35kV Açık Hava Vakum Kesici Anahtarlarındaki yalıtım bozulma hatalarının analizi ve ele alınması
Ekipman Açıklaması
ZW7 - 40.5 tipi açık hava yüksek gerilimli vakum kesicisi, dışarıda monte edilen, üç fazlı, 50 Hz'lik AC yüksek gerilimli elektrik ekipmanıdır ve arkaç kessme ortamı olarak vakumu kullanır. Ana olarak 40.5 kV yüksek gerilimli güç iletim ve dağıtım sisteminde [1] belirlenmiş akımı ve arızalı akımı anahtarlama amacıyla kullanılır ve sık işlemler gerektiren yerlerde özellikle uygundur.
Bu ürünün genel yapısı porselen tüp sütun tipindedir, Şekil 1'de gösterildiği gibi. Üst porselen tüp, vakum kesici porselen tübüdür, bu tüp içinde vakum kesici monte edilmiştir ve alt porselen tüp destek porselen tübüdür. Hem vakum kesici porselen tübü hem de destek porselen tübü, mükemmel yalıtım özelliklerine sahip vakum yalıtım yağı ile doldurulmuştur. Üç fazlı porselen tüpler tek bir çerçevede birlikte monte edilmiştir.
Üç fazlı akım transformatörleri bu çerçeveye monte edilmiş olup, her üç fazın destek porselen tübü içindeki ana devreye bağlıdır. Çerçeve, dış ortama uyum sağlamak için tüm dört yanından ve altından kaplama levhalarla donatılmıştır.
Vakum kesicinin hareketli ucundan operasyon mekanizmasının çıkış şaftına bir çark kol ve yalıtık çekme çubuğu ile bağlanmıştır. Kesicinin açma-kapanma işlemleri, kontrol ve koruma bağlantıları, mekanizma kutusundaki parçalar ve uç noktalar tarafından dışa aktarılır. Üç fazlı bağlantılı işlem operasyon mekanizması ve iletim yapısı aracılığıyla gerçekleştirilir.
Şekil 1 Vakum kesicisinin yapı şeması
Arıza Nedenleri Analizi
18 Mart 2010 tarihinde, belirli bir trafiğe rutin durum tabanlı bakım sırasında, test personeli 3515 vakum kesicisinde (model: ZW7 - 40.5/T1250 - 25) A fazında AC dayanıklılık testi sırasında yalıtım arızası olduğunu fark etti.
Test personeli 3515 kesicisinin A fazındaki yalıtım arızasına ilişkin ilgili analiz ve testleri gerçekleştirdi. Spesifik veriler aşağıda Tablo 1'de gösterilmiştir:
Devlet Elektrik Şirketi'nin rutin test düzenlemelerine göre, 35 kV ve üzeri vakum kesicilerinin yalıtım direnci 3000 MΩ'nin altında olmamalıdır ve AC dayanıklılık test gerilimi fabrika test değeri olan %80, yani 76 kV/dakika olmalıdır. Test personeli 3515 vakum kesicisini dayanıklılık testine tabi tutmadan önce, tüm üç fazdaki ana devrenin yalıtım direnci düzenlemelerin gerekliliklerini karşılamaktaydı.
Daha sonra, test personeli üç fazdaki ana devreler üzerinde ayrı ayrı AC dayanıklılık testleri yaptı. A fazındaki ana devrenin geriliminin 35 kV'ye yükseldiğini gördüler, akım anında arttı ve bir arıza oluştu.
Bu olay yaşandıktan sonra, test personeli bu tip kesicinin yapısına dayanarak aşağıdaki testleri gerçekleştirdi:
Arıza Giderimi
Ekim 2010'un sonlarında, üretici A fazı kesicisini parçalayıp inceledi. Test adımları ve sonuçları şu şekildedir:
Önleyici Tedbirler
ZW7 - 40.5 tipi vakum kesicinin dış yalıtımı, sıvı bir yalıtım ortamı olan vakum yalıtım yağını kullanır. Ekipmanın işletimi ve montajı sırasında, sıvı ortamın nem içeriği artar. Nem, elektrik ekipmanlarının yalıtım yağında asılı durumdadır. Elektrik alan kuvveti etkisiyle, su, elektrik çizgileri boyunca kendini yavaş yavaş bir "köprü" şeklinde düzenler.
Bu "köprü", iki kutbu birbirine bağlar ve bozulma gerilimini önemli ölçüde düşürme eğilimindedir. Bu aynı zamanda, 5 kV geriliminde uzaktan ölçüm yapılan yalıtım direncinde çok düşük bir değer olması, ancak işletme geriliminde bu gizli tehlike ortaya çıkmaması nedenini de açıklıyor.
Yukarıda bahsedilen analiz ışığında, vakum kesicinin vakum yalıtım yağının nemlenmesi nedeniyle oluşan yalıtım arızası sorununu önlemek için aşağıdaki önleyici tedbirler önerilmektedir:
Montaj sürecine sıkı sıkıya uygun şekilde ekipmanı kurun, kirleticilerin karışmasını önleyin ve ortamın atmosferle temasını önleyin.
Gözden geçirme çabalarını güçlendirin ve ultraviyole tester kullanarak kısmi salınımlar testi yapın.
Elektrik test düzenlemelerine sıkı sıkıya uygun olarak testler yapın, bunlar arasında sıkışıklık testi, vakum derecesi testi, yalıtım testi vb. dahildir.
