Forskning i mekanisk fejlanalyse og forbedringsteknikker for højspændingsafbrydere

Med den fortsatte fremskridt inden for mekanisering i det moderne samfund har efterspørgslen på elektrisk energi i dagligdagen betydeligt stiget. For at sikre, at strømforsyningen opfylder denne voksende efterspørgsel, skal strømsystemet fungere med større stabilitet, sikkerhed og realtidssvar. Dette understreger den kritiske vigtighed af højspændingsafbryderskærmers kvalitet under produktion.

Producenter må styrke deres bevidsthed om dette ansvar for at sikre en pålidelig drift af højspændingsoverføringslinjer og reducere fequenten af fejl. Det er nødvendigt at anerkende, at afbrydere er ansvarlige for at sikkert isolere elektrisk udstyr under ingenlastsbetingelser under nødsituationer. Derfor er en grundig analyse af eksisterende mekaniske fejl nødvendig, efterfulgt af målrettede løsninger for at mindske risici.

1. Almindelige defekter og fejlanalyse

Højspændingsoverføringslinjer kræver regelmæssig vedligeholdelse, hvilket indebærer hyppig operation af højspændingsafbrydere for at isolere strømkilder—sikring af vedligeholdelsespersonales sikkerhed. Imidlertid, på grund af inbyggede design- og materialefejl, er mekaniske fejl den mest almindelige type fejl. Undersøgelser viser, at ukorrekt installation, utilstrækkelig kommissionering eller mekanisk korrosion ofte fører til for høj temperatur i ledningskredsløbet, isolationssprækken og endda alvorlige sikkerhedsulykker.

En særlig farlig mekanisk fejl er brud på støtteporcelænsisolatorer. Denne fejl udgør det højeste risiko og kan føre til katastrofale konsekvenser. Årsagerne kan analyseres fra flere aspekter:

• Materialekvalitetsproblemer: Understandard isolator kvalitet, på grund af dårlig produktionskontrol, introducerer alvorlige sikkerhedshensyn. Undersøgelsen af brudte isolatorer afslører konsekvent interne impuriteter, mikrosprækker, dårlig forbindelseskvalitet, og i nogle tilfælde mangel på asfalt som et dæmpende lag.

• Design- og procesdefekter: Inbyggede designfejl, ukorrekt håndværk, eller utilstrækkelig brygning under produktion kan føre til svage forbindelser mellem isolatoren og flangen, hvilket reducerer levetiden og pålideligheden.

• Miljømæssig forringelse: Langtidsudholdenhed i hårde forhold, herunder stærke elektromagnetiske felter, kemisk korrosion og vejrfordærv, accelererer aldring.

• Jordskælvsvirkning: Under jordskælv kan intensive vibrationer føre til isolatorbrud på grund af strukturel resonans eller mekanisk stress.

En anden almindelig fejl er operativ fejl hos afbryderen, hvor ukorrekt operation fører til ufuldstændig åbning eller lukning (misalignment), hvilket resulterer i dårlig kontakt, øget modstand, overophedning og potentiel udstyrsskade. Bidragende faktorer inkluderer:

• Designfejl eller forkert materialevalg: Utilstrækkelig strukturel design eller upassende materialer underminerer ydeevnen.

• Alvorlig korrosion: Roterende komponenter, typisk lavet af metal, er udsat for udendørs miljø. Høj fugtighed, mangel på smøring og langvarig udsættelse accelererer korrosion, hvilket reducerer operativ fleksibilitet.

• Fejl i elektriske styresystemer: Defekte elektriske komponenter i motoriserede driftsmekanismer kan forårsage operativ fejl.

• Miljøfaktorer: Udendørs udsættelse udsætter skifter for regn, sne og forurening. I de seneste år har alvorlig smog og øget atmosfæriske fugtighed forværret korrosion.

• Kemisk korrosion: Atmosfæriske støv og fugt reagerer til corrosive elektrolyter. Når disse stoffer deponeres på skifterflader, forårsager de elektrokemisk korrosion.

• Interne designsvagheder: Dårlig tæthed tillader fugtindgang. Upassende materialevalg—som metaller med lav korrosionsbestandighed—eller utilstrækkelige anti-korrosionsbelægninger forværrer ydeevnen yderligere. Kombineret med utilstrækkeligt vedligehold og inspektion, fører disse faktorer til alvorlig mekanisk forringelse.

2. Forbedringsforanstaltninger for mekaniske fejl

2.1 Produktion og kvalitetskontrol

Producenter må strengt overholde designspecifikationer under produktion, sikre korrekt materialevalg og almen kvalitetskontrol. For at tackle porcelænsisolatorbrud:

• Sikre, at skifte-design opfylder tekniske og driftsmæssige krav.

• Styrk kvalitetskontrol under produktion ved at anvende højkvalitets råmaterialer.

• Samarbejd kun med anerkendte, teknisk kvalificerede leverandører.

• Opret kvalitetsgarantiaftaler med leverandører, herunder på-sted-inspektioner og produkttester.

• Overhold strengt driftsprocedurer under produktion; behandle enhver teknisk fejl eller defekt umiddelbart—aldrig tvangsfunktion.

2.2 Forebyggelse af overophedning

Overophedning i ledningskredsløb udgør en alvorlig sikkerhedsrisiko. Effektive motiver inkluderer:

• Justering af kontaktindsætningsdybde for at sikre optimal kontakt.

• Opretholdelse af rene kontaktflader eller anvendelse af selvrensende kontakt-designer.

• Installation af temperatursensorer for at overvåge for abnormale opophedning og udløse tidlig intervention.

• Implementering af live-linje-rense for at forbedre vedligeholdelseseffektiviteten.

2.3 Korrosionsbeskyttelse

Da korrosion er en stor bidragende faktor til mekanisk fejl:

• Anvend regelmæssig smøring til bevægelige dele.

• Brug rostfrit stål eller andre korrosionsbestandige materialer.

• Forbedr tæthed for at forhøje vandbestandighed.

• Sørg for, at højkvalitets anti-korrosionsbelægninger er korrekt anvendt.

2.4 Vedligehold og inspektion

Regelmæssig inspektion og hurtig reparation er essentielle. Men vedligeholdelse må være meningsfuld—ikke bare rutinemæssig eller formel. Ydre reparationer spilder ressourcer og sikrer ikke sikker drift. Kun grundig, tilstandsbaseret vedligeholdelse kan forebygge uventede fejl.

3. Diagnostiske metoder for mekaniske fejl

Forskellige diagnostiske teknikker byder forskellige fordele og begrænsninger. Personale bør vælge metoder baseret på faktiske forhold, kombinere tilgange for at opnå præcis fejlregistrering.

• Ultrasoundsundersøgelse: Før installation, brug ultrasoundsundersøgelse for at opdage sprækker i porcelænsisolatorer og forhindre latente defekter.

• Spændingsmonitoring: Efter installation, overvåg, om isolatorer er under abnorm mekanisk stress.

• Infrarød termografi: Opdag lokal overophedning i kredsløb. Hvis varmeområder identificeres, træf hurtigt korrektive foranstaltninger.

• Motorstrømsovervågning: Mål motorstrøm under drift for at vurdere skifterens ydeevne og identificere anomalier.

• Strain gauge-måling: Brug resistansestrain gauges for at opdage abnorm stress på isolatorer.

• Signalanalyse: Analyser motorstrømsignaler for at evaluere drivsystemets sundhed.

4. Konklusion

Kun efter alle diagnostiske kontroller bekræfter normal drift og fraværet af sikkerhedshensyn, bør afbryderen sættes i drift.

Denne artikel analyserer almindelige mekaniske fejl i højspændingsafbrydere, herunder porcelænsisolatorbrud, abnorm stress, kredsløbs-overophedning, operativ fejl og metalkomponentkorrosion. Baseret på aktuelle tekniske udfordringer, er målrettede forbedrings- og forebyggende foranstaltninger foreslået. Ved at implementere disse anbefalinger kan vedligeholdelsespersonale forbedre forebyggelsen af højspændingsisolationsfejl, forbedre systemets pålidelighed og sikre driftspersonalets sikkerhed.