Typy i analiza typowych usterek wysokiego napięcia

Typy i typowe analizy awarii wysokiego napięcia

Urządzenia przełączające wysokiego napięcia są kluczowymi elementami elektrycznymi w systemach energetycznych. Deterioracja działania urządzeń przełączających jest jednym z głównych powodów awarii systemów energetycznych. Jakie są typowe usterki w urządzeniach przełączających wysokiego napięcia?

(1) Typy zewnętrzne i wewnętrzne

W zależności od środowiska instalacji, urządzenia przełączające wysokiego napięcia mogą być klasyfikowane jako zewnętrzne lub wewnętrzne. Urządzenia o napięciu 10 kV i poniżej są najczęściej instalowane wewnątrz. W zależności od konfiguracji obwodów pierwotnych, można je dalej podzielić na urządzenia wejściowe/wyjściowe, sprzęgi olejowe, sekcje magistrali itp.

Wewnętrzne urządzenia wejściowe/wyjściowe 10 kV zazwyczaj zawierają przerywacze małonapołowe lub próżniowe. Te przerywacze są zwykle wyposażone w mechanizmy sprężynowe lub elektromagnetyczne, choć niektóre używają ręcznych lub magnetycznych mechanizmów. Różne konstrukcje urządzeń przełączających znacznie różnią się strukturą, co bezpośrednio wpływa na wybór i montaż czujników.

(2) Typy stałe i wyciągane

W zależności od zastosowania i projektu, urządzenia przełączające wysokiego napięcia można podzielić na stałe i wyciągane (wyciągane). Historycznie, elektrownie preferowały urządzenia wyciągane dla systemów stacjonarnych, podczas gdy typy stałe były bardziej popularne w systemach zaopatrzenia w energię.

Z postępem technologii i rozwojem nowych produktów, tradycyjne praktyki ewoluują. Na przykład, metalowe obudowy chronione z wyciąganym modułem wyewoluowały z urządzeń stałych. Ten typ cechuje się całkowicie zamkniętą konstrukcją z funkcjonalnie oddzielonymi komorami. Zapewnia to zwiększoną bezpieczeństwo operacyjne, lepsze zabezpieczenia przed błędami obsługi i łatwiejszą konserwację, co znacznie zwiększa niezawodność operacyjną.

(3) Rozwój urządzeń przełączających wysokiego napięcia

W ostatnich latach, dzięki rozwojowi i szerokiemu zastosowaniu kompaktowych przerywaczy próżniowych, szybko rozwija się nowy typ metalowych obudów chronionych z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze, znany również jako "urządzenia przełączające z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze".

Urządzenia przełączające z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze oferują wiele zalet, najważniejszą z nich jest miniaturyzacja wyciąganego modułu i zmechanizowany proces produkcji, który pozwala na bardziej precyzyjne dopasowanie wózka do prowadnic. Niektórzy producenci wysyłają nawet wózek przerywacza i szafę osobno, umożliwiając łatwe montaż i uruchomienie na miejscu z wysoką niezawodnością.

Ze względu na doskonałą wymienność, te urządzenia przełączające mniej są dotknięte poziomem podłogi na miejscu instalacji. Dzięki wysokiej niezawodności operacyjnej i łatwej konserwacji, metalowe obudowy chronione z wyciąganym modułem umieszczonym w środkowej komorze są coraz częściej stosowane w systemach zaopatrzenia w energię.

II. Typowe analizy awarii urządzeń przełączających wysokiego napięcia

Awarie w urządzeniach przełączających wysokiego napięcia wynikają głównie z problemów z izolacją, przeprowadzaniem prądu i systemami mechanicznymi.

(1) Brak działania lub błędy działania

To jest najbardziej typowy rodzaj awarii w urządzeniach przełączających wysokiego napięcia i może być przypisany do dwóch głównych przyczyn:

• Usterki mechaniczne w mechanizmie i systemie przekazywania, takie jak zakleszczenie mechanizmu, deformacja, przemieszczenie lub uszkodzenie elementów; luźne lub zacięte tłoki zamknięcia/otwarcia; złamane lub luźne szpindelki; i awaria zatrzasków.

• Usterki elektryczne w obwodach sterujących i pomocniczych, w tym słabe kontakty w przewodach wtórnych, luźne zaciski, błędy w przewodzeniu, spalone cewki zamknięcia/otwarcia (z powodu zakleszczenia mechanizmu lub defektów przełączników selekcyjnych), awarie przełączników pomocniczych i usterki w zasilaniu sterującym, kontaktorach zamknięcia lub przełącznikach granicznych.

(2) Usterki przy przełączaniu i zamykaniu

Te usterki pochodzą z samego przerywacza.

• W przerywaczach małonapołowych, typowe problemy obejmują tryskanie oleju podczas krótkiego spięcia, uszkodzenie komory łukowej, niewystarczającą zdolność przerywania i eksplozje podczas zamykania.

• W przerywaczach próżniowych, typowe usterki obejmują przecieki w komorze łukowej lub fałdce, obniżenie poziomu próżni, ponowne zapalanie przy przełączaniu banków kondensatorów i pękanie rur ceramicznych.

(3) Awarie izolacji

Właściwości izolacji muszą prawidłowo równoważyć różne napięcia działające na izolację (w tym normalne napięcie pracy i przejściowe nadnapięcia), środki ochronne (takie jak ograniczniki napięcia) i wytrzymałość dielektryczną materiału izolacyjnego. Celem jest osiągnięcie bezpiecznego, ekonomicznego i kosztosprawiedliwego projektu.

Typowe awarie izolacji obejmują:

• Przekroczenie izolacji zewnętrznej do ziemi

• Przekroczenie izolacji wewnętrznej do ziemi

• Przekroczenie między fazami

• Przekroczenie spowodowane nadnapięciem błyskawicznym

• Przekroczenie, przekroczenie zanieczyszczone, przebijanie lub eksplozja izolatorów porcelanowych lub kondensatorów

• Przekroczenie prętów nośnych

• Przekroczenie, przebijanie lub eksplozja transformatorów prądowych (CT)

• Pęknięcie izolatorów porcelanowych

(4) Usterki przeprowadzania prądu

Przy napięciach 7,2–12 kV, usterki przeprowadzania prądu są głównie spowodowane słabym kontaktem w odłącznikach izolacyjnych (polaczeniach), co prowadzi do nagrzewania i topnienia styków.

(5) Zewnętrzne siły i inne usterki

Obejmują one usterki spowodowane uderzeniami obcych obiektów, klęskami żywiołowymi, krótkimi spojeniami spowodowanymi zwierzętami i innymi nieprzewidywalnymi zewnętrznymi lub przypadkowymi czynnikami.