Typy a běžná porušení vysokovoltových spínačů

Typy a běžná porucha vysokonapěťového spínacího zařízení

Vysokonapěťové spínací zařízení je klíčové elektrické zařízení v elektrických systémech. Deteriorace provozu spínacího zařízení je jednou z hlavních příčin selhání elektrických systémů. Jaké jsou běžné poruchy vysokonapěťového spínacího zařízení?

(1) Venkovní a vnitřní typy

Na základě prostředí instalace lze vysokonapěťové spínací zařízení klasifikovat jako venkovní nebo vnitřní typy. Zařízení s nominálním napětím 10 kV a nižším je obvykle instalováno v interiéru. Podle konfigurace primárního obvodu lze dále rozdělit na příchozí/odchozí linkové spínací zařízení, propojovací olejové spínací zařízení, sekční spínací zařízení atd.

Vnitřní 10 kV příchozí/odchozí spínací zařízení obvykle obsahuje minimálně olejové nebo vakuumové vypínače. Tyto vypínače jsou obvykle vybaveny pružinovými nebo elektromagnetickými pohonnými mechanismy, i když některé používají ruční nebo permanentně magnetické pohonné mechanismy. Různé návrhy spínacího zařízení se výrazně liší v konstrukci, což přímo ovlivňuje výběr a instalaci senzorů.

(2) Pevné a vysouvací typy

Na základě využití a návrhu lze vysokonapěťové spínací zařízení rozdělit na pevné a vysouvací (vysouvací) typy. Historicky preferovaly elektrárny pro své stanice vysouvací spínací zařízení, zatímco pevné typy byly častější v distribučních elektrických systémech.

S postupem technologie a vývojem nových produktů se tradiční praktiky mění. Například kovově obalené pancéřované vysouvací spínací zařízení vzniklo ze spínacího zařízení pevného typu. Tento typ má plně uzavřený design s funkčně oddělenými kompartmenty. Nabízí zlepšenou operační bezpečnost, lepší protioperátorské zapnutí a snazší údržbu, což velmi zvyšuje operační spolehlivost.

(3) Vývoj vysokonapěťového spínacího zařízení

V posledních letech, s pokrokem a širokým rozšířením kompaktních vakuumových vypínačů, se rychle rozvíjí středně umístěné spínací zařízení (známé také jako "spínací zařízení s vysouvací jednotkou umístěnou v prostředním kompartmentu") jako nový typ kovově obaleného pancéřovaného vysouvacího spínacího zařízení.

Středně umístěné spínací zařízení nabízí několik výhod, nejvýznamnější z nich je miniaturizace vysouvací jednotky a mechanizované výrobní procesy, které umožňují přesnější zarovnání vozíku a vedení. Někteří výrobci dokonce dodávají vozík vypínače a skříň samostatně, což umožňuje snadné montážní a komisační práce na místě s vysokou spolehlivostí.

Díky vynikající vzájemné vyměnitelnosti jsou tyto spínací zařízení méně ovlivněny úrovněm podlahy na místě instalace. S vysokou operační spolehlivostí a pohodlnou údržbou se středně umístěné kovově obalené vysouvací spínací zařízení stává stále více používaným v distribučních systémech.

II. Běžná analýza poruch vysokonapěťového spínacího zařízení

Poruchy vysokonapěťového spínacího zařízení vznikají především z problémů s izolací, vedoucím proudem a mechanickými systémy.

(1) Selhání při provozu nebo chybné fungování

Toto je nejčastější typ poruchy vysokonapěťového spínacího zařízení a může být přičítán dvěma hlavním příčinám:

• Mechanické poruchy v pohonném a přenosovém systému, jako je zaseknutí mechanismu, deformace, posun nebo poškození součástek; volné nebo zaseknuté tlačítko zavírání/odpojování; zlomené nebo volné hřebíky; a selhání zámku.

• Elektrické poruchy v kontrolních a pomocných obvodech, včetně špatného kontaktu ve sekundárním vedení, volných terminálů, špatného připojení, spálených cívek zavírání/odpojování (z důvodu zaseknutí mechanismu nebo vadných výběrových přepínačů), nefunkčních pomocných přepínačů a selhání zdroje kontroly, kontaktoru zavírání nebo konečných přepínačů.

(2) Poruchy při přepínání a zavírání

Tyto poruchy vznikají přímo z vypínače.

• U minimálně olejových vypínačů patří mezi běžné problémy rozstřik oleje při krátkém spoji, poškození obloukové komory, nedostatečná vypínací kapacita a výbuchy při zavírání.

• U vakuumových vypínačů patří mezi typické poruchy úniky z obloukové komory nebo nafukovacího měcholu, snížení vakuumu, znovuvytvoření oblouku při přepínání kondenzátorových bank a trhliny keramické trubice.

(3) Izolační poruchy

Výkon izolace musí správně vyvažovat různé napětí působící na izolaci (včetně normálního pracovního napětí a přechodných přetížení), ochranná opatření (jako jsou ochranné přepínače) a dielektrickou sílu materiálu izolace. Cílem je dosáhnout bezpečné, ekonomické a nákladově efektivní konstrukce.

Běžné izolační poruchy zahrnují:

• Externí izolační flashover k zemi

• Interní izolační flashover k zemi

• Flashover mezi fázemi

• Flashover způsobený přetížením bleskem

• Flashover, znečištění flashover, proniknutí nebo exploze porcelánových nebo kondenzátorových vývodů

• Flashover nosných tyčí

• Flashover, proniknutí nebo exploze transformátorů proudu (CT)

• Zlomení porcelánových izolátorů

(4) Poruchy vedoucího proudu

Při napětí 7,2–12 kV jsou poruchy vedoucího proudu hlavně způsobeny špatným kontaktem u odpojovacích členů (spojů), což vede ke znehodnocení a roztavení kontaktů.

(5) Externí síly a jiné poruchy

Patří sem poruchy způsobené dopadem cizích předmětů, přírodními katastrofami, krátkými spoji způsobenými zvířaty a jinými nepředvídatelnými externími nebo náhodnými faktory.