35 kV-as szabadteri vakuum átkapcsolók izolációs meghibásodásainak elemzése és kezelése

Felszerelés leírása

A ZW7 - 40.5 típusú szabadteri magfeszültségű vakuum-körzeti erősítő egy szabadteri, háromfázisú, 50 Hz-es AC magfeszültségű elektromos felszerelés, amely vakuumot használ lókölési médiumnak. Főleg a 40.5 kV-os magfeszültségű áramellátási és elosztó rendszerben [1] a beállított áram és hibajáradat kapcsolására használják, különösen olyan helyeken, ahol gyakori műveletek szükségesek.

A termék teljes szerkezete porcelánburokkal rendelkező oszlop alakú, ahogy az Ábra 1-ben látható. A felső porcelánburkok a vakuum-interrupter porcelánburkok, amelyekben a vakuum-interrupter található, míg az alsó porcelánburkok támogató burkok. Mind a vakuum-interrupter porcelánburkok, mind a támogató porcelánburkok kitöltve vannak kiváló izoláló tulajdonságokkal bíró vakuum izoláló zsírral. A háromfázisú porcelánburkok egy keretbe vannak telepítve.

A háromfázisú áramerősség-átalakítókat ebben a keretben telepítik, és mindegyike csatlakoztatva van a háromfázisú támogató porcelánburkokban lévő körzeti erősítő fő áramútjához. A keret minden négy oldalán és az alján zárólapokkal felszerelték, hogy alkalmassá váljon a szabadteri környezetre.

A vakuum-interrupter mozgó végét az üzemeltetési mechanizmus kimeneti tengelyéhez egy rúdfogantyú és egy izoláló húzósugár révén kötik. A körzeti erősítő megnyitási és bezáró műveletei, valamint a vezérlési és védelmi vezetékek a mechanizmus dobozban található komponensek és végpontokon keresztül vezetődnek ki. A háromfázisú összekapcsolt működést az üzemeltetési és továbbítási szerkezet segítségével érik el.

Ábra 1 Vakuum-körzeti erősítő szerkeleti rajza

Hiba okainak elemzése

2010. március 18-án, egy bizonyos átalakító állomás eszközeinek rutin jelállapot-alapú karbantartása során a tesztelő személyzet felfedezte, hogy a 3515-as vakuum-körzeti erősítő (típus: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) A fázisában történt izolációs átmenet az AC tartósító feszültség teszt során.

A tesztelő személyzet folytatott releváns elemzést és teszteket a 3515-as körzeti erősítő A fázisának izolációs átmenetével kapcsolatban. A konkrét adatok a következőkben láthatók, mint az 1. táblázatban:

A Nemzeti Hálózati Vállalat rutin tesztelési előírásaival összhangban a 35 kV és annál nagyobb feszültségű vakuum-körzeti erősítők izolációs ellenállása nem lehet alacsonyabb 3000 MΩ-nál, és az AC tartósító feszültség tesztelési feszültsége 80%-osnak kell lennie a gyári tesztértéknél, azaz 76 kV/perc. A 3515-as vakuum-körzeti erősítő tartósító feszültség tesztelése előtt a tesztelő személyzet ellenőrizte, hogy a három fázis fő áramútjának izolációs ellenállása megfelel a szabályzatoknak.

Ezután a tesztelő személyzet AC tartósító feszültség tesztelést végzett a három fázis fő áramútján. Megállapították, hogy amikor az A fázis fő áramútja feszültsége 35 kV-ra emelkedett, az áram pillanatnyilag növekedett, és átmenet történt.

Ezen jelenség bekövetkezése után a tesztelő személyzet a következő teszteket végrehajtotta a körzeti erősítő típusának szerkezetére alapozva:

• A vakuum-körzeti erősítőt megnyitották, és izolációs ellenállás tesztelést végeztek a körzeti erősítő felső porcelánburkján. A tesztadatok megfeleltek a szabályzatoknak, megerősítve, hogy a hibás rész a körzeti erősítő alsó porcelánburkjában található.

• Izolációs ellenállás tesztelést végeztek az alsó porcelánburkon. A tesztadatok nem feleltek meg a szabályzatoknak, tovább megerősítve, hogy a hibás rész az alsó porcelánburkban található.

• Az alsó porcelánburk az alsó porcelánburk testét, az izoláló csavargót, és a támogató porcelánvasát tartalmazta. Így a tesztelő személyzet leválasztotta a csavargó és a támogató porcelánvas közötti rúdfogantyút, és izolációs ellenállás tesztelést végzett a csavargón és a támogató porcelánvason. Azonosították, hogy a támogató porcelánvas és a csavargó izolációs ellenállása megfelel a szabályzatoknak, meghatározva, hogy a hibás rész az alsó porcelánburk testjében található.

• Az alsó porcelánburk testje tartalmazta a vakuum izoláló zsírt és az áramerősség-átalakítókat. Az izolációs ellenállás csökkenése a vakuum izoláló zsír nedvesedésétől és az áramerősség-átalakítók átmenetétől eredhetett.

Hibaelhárítás

2010. október végén a gyártó felbontotta és vizsgálta az A fázis körzeti erősítőjét. A tesztlépések és eredmények a következők voltak:

• A vakuum-körzeti erősítő felső porcelánburkját és támogatását eltávolították, és izolációs ellenállás tesztelést végeztek közvetlenül a támogató porcelánvason belül. A teszt eredményei megerősítették, hogy a fentiekben említett elemzés pontos volt.

• A vakuum-körzeti erősítő vakuum izoláló zsírját és áramerősség-átalakítóit elkülönítették, és izolációs ellenállás tesztelést végeztek rajtuk. A vakuum izoláló zsír izolációs ellenállása kb. 50 MΩ volt, míg az áramerősség-átalakítók izolációs ellenállása megfelelt a szabályzatoknak. Azonosították, hogy a vakuum izoláló zsír okozta az izolációs átmenetet.

• A vakuum izoláló zsír cseréje után izolációs ellenállás és AC tartósító feszültség tesztelést végeztek az A fázis vakuum-körzeti erősítőjén. A tesztadatok mind megfeleltek a szabályzatoknak.

Megelőző intézkedések

A ZW7 - 40.5 típusú vakuum-körzeti erősítő külső izolációja vakuum izoláló zsírt használ, ami egy folyékony izoláló médium. Az eszköz működése és telepítése során a folyékony médium nedvességtartalma növekszik. A nedvesség függőleges állapotban van a felszerelés izoláló zsírában. Az elektromos mező erejének hatására a víz fokozatosan "hidas" formát öl, amely a két pólus között fut át.

Ez a "híd" jelentősen csökkentheti a robbanási feszültséget. Ez magyarázza, hogy miért volt a 5 kV-os feszültség mellett a telemetria során az izolációs ellenállás rendkívül alacsony, de ez a rejtett veszély nem jött ki a működési feszültség mellett.

A fenti elemzés alapján, a vakuum-körzeti erősítő vakuum izoláló zsírjának nedvessége miatti izolációs átmenet hibájának elkerülése érdekében a következő megelőző intézkedéseket javasoljuk:

• Szigorúan a szerelési technológia szerint telepítsék a felszerelést, hogy elkerülje a vegyületek keveredését, és megelőzi a médium érintkezését a légkörrel.

• Erősítse a vizsgálatokat, és használjon ultrahangos tesztelést parciális töltésvizsgálat céljából.

• Szigorúan az elektromos tesztelési előírások szerint végezzen teszteket, beleértve a szivárgás-teljesítmény tesztelést, a vakuum-fok tesztelést, az izolációs tesztelést stb.