การวิเคราะห์และการจัดการกับปัญหาการชำรุดของฉนวนในเบรกเกอร์สุญญากาศกลางแจ้ง 35kV
คำอธิบายอุปกรณ์
ตู้สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงแบบสุญญากาศรุ่น ZW7 - 40.5 เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงที่ติดตั้งภายนอก ใช้สำหรับระบบไฟฟ้าสามเฟส AC 50 Hz และใช้สุญญากาศเป็นสารดับอาร์ก ใช้ในการสลับกระแสไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติในระบบส่งและกระจายไฟฟ้าแรงสูง 40.5 kV [1] โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสมกับสถานที่ที่ต้องการการทำงานบ่อยครั้ง
โครงสร้างโดยรวมของผลิตภัณฑ์นี้เป็นแบบเสากระเบื้องเซรามิก ดังแสดงในรูปที่ 1 กระเบื้องเซรามิกบนสุดคือกระเบื้องเซรามิกของสวิตช์สุญญากาศ ซึ่งภายในมีสวิตช์สุญญากาศติดตั้งอยู่ และกระเบื้องเซรามิกล่างสุดคือกระเบื้องเซรามิกรองรับ ทั้งกระเบื้องเซรามิกของสวิตช์สุญญากาศและกระเบื้องเซรามิกรองรับถูกเติมด้วยน้ำมันฉนวนสุญญากาศที่มีคุณสมบัติฉนวนดี กระเบื้องเซรามิกสามเฟสติดตั้งบนโครงเดียวกัน
ทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าสามเฟสติดตั้งภายในโครงนี้และเชื่อมต่อกับวงจรหลักของสวิตช์ไฟฟ้าภายในกระเบื้องเซรามิกรองรับสามเฟส โครงนี้มีแผ่นปิดทั้งสี่ด้านและด้านล่างเพื่อปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมภายนอก
ปลายเคลื่อนที่ของสวิตช์สุญญากาศเชื่อมต่อกับแกนส่งออกของกลไกทำงานผ่านแขนเหวี่ยงและแกนดึงฉนวน การเปิดและปิดสวิตช์ไฟฟ้า ตลอดจนการควบคุมและการเชื่อมโยงสายป้องกันถูกนำออกมาโดยส่วนประกอบและเทอร์มินอลภายในกล่องกลไก การทำงานเชื่อมโยงสามเฟสทำได้โดยผ่านโครงสร้างการทำงานและโครงสร้างส่งผ่าน
รูปที่ 1 แผนภาพโครงสร้างสวิตช์สุญญากาศ
การวิเคราะห์สาเหตุของความผิดพลาด
เมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2010 ในระหว่างการบำรุงรักษาตามสภาพของอุปกรณ์ที่สถานีไฟฟ้าแห่งหนึ่ง พนักงานทดสอบพบว่าเกิดการแตกฉนวนในเฟส A ของสวิตช์สุญญากาศหมายเลข 3515 (รุ่น: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) ขณะทำการทดสอบความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า AC
พนักงานทดสอบดำเนินการวิเคราะห์และทดสอบเกี่ยวกับการแตกฉนวนในเฟส A ของสวิตช์หมายเลข 3515 ข้อมูลเฉพาะอย่างยิ่งแสดงในตารางที่ 1 ดังต่อไปนี้:
ตามกฎระเบียบที่กำหนดโดย State Grid Corporation ความต้านทานฉนวนของสวิตช์สุญญากาศที่ 35 kV หรือมากกว่าไม่ควรต่ำกว่า 3000 MΩ และแรงดันทดสอบความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า AC ควรเป็น 80% ของค่าที่ทดสอบจากโรงงาน คือ 76 kV/min ก่อนที่พนักงานทดสอบจะทำการทดสอบความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า AC ของสวิตช์สุญญากาศหมายเลข 3515 ความต้านทานฉนวนของวงจรหลักในทุกเฟสตรงตามข้อกำหนด
ต่อมา พนักงานทดสอบทำการทดสอบความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า AC ของวงจรหลักในแต่ละเฟส เมื่อแรงดันไฟฟ้าในวงจรหลักของเฟส A เพิ่มขึ้นถึง 35 kV กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทันทีและเกิดการแตกฉนวน
หลังจากปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น พนักงานทดสอบดำเนินการทดสอบดังต่อไปนี้ตามโครงสร้างของสวิตช์ประเภทนี้:
การจัดการความผิดพลาด
ปลายเดือนตุลาคม 2010 ผู้ผลิตทำการถอดและตรวจสอบสวิตช์เฟส A ขั้นตอนการทดสอบและผลลัพธ์เป็นดังนี้:
มาตรการป้องกัน
ฉนวนภายนอกของสวิตช์สุญญากาศรุ่น ZW7 - 40.5 ใช้น้ำมันฉนวนสุญญากาศ ซึ่งเป็นสารฉนวนเหลว ในระหว่างการใช้งานและการติดตั้งอุปกรณ์ ความชื้นของสารฉนวนเหลวจะเพิ่มขึ้น ความชื้นอยู่ในภาวะลอยตัวในน้ำมันฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า ภายใต้แรงดันไฟฟ้า น้ำจะเรียงตัวเองเป็น "สะพาน" ตามเส้นทางของแรงดันไฟฟ้า
"สะพาน" นี้เชื่อมระหว่างขั้วทั้งสอง และอาจลดแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการแตกฉนวนอย่างมาก นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมความต้านทานฉนวนจึงต่ำมากภายใต้แรงดัน 5 kV ในการวัดความต้านทานฉนวน แต่ความเสี่ยงนี้ไม่ได้ถูกเปิดเผยภายใต้แรงดันการใช้งาน
จากการวิเคราะห์ดังกล่าว เพื่อหลีกเลี่ยงความผิดพลาดจากการแตกฉนวนเนื่องจากความชื้นของน้ำมันฉนวนสุญญากาศของสวิตช์สุญญากาศ ขอเสนอมาตรการป้องกันดังต่อไปนี้:
ติดตั้งอุปกรณ์อย่างเคร่งครัดตามกระบวนการประกอบ เพื่อหลีกเลี่ยงการผสมของสิ่งเจือปนและป้องกันไม่ให้สารฉนวนสัมผัสกับอากาศ
เพิ่มการตรวจสอบและทำการทดสอบการปล่อยประจุบางส่วนโดยใช้เครื่องตรวจวัดแสงยูวี
ทำการทดสอบอย่างเคร่งครัดตามกฎระเบียบทดสอบไฟฟ้า รวมถึงการทดสอบความแน่นสนิท การทดสอบความสุญญากาศ การทดสอบฉนวน ฯลฯ
