Analyse en afhandeling van isolatiefouten in 35kV buitenste vacuümschakelaars
Apparatuurbeschrijving
De ZW7 - 40.5 type buitengeplaatste hoogspanningsvacuümschakelaar is een buitengeplaatst, driefase, wisselstroom 50 Hz hoogspanningsapparaat dat vacuüm gebruikt als boogdoofmedium. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het schakelen van de nominale stroom en de foutstroom in het 40.5 kV hoogspanningsenergieoverdrachts- en -verdeelsysteem [1], en is bijzonder geschikt voor plaatsen waar frequente bedieningen nodig zijn.
De algemene structuur van dit product is van het porseleinen bushing zuiltyp, zoals weergegeven in Figuur 1. De bovenste porseleinen bushing is de porseleinen bushing van de vacuümonderbreker, waarin de vacuümonderbreker is geïnstalleerd, en de onderste porseleinen bushing is de dragende porseleinen bushing. Beide, de porseleinen bushing van de vacuümonderbreker en de dragende porseleinen bushing, zijn gevuld met vacuüm isolatievet met uitstekende isolerende eigenschappen. De driefase porseleinen bushings zijn op één raamwerk samen geïnstalleerd.
De driefase stroomtransformatoren zijn binnen dit raamwerk geïnstalleerd en zijn respectievelijk verbonden met het hoofdcircuit van de schakelaar binnen de driefase dragende porseleinen bushings. Het raamwerk is aan alle vier zijden en onderaan voorzien van afsluitplaten om zich aan te passen aan de buitensfeer.
Het bewegende uiteinde van de vacuümonderbreker is verbonden met de uitgangsschacht van de bedieningsmechanisme via een slingerarm en een isolerende trekstang. Het openen en sluiten van de schakelaar, evenals de bedrading voor besturing en bescherming, worden geleid door de componenten en aansluitingen binnen de mechanische doos. De driefase gekoppelde bediening wordt bereikt via de bedieningsstructuur en de overbrengingsstructuur.
Figuur 1 Structuurschema van de vacuümschakelaar
Analyse van oorzaken van storingen
Op 18 maart 2010, tijdens de routine gebaseerde onderhoudsactiviteiten van de apparatuur in een bepaalde transformatorpost, ontdekten de testpersoneelsleden dat er een isolatiefout was opgetreden in fase A van de 3515 vacuümschakelaar (type: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) tijdens de AC spanningstandvastigheidstest.
De testpersoneelsleden voerden relevante analyses en tests uit betreffende de isolatiefout in fase A van de 3515 schakelaar. De specifieke gegevens staan vermeld in Tabel 1 als volgt:
Volgens de routinetestvoorschriften van de State Grid Corporation moet de isolatieweerstand van vacuümschakelaars van 35 kV en hoger niet lager zijn dan 3000 MΩ, en de AC spanningstandvastigheidstestspanning moet 80% van de fabrieksgeteste waarde zijn, dat wil zeggen 76 kV/min. Voordat de testpersoneelsleden de spanningstandvastigheidstest uitvoerden op de 3515 vacuümschakelaar, voldeden de isolatieweerstanden van het hoofdcircuit in alle drie fasen aan de eisen van de voorschriften.
Daarna voerden de testpersoneelsleden AC spanningstandvastigheidstests uit op de hoofdcircuits van de drie fasen. Het werd vastgesteld dat toen de spanning van het hoofdcircuit van fase A tot 35 kV steeg, de stroom plotseling toenam en een doorbraak optreedt.
Na het optreden van dit fenomeen voerden de testpersoneelsleden de volgende tests uit op basis van de structuur van dit type schakelaar:
Storingbehandeling
Aan het eind van oktober 2010 werden de fase A schakelaar door de fabrikant gedemonteerd en geïnspecteerd. De teststappen en resultaten waren als volgt:
Preventieve maatregelen
De externe isolatie van de ZW7 - 40.5 type vacuümschakelaar gebruikt vacuüm isolatievet, wat een vloeibare isolatiemedium is. Tijdens de bediening en installatie van de apparatuur neemt de vochtgehalte van het vloeibare medium toe. Het vocht bevindt zich in een gesuspendeerde toestand in het isolatievet van de elektrische apparatuur. Onder de invloed van het elektrisch veld zal het water zich geleidelijk ordenen tot een "brug" langs de elektrische lijnen van kracht.
Deze "brug" loopt door de twee polen en kan aanzienlijk de doorbraakspanning verminderen. Dit verklaart ook waarom de isolatieweerstand vrij laag was onder een 5 kV spanning tijdens de telemetrische meting van de isolatieweerstand, maar dit verborgen gevaar werd niet blootgelegd onder de werkingsspanning.
Door de hierboven genoemde analyse, om het defect van isolatiedoorbraak veroorzaakt door vochtigheid in het vacuüm isolatievet van de vacuümschakelaar te voorkomen, worden de volgende preventieve maatregelen voorgesteld:
Installeer de apparatuur strikt volgens de montageprocedure om het mengen van onzuiverheden te voorkomen en om contact van het medium met de atmosfeer te voorkomen.
Versterk de inspectie-inspanningen en voer partiële entladingsproeven uit met behulp van een ultraviolette tester.
Voer proeven strikt volgens de elektrische testvoorschriften uit, inclusief dichtheidsproeven, vacuümgraadproeven, isolatieproeven, etc.
