Какви са видовете и общи дефекти на високо напрегнатите апарати?

Високонапреговото комутационно устройство е ключов електрически апарат в системите за доставка на енергия. Увреждането на условията за работа на комутационните устройства е една от основните причини за събитията в системите за доставка на енергия. Какви са обаче най-общи повреди при високонапреговите комутационни устройства?

I. Класификация на високонапреговите комутационни устройства

(1) Външни и вътрешни типове

Според мястото на инсталиране високонапрегованите комутационни устройства могат да бъдат класифицирани като външни или вътрешни. Вътрешните комутационни устройства се използват често в системи до 10 кВ. Според конфигурациите на главната верига те могат да бъдат подразделени на входящи/изходящи линии, свързващи маслени комутатори, секционни комутационни устройства и др. В 10 кВ входящи/изходящи комутационни устройства обикновено се инсталират маслени или вакуумни прекъсвачи. Тези прекъсвачи обикновено са оборудвани с пружинен или електромагнитен механизъм, макар някои да използват ръчен или перманентно-магнитен механизъм. Различните конструкции на комутационните устройства имат значителни различия в структурата си, което влияе на избора и инсталирането на сензори.

(2) Фиксирани и изтеглящи се типове

Според употребата високонапрегованите комутационни устройства могат да бъдат разделени на фиксирани и изтеглящи се (изтеглящи се) типове. Исторически, електроцентрали предпочитаха изтеглящи се комутационни устройства за системите за обслужване на станциите, докато фиксираните типове бяха по-общи в системите за доставка на енергия. С технологичния напредък и развитието на нови продукти, традиционните практики се променят. Например, метално-облицованите изтеглящи се комутационни устройства са се развивали от традиционните фиксирани комутационни устройства. Този тип разполага с пълно затворена конструкция с функционално разделени отделения. Предлага подобрена оперативна безопасност, подобрена механична защита срещу грешки, по-лесно поддръжка и значително увеличена надеждност при работа.

(3) Развитие на високонапрегованите комутационни устройства

Последните години, с развитието и широкото приложение на компактните вакуумни прекъсвачи, средно-монтираният комутационен апарат (известен още като комутационен апарат с прекъсвач, монтиран в средно отделение) е напреднал бързо като нов тип метално-облицован, брониран, изтеглящ се комутационен апарат. Средно-монтираният комутационен апарат предлага много преимущества, най-важното от които е миниатюризирането на изтеглящата се единица и механизацията на производствените процеси, водеща до по-висока прецизия в производството на платформи и релсове.

Някои производители дори изпращат платформата (включително главния прекъсвач) и шкафа на комутационния апарат отделно, позволявайки лесна сборка и пускане в експлоатация на местоположението, с гарантирано гладко вмъкване и изваждане. Благодарение на отличната взаимозаменяемост, производителността е минимално засегната от неравномерните условия на пода на местоположението. Този тип метално-облицован, изтеглящ се комутационен апарат предлага безопасна, надеждна работа и удобна поддръжка, довеждайки до неговото все по-широко приложение в системите за доставка на енергия.

II. Анализ на общите повреди при високонапрегованите комутационни устройства

Анализът на повредите показва, че повечето повреди на комутационните устройства произтичат от изолация, проводимост и механични проблеми.

(1) Нефункциониране или грешки при управление

Това е най-общият дефект при високонапрегованите комутационни устройства, с причини, които се делят на две категории. Първата категория е механични повреди в механизма за управление и предаване, като закъсалияне, деформация, разместване или повреда на компоненти, около или закъсали соленоиди за спускане/затваряне, счупени или около чукове, и нефункциониране на замък. Втората категория произтича от електрическите контролни и помошни вериги, включително слаб контакт в вторичните жици, около контакти, грешки в жиценето, изгорели соленоиди за спускане/затваряне (поради закъсалияне на механизма или дефектни превключватели), нееластична работа на помошните превключватели, и повреди в контролните източници на напрежение, контактни реле за затваряне и крайни реле.

(2) Превключване и затваряне

Тези дефекти произтичат от самия прекъсвач. При маслените прекъсвачи, общи проблеми включват разпръскване на масло при късо съединение, повреда на дъга, недостатъчна капацитет за прекъсване, и взривяване при затваряне. При вакуумните прекъсвачи, типични проблеми са утечка на вакуумния прекъсвач или гъбката, намалена вакуумна степен, повторно загоряване при превключване на кондензаторни блокове, и разбиване на керамична обвивка.

(3) Изолационни повреди

Изолационните характеристики включват балансиране на различни напрежения (включително нормално работно напрежение и преходни наднапрежения), защитни мерки (например удари от мълнии), и изолационна сила, за да се постигне безопасен и икономичен дизайн. Изолационните дефекти се проявяват най-вече като: външна изолационна пробивна пробивка до земята, вътрешна изолационна пробивна пробивка до земята, пробив между фази, пробив от удари от мълнии, пробив, замърсяваща пробивка, пробив или взривяване на фарфорови или кондензаторни изолатори, пробив на изолаторен стълб, и пробив, пробив или взривяване на трансформатори за ток (CTs), както и разбиване на фарфорови изолатори.

(4) Проводимостни повреди

За комутационни устройства с рейтинг 7.2–12 кВ, основната причина за повреди в проводимостта е слаб контакт на изолационните ножове, водещ до нагряване и топене на контактите.

(5) Външни сили и други повреди

Тези включват удар от чужди предмети, природни бедствия, късо съединение, причинено от малки животни, и други непредвидими външни или случайни повреди.