Operationele analyse en onderhoudsstrategieën voor hoogspanningsafsluiters in elektriciteitsnetwerken

I. Operationele Analyse

1.1 Operatiebereik

Hoogspanningsafsluiters worden ingedeeld in buiten- en binnentypen op basis van de installatieplaats, en in drie-polige of enkele-polige configuraties volgens het aantal polen. Tijdens de operatie moet nauwlettend aandacht worden besteed aan de werkingstroom en -spanning van de schakelaar.

Als de werkingsspanning de nominale waarde overschrijdt, kan er een ontlading plaatsvinden binnen de porseleinen isolator. De mate van verhitting is nauw verbonden met de werkingstroom en heeft een significant effect op of de externe structuur vervormt. Veldoperatieregels vereisen dat de werkingstemperatuur van afsluiters binnen 70°C wordt gehouden. Aangezien speciale boogverdelende apparaten niet zijn geïnstalleerd, is de toepassing van afsluiters inherent beperkt. Ze kunnen echter worden gebruikt in de volgende scenario's:

• Aansluiten of loskoppelen van foutloze bliksemafleiders en spanningstransformatoren

• Aansluiten of loskoppelen van busbaanstromen van 220kV of lager, met goedkeuring van de apparatuurbeheerder;

• Openen of sluiten van de neutrale grondschakelaar van een foutloze transformator;

• Openen of sluiten van lege voedingslijnen met stroom onder 5A, en beheersen van magneetstroom tijdens schakeloperaties onder 2A voor lege transformatoren;

• Openen of sluiten van busbaanlusstromen, onder voorwaarde van goedkeuring door de apparatuurbeheerder;

• Openen of sluiten van gelijkpotentiele lusstromen van 220kV of lager. Er moeten echter maatregelen worden genomen om onbedoelde uitschakeling van schakelaars binnen de lus te voorkomen.

1.2 Voorzorgsmaatregelen Tijdens de Operatie

• Opereer nooit de isolator onder belasting (d.w.z., energie toevoeren tijdens het schakelen);

• Voorkom het sluiten van de grondschakelaar in een live circuit;

• Verbied strikt het schakelen van foutstromen of opereren onder belastingsomstandigheden.

Als een afsluiter per ongeluk onder belasting wordt bediend, moet de operator onmiddellijk de bewegingsrichting omkeren om de boog snel te doven en verdere boogvorming te voorkomen. Voordat een afsluiter wordt bediend, moet ervoor worden gezorgd dat de bijbehorende schakelaarkrachtbron is ingeschakeld. Pas nadat de schakelaar open is, de grondschakelaar is losgekoppeld, de gronddraden zijn verwijderd en de schakelaar in de open positie staat, kunnen schakeloperaties worden uitgevoerd.

Tijdens het inschakelen moet eerst de moederschakelaar aan de buszijde worden gesloten, gevolgd door de lastschakelaar. Tijdens het uitschakelen wordt de volgorde omgekeerd. Om de veiligheid van het personeel te waarborgen, wordt voorkeur gegeven aan afstandsbediening. Als de afstandsbediening elektronisch mislukt, moet lokale elektrische bediening worden uitgevoerd. Als beide mislukken, kan handmatige bediening alleen worden uitgevoerd na het volgen van de ontgrendelingsprocedure en het verkrijgen van de juiste autorisatie.

Tijdens de operatie moet de klank van het traditionele mechanisme worden gecontroleerd op anomalieën en moet worden bevestigd of de volledige slag is voltooid. Bovendien moet er nauwlettend aandacht worden besteed aan of alle drie fasen synchroon opereren en hun eindposities nauwkeurig worden geverifieerd.

Bij handmatige bediening van een afsluiter moet men isolatiehandschoenen dragen. Bij regenweer moet men isolatiebalken met regenschermen gebruiken en isolatie-laarzen dragen. Handmatige bediening moet snel zijn, maar overmatige impact dicht bij het einde van de slag moet worden vermeden. Na het sluiten moet de contactoppervlakte worden geïnspecteerd op intactheid. Bij het openen moet de boog snel worden gedoofd zodra de blad loskomt van het contact. Na het openen moet de scheidingshoek worden gecontroleerd om te zorgen dat deze voldoet aan de specificaties.

II. Onderhoudsstrategieën

Een afsluiter bestaat voornamelijk uit de volgende componenten: overbrengingsmechanisme, isolatiedeel, steunvoet, bedieningsmechanisme en geleidende delen. De bedieningsmechanismen worden ingedeeld in krachtgestuurde en handmatige typen. Krachtgestuurde mechanismen omvatten pneumatische, hydraulische en elektrische typen. Het onderhoud van afsluiters moet zowel primair als secundair systeem omvatten. Specifieke onderhoudsprocedures zijn als volgt:

2.1 Onderhoud van Primair Systeem

Ten eerste, inspecteer de externe verschijning:

• Controleer of de mescontacten strak en goed contact maken;

• Beoordeel of er ernstige verbranding of buiging is;

• Na het openen van de schakelaar, gebruik een telescoop om de contacten te observeren op oxidatie, kleurverandering, vervorming of verbranding;

• Controleer of porseleinen isolatoren schoon zijn en vrij van barsten, corona-ontladingen of hoorbare ontladingen;

• Inspecteer flensgrondverbindingen op barsten;

• Onderzoek bouten op roest of losheid;

• Verifieer de juiste positie van de grondschakelaar;

• Bevestig de veilige verbinding van grondafleiders;

• Zorg ervoor dat mechanische interlocks intact zijn;

• Controleer overbrengingsmechanismen op buiging;

• Inspecteer componenten op roest, losheid of loslaten.

Smeer het overbrengingsmechanisme regelmatig en breng industrieel vet periodiek aan op wrijvingspunten.

Ten tweede, houd de werkingstroom en -spanning nauwlettend in de gaten. Tijdens piekbelastingsperiodes, meet de temperatuur om ervoor te zorgen dat deze binnen aanvaardbare grenzen blijft.

Ten derde, voer speciale inspecties uit onder abnormale omstandigheden:

• Bij extreme weersomstandigheden zoals orkanen, controleer op losse verbindingen, gebroken draden, slecht contact of draadverspreiding op terminalverbindingen;

• Zoek naar vreemde objecten op de schakelaar;

• Bij regen of mist, inspecteer porseleinen isolatoren op flashover, ontlading of corona;

• Na een foutuitval, controleer de schakelaarpositie en zoek naar tekenen van oververhitting op contacten, componentvervorming of oververhitte terminalverbindingen.

2.2 Onderhoud van Secundair Systeem

Bij het onderhoud van het secundaire systeem:

• Ten eerste, verifieer de juistheid van de secundaire bedradingsschema's en bevestig dat ze voldoen aan de ontwerpeisen. Controleer op ontbrekende componenten, ontwerpfouten of niet-geïmplementeerde lokale wijzigingen. Beoordeel of motorkaarsbescherming en interlockfuncties nodig zijn.

• Ten tweede, voer een ter plaatse verificatie uit tegen de tekeningen. Rapporteer eventuele discrepanties. Deze twee stappen zijn fundamenteel en cruciaal.

• Ten derde, voer onderhoud uit volgens normen:

• Bevestig dat het "vijf-preventie" (5P) interlock-systeem correct is geïmplementeerd;

• Zorg ervoor dat de besturingsspanning en motorkracht van de isolator tijdens de operatie los zijn gekoppeld;

• Behoud passende spanningniveaus;

• Zorg voor betrouwbaar contact van terminals, vooral vaak gebruikte;

• Inspecteer zekeringen en circuitbeschermingsapparaten op intactheid;

• Controleer de functionaliteit van open/dicht-knoppen en -schakelaars.

Alle problemen die tijdens het onderhoud worden geïdentificeerd, moeten onmiddellijk worden aangepakt indien mogelijk; anders moeten ze worden vastgelegd voor toekomstige oplossing. Operators moeten volgens geëtaboldeerde procedures regelmatige inspecties, dynamisch onderhoud en conditiemonitoring uitvoeren om de status van de apparatuur te voorspellen en wetenschappelijk, proactief onderhoud mogelijk te maken.

Daarnaast moet de technische opleiding van onderhoudspersoneel worden versterkt om multi-talent expertise te ontwikkelen, waardoor potentiële defecten tijdig kunnen worden gedetecteerd en opgelost, waardoor ongeplande storingen worden verminderd. Investeer in technologisch onderzoek, zoals het toepassen van nieuwe materialen of automatische levend reinigen van porseleinen isolatoren, om de kans op schakelaarstoringen verder te verkleinen.

III. Conclusie

Afsluiters komen vaak voor in de exploitatie van elektriciteitsystemen. Hoewel hun structuur relatief eenvoudig is, vereisen hun operationele prestaties en onderhoudspraktijken aanzienlijke expertise. Elk falen van een afsluiter kan de stabiele exploitatie van het gehele elektriciteitssysteem aanzienlijk beïnvloeden. Daarom is het essentieel om gunstige operatiecondities te creëren op basis van de werkelijke situatie, wetenschappelijke en rationele onderhoudsstrategieën te implementeren en een solide basis te leggen voor het maximaliseren van de functionele betrouwbaarheid van deze kritieke apparatuur.