Типы и анализ распространенных неисправностей высоковольтных выключателей

Типы и анализ распространенных неисправностей высоковольтного коммутационного оборудования

Высоковольтное коммутационное оборудование является важным электрическим устройством в энергетических системах. Ухудшение работы коммутационного оборудования — одна из основных причин сбоев в энергетических системах. Какие неисправности наиболее часто встречаются в высоковольтном коммутационном оборудовании?

(1) Наружные и внутренние типы

В зависимости от условий установки высоковольтное коммутационное оборудование можно классифицировать как наружное или внутреннее. Оборудование с номинальным напряжением 10 кВ и ниже обычно устанавливается внутри помещений. В зависимости от конфигурации первичных цепей его можно подразделить на коммутационное оборудование для входящих/исходящих линий, секционирующее масло-коммутационное оборудование, шинное секционирующее оборудование и т.д.

Внутреннее 10-киловольтное коммутационное оборудование для входящих/исходящих линий обычно содержит маломасляные или вакуумные выключатели. Эти выключатели обычно оснащены пружинными или электромагнитными приводами, хотя некоторые используют ручные или постоянномагнитные приводы. Различные конструкции коммутационного оборудования значительно отличаются по структуре, что напрямую влияет на выбор и установку датчиков.

(2) Фиксированные и выдвижные типы

В зависимости от использования и дизайна высоковольтное коммутационное оборудование можно разделить на фиксированные и выдвижные (выкатные) типы. Исторически, электростанции предпочитали выдвижное коммутационное оборудование для станционных систем, тогда как фиксированные типы были более распространены в системах электроснабжения.

С развитием технологий и созданием новых продуктов традиционные практики меняются. Например, металлическое бронированное выдвижное коммутационное оборудование развилось из фиксированного типа. Этот тип имеет полностью закрытую конструкцию с функционально разделенными отсеками. Он обеспечивает повышенную безопасность эксплуатации, улучшенные блокировки от ошибочных действий и более легкое обслуживание, значительно увеличивая надежность эксплуатации.

(3) Развитие высоковольтного коммутационного оборудования

В последние годы, с развитием и широким использованием компактных вакуумных выключателей, быстро развивается коммутационное оборудование с выдвижной секцией, установленной в среднем отсеке (также известное как "коммутационное оборудование с выдвижной секцией, установленной в среднем отсеке"), как новый тип металлического бронированного выдвижного коммутационного оборудования.

Коммутационное оборудование с выдвижной секцией, установленной в среднем отсеке, обладает несколькими преимуществами, самое значительное из которых — миниатюризация выдвижной секции и механизированные производственные процессы, что позволяет более точно выравнивать тележку и направляющие. Некоторые производители даже отправляют тележку выключателя и шкаф отдельно, что обеспечивает легкую сборку и ввод в эксплуатацию на месте с высокой надежностью.

Благодаря отличной взаимозаменяемости, эти коммутационные устройства меньше подвержены влиянию выравнивания пола на месте установки. С высокой надежностью эксплуатации и удобным обслуживанием, коммутационное оборудование с выдвижной секцией, установленной в среднем отсеке, все чаще используется в системах электроснабжения.

II. Анализ распространенных неисправностей высоковольтного коммутационного оборудования

Неисправности высоковольтного коммутационного оборудования в основном возникают из-за проблем с изоляцией, проводимостью тока и механическими системами.

(1) Неисправности в работе или неправильная работа

Это самый распространенный тип неисправности в высоковольтном коммутационном оборудовании, который может быть связан с двумя основными причинами:

• Механические неисправности в приводе и передаче, такие как заедание механизма, деформация, смещение или повреждение компонентов; ослабление или заклинивание плунжеров включения/отключения; сломанные или ослабленные пины; неисправность замка.

• Электрические неисправности в контрольных и вспомогательных цепях, включая плохой контакт вторичных проводов, ослабленные клеммы, неправильное подключение, перегорание катушек включения/отключения (из-за заедания механизма или неисправных переключателей), неисправность вспомогательных выключателей и неисправности источника питания управления, контакторов включения и предельных выключателей.

(2) Неисправности при включении и отключении

Эти неисправности происходят от самого выключателя.

• В маломасляных выключателях распространенные проблемы включают разбрызгивание масла при коротком замыкании, повреждение камеры дугогашения, недостаточную мощность разрыва и взрывы при включении.

• В вакуумных выключателях типичные неисправности включают утечки в камере дугогашения или гофре, снижение уровня вакуума, повторное зажигание при переключении конденсаторных батарей и растрескивание керамической трубки.

(3) Неисправности изоляции

Изоляционные характеристики должны правильно сбалансировать различные напряжения, воздействующие на изоляцию (включая рабочее напряжение и переходные перенапряжения), защитные меры (например, ограничители перенапряжений) и диэлектрическую прочность изоляционного материала. Цель — достичь безопасного, экономичного и эффективного дизайна.

Распространенные неисправности изоляции включают:

• Наружный пробой изоляции на землю

• Внутренний пробой изоляции на землю

• Пробой между фазами

• Пробой, вызванный перенапряжением молнии

• Пробой, загрязнение, пробой или взрыв фарфоровых или конденсаторных втулок

• Пробой опорных стержней

• Пробой, пробой или взрыв трансформаторов тока (ТТ)

• Разрушение фарфоровых изоляторов

(4) Неисправности, связанные с проводимостью тока

На напряжениях 7,2–12 кВ неисправности, связанные с проводимостью тока, в основном вызваны плохим контактом на разъединителях (соединениях), что приводит к перегреву и плавлению контактов.

(5) Внешние силы и другие неисправности

Это включает неисправности, вызванные ударом посторонних предметов, стихийными бедствиями, короткими замыканиями, вызванными животными, и другими непредсказуемыми внешними или случайными факторами.