35kV 야외 진공 회로 차단기의 절연 파괴 고장 분석 및 처리
장비 설명
ZW7 - 40.5형 야외 고압 진공 회로 차단기는 진공을 소멸 매체로 사용하는 야외 설치, 3상, 교류 50Hz 고압 전기 장비입니다. 주로 40.5kV 고압 전력 송전 및 배전 시스템에서 정격 전류와 고장 전류를 스위칭하는데 사용되며, 특히 자주 작동이 필요한 장소에 적합합니다.
이 제품의 전체 구조는 도자기 부싱 기둥 형식으로, 그림 1과 같습니다. 상부 도자기 부싱은 진공 중단기의 도자기 부싱이며, 여기에 진공 중단기가 설치되어 있고, 하부 도자기 부싱은 지지용 도자기 부싱입니다. 진공 중단기의 도자기 부싱과 지지용 도자기 부싱 모두 우수한 절연 특성을 가진 진공 절연 그리스로 충전되어 있습니다. 3상 도자기 부싱은 하나의 프레임워크에 함께 설치됩니다.
3상 전류 변환기는 이 프레임워크 내에 설치되어 있으며, 각각 3상 지지용 도자기 부싱 내의 회로 차단기 본 회로에 연결됩니다. 프레임워크는 모든 네 면과 바닥에 밀봉판을 장착하여 야외 환경에 적응하도록 설계되었습니다.
진공 중단기의 움직이는 끝은 작동 기구의 출력축과 크랭크암 및 절연 풀로드를 통해 연결됩니다. 회로 차단기의 개폐 작업, 제어 및 보호 배선은 기구 상자 내의 구성 요소와 단자로 인도됩니다. 3상 연동 작동은 작동 구조와 전송 구조를 통해 이루어집니다.
그림 1 진공 회로 차단기 구조도
고장 원인 분석
2010년 3월 18일, 특정 변전소의 장비 상태 기반 정기 유지보수 중, 시험 담당자가 3515 진공 회로 차단기 (모델: ZW7 - 40.5/T1250 - 25)의 A상에서 AC 내압 시험 중 절연 파괴가 발생하였음을 발견하였습니다.
시험 담당자는 3515 회로 차단기의 A상에서 발생한 절연 파괴에 대한 관련 분석과 시험을 수행하였습니다. 구체적인 데이터는 다음과 같이 표 1에 나열되어 있습니다:
국가 그리드 공사의 정기 시험 규정에 따르면, 35kV 이상의 진공 회로 차단기의 절연 저항은 3000 MΩ 이상이어야 하며, AC 내압 시험 전압은 공장 시험 값의 80%, 즉 76 kV/min이어야 합니다. 시험 담당자가 3515 진공 회로 차단기에 대해 내압 시험을 실시하기 전, 모든 3상의 본 회로 절연 저항은 규정 요구사항을 충족하였습니다.
그 후, 시험 담당자는 각 3상의 본 회로에 대해 AC 내압 시험을 수행하였습니다. A상의 본 회로 전압이 35kV까지 상승했을 때, 전류가 순간적으로 증가하고 파괴가 발생하였습니다.
이 현상이 발생한 후, 시험 담당자는 이 유형의 회로 차단기의 구조를 기반으로 다음과 같은 시험을 수행하였습니다:
고장 처리
2010년 10월 말, 제조사는 A상 회로 차단기를 분해하여 검사를 수행하였습니다. 시험 단계와 결과는 다음과 같습니다:
예방 조치
ZW7 - 40.5형 진공 회로 차단기의 외부 절연은 진공 절연 그리스를 사용하며, 이는 액체 절연 매체입니다. 장비의 운전 및 설치 과정에서 액체 매체의 수분 함량이 증가하게 됩니다. 수분은 전기 장비의 절연 그리스 내에서 현탁 상태로 존재하며, 전기장력의 작용하에 물이 점차 전기 선 방향을 따라 "다리" 형태로 배열됩니다.
이 "다리"는 두 극을 관통하며, 매우 낮은 절연 저항으로 인해 파괴 전압이 크게 감소할 가능성이 있습니다. 이는 또한 5kV 전압에서 절연 저항 원격 측정 시 절연 저항이 매우 낮았지만, 운전 전압에서는 이러한 잠재적 문제가 드러나지 않은 이유를 설명합니다.
위에서 언급한 분석을 통해, 진공 회로 차단기의 진공 절연 그리스의 습기로 인한 절연 파괴 고장을 피하기 위해 다음과 같은 예방 조치를 제안합니다:
조립 공정에 엄격히 따라 장비를 설치하여 불순물 혼입을 방지하고, 매체가 대기와 접촉하지 않도록 합니다.
점검 노력을 강화하고, 자외선 테스터를 사용하여 부분 방전 시험을 수행합니다.
전기 시험 규정에 따라 엄격히 시험을 수행하며, 밀봉성 시험, 진공도 시험, 절연 시험 등을 포함합니다.
