고압 스위치기어의 종류와 일반적인 고장 분석
고압 스위치기어의 종류와 일반적인 고장 분석
고압 스위치기어는 전력 시스템에서 중요한 전기 장치입니다. 스위치기어의 작동 저하가 전력 시스템 고장의 주요 원인 중 하나입니다. 고압 스위치기어에서 흔히 발생하는 고장은 무엇일까요?
(1) 실외형과 실내형
설치 환경에 따라 고압 스위치기어는 실외형과 실내형으로 구분할 수 있습니다. 10kV 이하의 장비는 대부분 실내에 설치됩니다. 일차 회로 구성에 따라 입선/출선 스위치기어, 연결유 스위치기어, 버스 섹션 스위치기어 등으로 더 세분화될 수 있습니다.
실내 10kV 입선/출선 스위치기어는 일반적으로 적소유 또는 진공 회로 차단기를 장착합니다. 이러한 차단기는 스프링 또는 전자기 작동 기구를 사용하지만, 일부는 수동 또는 영구 자석 작동 기구를 사용하기도 합니다. 다양한 스위치기어 설계는 구조적으로 크게 다르며, 이는 센서의 선택 및 설치에 직접적인 영향을 미칩니다.
(2) 고정형과 추출형
사용 및 설계에 따라 고압 스위치기어는 고정형과 추출형(추출 가능형)으로 나눌 수 있습니다. 과거에는 발전소에서는 주로 서비스 시스템에 추출형 스위치기어를 선호했으며, 고정형은 공용 전력 공급 시스템에서 더 일반적이었습니다.
기술의 발전과 새로운 제품 개발로 인해 전통적인 관행이 변화하고 있습니다. 예를 들어, 금속 밀폐형 장갑 추출형 스위치기어는 고정형 스위치기어에서 발전했습니다. 이 유형은 완전히 밀폐된 설계로 기능적으로 분리된 구획을 갖추고 있어 작업 안전성이 향상되고 오작동 방지 잠금이 개선되며 유지보수가 용이해져, 운영 신뢰성이 크게 증가하였습니다.
(3) 고압 스위치기어의 발전
최근 몇 년 동안 소형 진공 회로 차단기의 발전과 널리 활용됨에 따라 중앙 장착 스위치기어(또는 "중앙 구획에 장착된 추출형 단위가 있는 스위치기어")가 새로운 유형의 금속 밀폐형 장갑 추출형 스위치기어로 빠르게 발전하였습니다.
중앙 장착 스위치기어는 여러 가지 장점이 있으며, 가장 큰 장점은 추출형 단위의 소형화와 기계화된 제조 공정으로 인해 트롤리와 가이드 레일 간의 정밀한 정렬이 가능하다는 것입니다. 일부 제조사는 회로 차단기 트롤리와 캐비닛을 따로 배송하여 현장에서 쉽게 조립 및 조정할 수 있고, 높은 신뢰성을 보장합니다.
우수한 교환성 덕분에 이러한 스위치기어 장치는 설치 현장의 바닥 수평 상태에 크게 영향받지 않습니다. 높은 운영 신뢰성과 편리한 유지보수로 인해 중앙 장착 금속 밀폐형 추출형 스위치기어는 점점 더 많은 전력 공급 시스템에서 채택되고 있습니다.
II. 고압 스위치기어의 일반적인 고장 분석
고압 스위치기어의 고장은 주로 절연, 전류 전도, 기계 시스템 문제에서 발생합니다.
(1) 작동 불능 또는 오작동
이는 고압 스위치기어에서 가장 흔한 고장 유형이며, 두 가지 주요 원인이 있습니다:
작동 기구 및 전송 시스템의 기계적 고장, 예를 들어 작동 기구의 고착, 부품 변형, 이동, 손상; 느슨하거나 고착된 닫기/열기 플런저; 부러진 또는 느슨한 핀; 래치 고장.
제어 및 보조 회로의 전기적 고장, 예를 들어 2차 배선의 접촉 불량, 느슨한 단자, 잘못된 배선, 닫기/열기 코일의 타버림(작동 기구의 고착 또는 잘못된 선택기 스위치로 인해), 보조 스위치의 오작동, 제어 전원, 닫기 컨텍터 또는 리미트 스위치의 고장.
(2) 스위칭 및 닫기 고장
이 고장은 회로 차단기 자체에서 발생합니다.
적소유 회로 차단기에서 흔히 발생하는 문제로는 단락 시 오일 분사, 아크 챔버 손상, 부족한 차단 용량, 닫기 시 폭발 등이 있습니다.
진공 회로 차단기에서 일반적인 고장으로는 아크 챔버나 벨로우즈의 누설, 진공 수준 감소, 콘덴서 뱅크 스위칭 시 재점화, 세라믹 튜브 파손 등이 있습니다.
(3) 절연 고장
절연 성능은 절연에 작용하는 다양한 전압(정상 운전 전압 및 일시적 과전압 포함), 보호 조치(예: 서지 아레스터), 절연 재료의 절연 강도 사이의 균형을 맞추어야 합니다. 목표는 안전하고 경제적이며 비용 효율적인 설계를 달성하는 것입니다.
일반적인 절연 고장으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:
대지로의 외부 절연 플래시오버
대지로의 내부 절연 플래시오버
상간 플래시오버
번개 과전압으로 인한 플래시오버
포세린이나 콘덴서 부싱의 플래시오버, 오염 플래시오버, 관통, 폭발
지지봉의 플래시오버
전류 변환기(CT)의 플래시오버, 관통, 폭발
포세린 절연자의 파손
(4) 전류 전도 고장
7.2~12kV 전압 수준에서 전류 전도 고장은 주로 격리 분리기(접합부)에서의 접촉 불량으로 인해 접촉 부분의 과열 및 용융으로 발생합니다.
(5) 외부 힘 및 기타 고장
이에는 외부 물체 충격, 자연재해, 동물에 의한 단락, 기타 예측 불가능한 외부 요인이나 사고로 인한 고장이 포함됩니다.
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