στύλο πορσελάνης.

• Ο κάτω στύλος πορσελάνης περιείχε το σώμα του κάτω στύλου πορσελάνης, το επικαλυπτικό διασύνδεση και τον στύλο υποστήριξης πορσελάνης. Έτσι, οι ελεγκτές αποσυνδέστηκαν το κράνος μεταξύ του επικαλυπτικού διασύνδεση και του στύλου υποστήριξης πορσελάνης, και πραγματοποίησαν ελέγχους επικαλυπτικής αντίστασης στο επικαλυπτικό διασύνδεση και τον στύλο υποστήριξης πορσελάνης. Οι επικαλυπτικές αντιστάσεις του στύλου υποστήριξης πορσελάνης και του επικαλυπτικού διασύνδεση πληρούσαν τις απαιτήσεις των κανονικών, καθορίζοντας ότι η ελλιπής ενότητα βρισκόταν στο σώμα του κάτω στύλου πορσελάνης.

• Το σώμα του κάτω στύλου πορσελάνης περιείχε βακουύμ επικαλυπτικό λιπαντικό και μετατροπείς ρεύματος. Η μείωση της επικαλυπτικής αντίστασης μπορεί να οφείλεται στην υγρασία του βακουύμ επικαλυπτικού λιπαντικού και στην ηλεκτρική σφάλματος των μετατροπέων ρεύματος.

Επεξεργασία της Παρακμής

Στα τέλη Οκτωβρίου 2010, ο παραγωγός αποσυνέθεσε και εξέτασε τον πυκνωτή φάσης A. Οι βήματα ελέγχου και τα αποτελέσματα ήταν όπως ακολούθως:

• Αφαιρέθηκαν ο κάτω στύλος πορσελάνης και ο στύλος υποστήριξης του πυκνωτή βακουύμ, και πραγματοποιήθηκε έλεγχος επικαλυπτικής αντίστασης άμεσα μέσα στον στύλο υποστήριξης πορσελάνης. Τα αποτελέσματα του ελέγχου επιβεβαίωσαν ότι η προηγούμενη ανάλυση ήταν ακριβής.

• Χωρίστηκαν το βακουύμ επικαλυπτικό λιπαντικό και οι μετατροπείς ρεύματος του πυκνωτή βακουύμ, και πραγματοποιήθηκαν ελέγχοι επικαλυπτικής αντίστασης σε αυτά. Η επικαλυπτική αντίσταση του βακουύμ επικαλυπτικού λιπαντικού ήταν περίπου 50 MΩ, ενώ η επικαλυπτική αντίσταση των μετατροπέων ρεύματος πληρούσε τις απαιτήσεις των κανονικών. Καθορίστηκε ότι η ηλεκτρική σφάλματος προκλήθηκε από το βακουύμ επικαλυπτικό λιπαντικό.

• Μετά την αντικατάσταση του βακουύμ επικαλυπτικού λιπαντικού, πραγματοποιήθηκαν ελέγχοι επικαλυπτικής αντίστασης και αντοχής σε εναλλασσόμενη τάση στη φάση A του πυκνωτή βακουύμ. Τα δεδομένα του ελέγχου πληρούσαν όλες τις απαιτήσεις των κανονικών.

Προληπτικά Μέτρα

Η εξωτερική επικάλυψη του πυκνωτή βακουύμ ZW7 - 40.5 χρησιμοποιεί βακουύμ επικαλυπτικό λιπαντικό, ένα υγρό επικαλυπτικό μέσο. Κατά τη λειτουργία και την εγκατάσταση του εξοπλισμού, η περιεκτικότητα υγρασίας του υγρού μέσου θα αυξηθεί. Η υγρασία είναι σε κρεμαστή κατάσταση στο επικαλυπτικό λιπαντικό του ηλεκτρικού εξοπλισμού. Κάτω από την επίδραση της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, το νερό θα διατάξει σιγατά σε "γέφυρα" κατά μήκος των γραμμών δύναμης.

Αυτή η "γέφυρα" διατρέχει τα δύο άκρα και είναι πιθανό να μειώσει σημαντικά την τάση σφάλματος. Αυτό εξηγεί επίσης γιατί η επικαλυπτική αντίσταση ήταν αρκετά χαμηλή υπό 5 kV τάση κατά την τηλεμέτρηση της επικαλυπτικής αντίστασης, αλλά αυτή η κρυμμένη απειλή δεν έκρυψε υπό την λειτουργική τάση.

Μέσω της προηγούμενης ανάλυσης, προκειμένου να αποφευχθεί η παρακμή της επικαλυπτικής αντίστασης λόγω της υγρασίας του βακουύμ επικαλυπτικού λιπαντικού του πυκνωτή βακουύμ, προτείνονται τα εξής προληπτικά μέτρα:

• Εγκατάσταση του εξοπλισμού στο στενό πλαίσιο της διαδικασίας συναρμολόγησης για να αποφευχθεί η μίξη ξένων σωματιδίων και να προστατευτεί το μέσο από την άμεση επαφή με την ατμόσφαιρα.

• Ενίσχυση των ελέγχων και πραγματοποίηση ελέγχων μερικής εκπέμψης με χρήση υπεριώδους εξορυκτή.

• Ελέγχοι στο στενό πλαίσιο των κανονικών ηλεκτρικών δοκιμών, συμπεριλαμβανομένων των δοκιμών σφράγισης, των δοκιμών βακουύμ, των δοκιμών επικάλυψης κλπ.