Onderzoek naar mechanische foutanalyse en verbeteringstechnieken van hoogspanningsafschakelaars
Met de continue vooruitgang van de mechanisering in de moderne samenleving is de vraag naar elektrische energie in het dagelijks leven aanzienlijk toegenomen. Om ervoor te zorgen dat de stroomvoorziening aan deze toenemende vraag voldoet, moet het elektriciteitsnet met grotere stabiliteit, veiligheid en real-time responsiviteit werken. Dit benadrukt het cruciale belang van hoge kwaliteit van hoogspanningsafschakelaars tijdens de productie.
Fabrikanten moeten hun bewustzijn van deze verantwoordelijkheid versterken om een betrouwbare werking van hoogspanningslijnen te garanderen en de frequentie van storingen te verminderen. Het is essentieel om te erkennen dat afschakelaars verantwoordelijk zijn voor het veilig isoleren van elektrische apparatuur onder leegloopcondities tijdens noodsituaties. Daarom is een grondige analyse van bestaande mechanische fouten nodig, gevolgd door gerichte oplossingen om risico's te verminderen.
1. Algemene Defecten en Foutanalyse
Hoogspanningslijnen vereisen regelmatige onderhoudsbeurten, wat vaak het frequente bedienen van hoogspanningsafschakelaars nodig maakt om bronnen te isoleren—waardoor de veiligheid van het onderhoudspersoneel wordt gewaarborgd. Echter, door inherente ontwerpfouten en materiaalproblemen blijven mechanische fouten het meest voorkomende type storing. Onderzoeken tonen aan dat onjuiste installatie, onvoldoende inbedrijfstelling of mechanische corrosie vaak leiden tot overmatige temperatuur in het geleidende circuit, isolatiebarstjes en zelfs ernstige veiligheidsincidenten.
Een bijzonder gevaarlijke mechanische fout is het breken van ondersteunende porseleinen isolatoren. Deze storing brengt het grootste risico met zich mee en kan leiden tot catastrofale gevolgen. De oorzaken kunnen worden geanalyseerd vanuit verschillende aspecten:
Materiaalkwaliteitsproblemen: Ondermaats isolatormateriaal, veroorzaakt door slechte productiecontrole, introduceert ernstige veiligheidsrisico's. Examinatie van gebroken isolatoren onthult consistent interne verontreinigingen, microbarstjes, slechte bindkwaliteit en in sommige gevallen het ontbreken van asfalt als schokabsorberende laag.
Ontwerp- en procesfouten: Inherente ontwerpfouten, onjuiste werkzaamheden of onvoldoende brandprocessen tijdens de productie kunnen leiden tot zwakke verbindingen tussen de isolator en de flens, waardoor de levensduur en betrouwbaarheid afnemen.
Milieuverdeterioratie: Lange blootstelling aan strenge omstandigheden, waaronder sterke elektromagnetische velden, chemische corrosie en weerinvloeden, versnelt het ouder worden.
Aardbevingimpact: Tijdens aardbevingen kunnen hevige trillingen leiden tot het breken van isolatoren door structurele resonantie of mechanische spanning.
Een andere veelvoorkomende fout is operationele mislukking van de afschakelaar, waarbij onjuiste bediening leidt tot onvolledig openen of sluiten (misalignering), wat resulteert in slecht contact, verhoogde weerstand, oververhitting en potentieel apparaatschade. Bijdragende factoren zijn:
Ontwerpfouten of foute materialenkeuze: Onvoldoende structuurontwerp of ongeschikte materialen beïnvloeden de prestaties.
Ernstige corrosie: Draaiende componenten, meestal gemaakt van metaal, staan bloot aan buitenomstandigheden. Hoge luchtvochtigheid, gebrek aan smering en langdurige blootstelling versnellen corrosie, waardoor de operationele flexibiliteit afneemt.
Storing van elektrische besturingssystemen: Defecte elektrische componenten in gemotoriseerde bedieningsmechanismen kunnen leiden tot operationele mislukking.
Milieuinvloeden: Buitenblootstelling onderwerpt schakelaars aan regen, sneeuw en vervuiling. In recente jaren hebben ernstige smog en verhoogde atmosferische luchtvochtigheid de corrosie verergerd.
Chemische corrosie: Atmosferisch stof en vocht reageren om corrosieve elektrolyten te vormen. Wanneer deze stoffen op de schakelaaroppervlakken worden afgezet, veroorzaken ze elektrochemische corrosie.
Interne ontwerpzwakheden: Slechte afsluiting laat vocht binnen. Ongepaste materialenkeuze, zoals metalen met een lage corrosiebestendigheid, of onvoldoende anticorrosiecoatings verergeren de prestaties nog meer. Samen met onvoldoende onderhoud en inspectie leiden deze factoren tot ernstige mechanische vertering.
2. Verbeteringsmaatregelen voor Mechanische Fouten
2.1 Productie en Kwaliteitscontrole
Fabrikanten moeten tijdens de productie strikt de ontwerpspecificaties naleven, waardoor de juiste materialenkeuze en algemene kwaliteitscontrole worden gegarandeerd. Om barstingen van porseleinen isolatoren te tackelen:
Zorg ervoor dat het schakelontwerp voldoet aan technische en operationele eisen.
Versterk de kwaliteitscontrole in de productie door hoogwaardige grondstoffen te gebruiken.
Ga alleen samen met gerenommeerde, technisch gekwalificeerde leveranciers.
Sluit kwaliteitsgarantieovereenkomsten af met leveranciers, inclusief ter plaatse inspecties en producttests.
Volg strikt de operatieprocedures tijdens de productie; corrigeer eventuele technische fouten of defecten onmiddellijk—nooit forceren.
2.2 Oververhitting Preventie
Oververhitting in geleidende circuits vormt een ernstig veiligheidsrisico. Effectieve tegenmaatregelen zijn:
De contactinsertiediepte aanpassen om optimale contacten te garanderen.
Schoonhouden van contactoppervlakken of gebruik van zelfreinigende contactontwerpen.
Temperatuursensoren installeren om abnormale verwarming te monitoren en vroege ingrijping te activeren.
Live-line reiniging implementeren om de onderhoudsefficiëntie te verbeteren.
2.3 Corrosiebescherming
Aangezien corrosie een belangrijke bijdrage levert aan mechanische storingen:
Regelmatig smeren van bewegende delen.
Gebruik van roestvrij staal of andere corrosiebestendige materialen.
Verbeterde afsluiting om waterbestendigheid te vergroten.
Zorg ervoor dat er hoogwaardige anticorrosiecoatings correct worden aangebracht.
2.4 Onderhoud en Inspectie
Regelmatige inspectie en tijdige reparatie zijn essentieel. Echter, onderhoud moet zinvol zijn—niet slechts routine of oppervlakkig. Oppervlakkige reparaties verspillen middelen en garanderen geen veilig bedrijf. Alleen grondig, toestandsgebaseerd onderhoud kan onverwachte storingen voorkomen.
3. Diagnostische Methoden voor Mechanische Fouten
Verschillende diagnostische technieken bieden unieke voordelen en beperkingen. Personeel moet methoden selecteren op basis van de werkelijke omstandigheden, combinaties van benaderingen gebruiken om nauwkeurige foutdetectie te bereiken.
Ultrasoon Onderzoek: Voordat de installatie plaatsvindt, gebruik ultrasoon inspectie om scheuren in porseleinen isolatoren te detecteren en latent defecten te voorkomen.
Spanningsmonitoring: Na installatie, controleer of isolatoren onder abnormale mechanische spanning staan.
Infrarood Thermografie: Detecteer lokale oververhitting in circuits. Als hete punten worden geïdentificeerd, neem dan onmiddellijk correctieve maatregelen.
Motorstromemonitoring: Meet de motorstroom tijdens de bedrijfsvoering om de schakelperformantie te beoordelen en anomalieën te identificeren.
Strain Gauge Meting: Gebruik weerstandsverplaatsingsgauges om abnormale spanning op isolatoren te detecteren.
Signaalanalyse: Analyseer motorstroomsignalen om de gezondheid van het aandrijfsysteem te evalueren.
4. Conclusie
Alleen na alle diagnostische controles die normale werking en afwezigheid van veiligheidsrisico's bevestigen, mag de afschakelaar in gebruik worden genomen.
Dit artikel analyseert algemene mechanische fouten in hoogspanningsafschakelaars, waaronder barsting van porseleinen isolatoren, abnormale spanning, oververhitting in circuits, operationele mislukking en corrosie van metalen componenten. Op basis van de huidige technische uitdagingen zijn gerichte verbeter- en preventieve maatregelen voorgesteld. Door deze aanbevelingen te implementeren, kunnen onderhoudspersoneel de preventie van hoogspanningsisolatiefouten verbeteren, de systeembreedheid vergroten en de veiligheid van het personeel waarborgen.
