Типи та аналіз типових вад високонапінного комутаційного обладнання

Типи та типові вади високовольтного комутаційного обладнання

Високовольтне комутаційне обладнання є важливим електричним пристроєм у системах живлення. Погіршення роботи комутаційного обладнання — одна з основних причин аварій у системах живлення. Які ж типові вади високовольтного комутаційного обладнання?

(1) Зовнішні та внутрішні типи

Залежно від умов встановлення, високовольтне комутаційне обладнання можна розподілити на зовнішні та внутрішні типи. Обладнання з напругою 10 кВ і нижче в основному встановлюється всередині приміщень. Відповідно до конфігурації первинних схем, його можна поділити на комутаційне обладнання для входу/виходу ліній, комутаційне обладнання для з'єднування масивів, комутаційне обладнання для розділу шин тощо.

Внутрішнє комутаційне обладнання 10 кВ для входу/виходу ліній зазвичай містить малоолійні або вакуумні вимикачі. Ці вимикачі зазвичай оснащені пружинними або електромагнітними приводами, хоча деякі використовують ручні або постійно-магнітні приводи. Різні конструкції комутаційного обладнання значно відрізняються за структурою, що безпосередньо впливає на вибір та встановлення датчиків.

(2) Нерухомі та витягнені типи

Залежно від призначення та конструкції, високовольтне комутаційне обладнання можна поділити на нерухомі та витягнені (вибудовні) типи. Історично, електростанції переважно використовували витягнене комутаційне обладнання для систем станційного живлення, тоді як нерухомі типи були більш поширеними в системах постачання електроенергії.

З розвитком технологій та появи нових продуктів, традиційні практики змінюються. Наприклад, металевий броньований витягнений вимикач виріс з нерухомих типів. Цей тип має повністю закриту конструкцію з функціонально розділеними секціями. Він забезпечує покращену безпеку експлуатації, покращені блокувальні пристрої проти помилкових операцій та легше обслуговування, що значно підвищує надійність роботи.

(3) Розвиток високовольтного комутаційного обладнання

У недавні роки, з розвитком та широким використанням компактних вакуумних вимикачів, середньовстановлене комутаційне обладнання (також відоме як "комутаційне обладнання з витягненим модулем, встановленим у середньому відсіку") швидко розвивається як новий тип металевого броньованого витягненого комутаційного обладнання.

Середньовстановлене комутаційне обладнання має ряд переваг, найважливішою з яких є мініатюрність витягненого модуля та механізація виробничих процесів, що дозволяє точнішу вирівнювання між тележкою та керівними рейками. Деякі виробники навіть відправляють вимикач на тележці та корпус окремо, що дозволяє легку монтаж та введення в експлуатацію на місці з високою надійністю.

Благодіяючи відмінній взаємозамінності, ці комутаційні пристрої менше чутливі до рівнів підлоги на місці встановлення. З високою надійністю роботи та зручним обслуговуванням, середньовстановлене металеве броньоване витягнене комутаційне обладнання все більш поширюється в системах постачання електроенергії.

II. Типовий аналіз вад високовольтного комутаційного обладнання

Вади високовольтного комутаційного обладнання зазвичай виникають через проблеми з ізоляцією, провідністю та механічними системами.

(1) Неспроможність роботи або помилкова робота

Це найпоширеніший тип вад високовольтного комутаційного обладнання, який можна приписати двом основним причинам:

• Механічні вади в приводі та передавальній системі, такі як заклинивання механізму, деформація, переміщення або пошкодження деталей; розвинчені або заклинивші плунжери затворення/розгортаючі; порвані або розвинчені штифти; та несправність зачеплення.

• Електричні вади в контрольних та допоміжних схемах, включаючи погане з'єднання вторинних проводів, розвинчені клеми, невірне з'єднання, спалені катушки затворення/розгортаючі (через заклинивання механізму або несправні переключачі), несправні допоміжні переключачі та вади в джерелі живлення контролю, контакторах затворення або крайніх переключачах.

(2) Вади відключення та затворення

Ці вади походять від самого вимикача.

• У малоолійних вимикачах, типовими проблемами є розпилювання олії при коротких замиканнях, пошкодження камери дуги, недостатня здатність розриву та вибухи при затворенні.

• У вакуумних вимикачах, типовими вадами є течі в камері дуги або гофрі, зниження рівня вакууму, повторне замикання при відключенні банків конденсаторів та тріщини в керамічній трубі.

(3) Вади ізоляції

Ізоляційні характеристики повинні правильно балансувати різні напруги, що діють на ізоляцію (включаючи нормальну робочу напругу та перехідні перенапруги), захисні заходи (такі як грозозахисні пристрої) та диелектричну стійкість матеріалу ізоляції. Мета полягає в досягненні безпечного, економічного та вартісного проекту.

Типові вади ізоляції включають:

• Зовнішнє пробоювання ізоляції на землю

• Внутрішнє пробоювання ізоляції на землю

• Пробоювання між фазами

• Пробоювання, викликане перенапругою від блискавки

• Пробоювання, забруднення, пробоювання або вибух керамічних або конденсаторних вставок

• Пробоювання опорних стержнів

• Пробоювання, пробоювання або вибух трансформаторів струму (CT)

• Потріска керамічних ізоляторів

(4) Вади провідності

На рівнях напруги 7.2–12 кВ, вади провідності зазвичай виникають через погане з'єднання на відокремлювачах (з'єднаннях), що призводить до нагріву та топлення контактів.

(5) Вади, викликані зовнішніми силами та інші вади

Це включає вади, викликані ударом посторонніх предметів, природними катаклізмами, короткими замиканнями, викликаними тваринами, та іншими непередбачуваними зовнішніми або аварійними факторами.