Pagsusuri at Pamamahala ng mga Sakuna sa Pagkasira ng Insulasyon sa 35kV Outdoor Vacuum Circuit Breaker

Pagsasalaysay ng Pagsasanay

Ang ZW7 - 40.5 na uri ng outdoor high-voltage vacuum circuit breaker ay isang pagsasanay na nakakabit sa labas, tatlong-phase, AC 50 Hz na mataas na koryente na gamit ang vacuum bilang medium para sa pagpapatigil ng arc. Ito ay pangunahing ginagamit para sa pagbabago ng rated current at fault current sa 40.5 kV na mataas na koryente na sistema ng pagpapadala at pagdidistribute [1], at lalo na ito ay angkop sa mga lugar kung saan kinakailangan ang maraming operasyon.

Ang kabuuang estruktura ng produktong ito ay may anyo ng porcelain bushing pillar, tulad ng ipinapakita sa Figure 1. Ang itaas na porcelain bushing ay ang porcelain bushing ng vacuum interrupter, kung saan nakakabit ang vacuum interrupter, at ang ibabaw na porcelain bushing ay ang suporta ng porcelain bushing. Parehong puno ng vacuum insulating grease na may mahusay na katangian ng insulation ang porcelain bushing ng vacuum interrupter at ang supporting porcelain bushing. Ang tatlong-phase na porcelain bushings ay nakakabit sa iisang framework.

Ang tatlong-phase na current transformers ay nakakabit sa loob ng framework na ito at nakaconnect sa main circuit ng circuit breaker sa loob ng tatlong-phase na supporting porcelain bushings. Mayroong sealing plates ang framework sa lahat ng apat na gilid at sa ilalim upang mapagkasya sa outdoor environment.

Ang galaw ng dulo ng vacuum interrupter ay nakakonekta sa output shaft ng operating mechanism sa pamamagitan ng crank arm at insulating pull rod. Ang pagbubukas at pagsasara ng circuit breaker, pati na rin ang control at protection wiring, ay inilalabas ng mga komponente at terminals sa loob ng mechanism box. Ang tatlong-phase linkage operation ay natutugunan sa pamamagitan ng operating structure at transmission structure.

Figure 1 Diagram ng estruktura ng vacuum circuit breaker

Pagsusuri ng mga Dahilan ng Sakuna

Noong Marso 18, 2010, habang isinasagawa ang routine condition-based maintenance ng pagsasanay sa isang substation, natuklasan ng mga tester na nangyari ang isang insulation breakdown sa phase A ng 3515 vacuum circuit breaker (model: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) sa panahon ng AC withstand voltage test.

Isinasagawa ng mga tester ang kaugnay na pagsusuri at mga test tungkol sa insulation breakdown sa phase A ng 3515 circuit breaker. Ang partikular na data ay ipinapakita sa Table 1 sa ibaba:

Ayon sa routine test regulations ng State Grid Corporation, ang insulation resistance ng vacuum circuit breakers sa 35 kV at ibabaw ay hindi dapat mas mababa sa 3000 MΩ, at ang AC withstand voltage test voltage ay dapat 80% ng factory-tested value, o 76 kV/min. Bago isinasagawa ng mga tester ang withstand voltage test sa 3515 vacuum circuit breaker, ang insulation resistance ng main circuit sa lahat ng tatlong phase ay tumugon sa mga regulasyon.

Pagkatapos, isinasagawa ng mga tester ang AC withstand voltage tests sa main circuits ng tatlong phase nang magkahiwalay. Natuklasan nila na kapag tumaas ang koryente sa phase A's main circuit hanggang 35 kV, tumaas ang kuryente instantaneously at nangyari ang breakdown.

Pagkatapos nang mangyari ang phenomenon na ito, isinasagawa ng mga tester ang sumusunod na mga test batay sa estruktura ng uri ng circuit breaker na ito:

• Binuksan ang vacuum circuit breaker, at isinasagawa ang insulation resistance test sa itaas na porcelain bushing ng circuit breaker. Ang test data ay tumugon sa mga regulasyon, na nagpapatunay na ang defective part ay nasa ibabaw na porcelain bushing.

• Isinasagawa ang insulation resistance test sa ibabaw na porcelain bushing. Ang test data ay hindi tumugon sa mga regulasyon, na nagpapatunay na ang defective part ay nasa ibabaw na porcelain bushing.

• Ang ibabaw na porcelain bushing ay binubuo ng ibabaw na porcelain bushing body, ang insulating tie-rod, at ang supporting porcelain vase. Kaya, inalis ng mga tester ang crank arm sa pagitan ng insulating tie-rod at supporting porcelain vase, at isinasagawa ang insulation resistance tests sa insulating tie-rod at supporting porcelain vase nang magkahiwalay. Ang insulation resistances ng parehong supporting porcelain vase at insulating tie-rod ay tumugon sa mga regulasyon, na nagpapatunay na ang defective part ay nasa ibabaw na porcelain bushing body.

• Ang ibabaw na porcelain bushing body ay kasama ang vacuum insulating grease at current transformers. Ang pagbaba ng insulation resistance ay maaaring dahil sa dampness ng vacuum insulating grease at sa breakdown ng current transformers.

Paggamot ng Sakuna

Sa huling bahagi ng Oktubre 2010, inalis at pinagsisiyasat ng manufacturer ang phase A circuit breaker. Ang mga hakbang ng test at resulta ay sumusunod:

• Inalis ang itaas na porcelain bushing at ang suporta ng vacuum circuit breaker, at isinasagawa ang insulation resistance test direkta sa loob ng supporting porcelain vase. Ang resulta ng test ay napatunayan na ang nabanggit na pagsusuri ay tama.

• Ibinahagi ang vacuum insulating grease at ang current transformers ng vacuum circuit breaker, at isinasagawa ang insulation resistance tests sa kanila nang magkahiwalay. Ang insulation resistance ng vacuum insulating grease ay humigit-kumulang 50 M&Ω, samantalang ang insulation resistance ng current transformers ay tumugon sa mga regulasyon. Napatunayan na ang insulation breakdown ay dahil sa vacuum insulating grease.

• Pagkatapos palitan ang vacuum insulating grease, isinasagawa ang insulation resistance at AC withstand voltage tests sa phase A ng vacuum circuit breaker. Ang lahat ng test data ay tumugon sa mga regulasyon.

Mga Preventive Measures

Ang external insulation ng ZW7 - 40.5 na uri ng vacuum circuit breaker ay gumagamit ng vacuum insulating grease, isang likido na insulating medium. Sa panahon ng operasyon at pagkakakabit ng pagsasanay, tataas ang moisture content ng liquid medium. Ang moisture ay nasa suspended state sa insulating grease ng electrical equipment. Sa pag-impluwensya ng electric field force, ang tubig ay unti-unting aarange sa "bridge" kasunod ng electric lines of force.

Ang "bridge" na ito ay tumatawid sa dalawang poles at maaaring malaki ang pagbaba ng breakdown voltage. Ito rin ang nagpaliwanag kung bakit napakababa ang insulation resistance sa 5 kV voltage sa panahon ng telemetry ng insulation resistance, ngunit hindi ito ipinakita sa operating voltage.

Sa pamamagitan ng nabanggit na pagsusuri, upang maiwasan ang sakuna ng insulation breakdown dahil sa dampness ng vacuum insulating grease ng vacuum circuit breaker, inirerekomenda ang sumusunod na mga preventive measures:

• I-install ang pagsasanay sa mahigpit na sumunod sa assembly process upang maiwasan ang mixing ng impurities at maging hindi makontakto ang medium sa atmosphere. 

• Palakasin ang mga pagsusuri at isagawa ang partial discharge tests gamit ang ultraviolet tester.

• Isagawa ang mga test sa mahigpit na sumunod sa electrical test regulations, kabilang ang seal-tightness testing, vacuum-degree testing, insulation testing, atbp.