Quins són els tipus i els errors comuns dels aparells d'alta tensió?

El aparell de commutació d'alta tensió és un dispositiu elèctric crític en els sistemes d'energia. La deterioració de les condicions d'operació dels aparells de commutació és una de les causes principals de les fallades dels sistemes d'energia. Aleshores, quines són les falles comunes en els aparells de commutació d'alta tensió?

I. Classificació dels aparells de commutació d'alta tensió

(1) Tipus exterior i interior

Segons la ubicació d'instal·lació, els aparells de commutació d'alta tensió es poden classificar com a tipus exterior o interior. Els aparells de commutació interiors s'utilitzen comunament per a sistemes de 10 kV i inferiors. Segons les configuracions del circuit primari, es poden categoritzar més endavant com a aparells de commutació d'entrada/sortida, aparells de commutació de connexió, aparells de commutació de secció de bus, etc. En els aparells de commutació d'entrada/sortida de 10 kV, normalment s'installen interruptors de corrent contínua o vacuums. Aquests interruptors solen estar equipats amb mecanismes de funcionament de molla o electromagnètic, encara que alguns utilitzen mecanismes manuals o de magnet permanent. Les diferents dissenys d'aparells de commutació varien significativament en estructura, el que afecta la selecció i instal·lació dels sensors.

(2) Tipus fixe i extraïble

Segons l'ús, els aparells de commutació d'alta tensió es poden dividir en tipus fixe i extraïble (extraïble). Històricament, les centrals elèctriques preferien els aparells de commutació extraïbles per als sistemes de servei de la central, mentre que els tipus fixos eren més comuns en els sistemes d'abastament d'energia. Amb l'avance tecnològic i el desenvolupament de nous productes, les pràctiques tradicionals estan evolucionant. Per exemple, els aparells de commutació metàl·lics extraïbles han evolucionat des dels aparells de commutació fixos convencionals. Aquest tipus presenta un disseny totalment tancat amb compartiments funcionalment separats. Ofereix una seguretat operativa millorada, una interbloqueig contra errors de maniobra millorada, una manteniment més fàcil i una fiabilitat operativa significativament augmentada.

(3) Desenvolupament dels aparells de commutació d'alta tensió

En els últims anys, amb el desenvolupament i l'adopció generalitzada dels interruptors de corrent contínua compactes, els aparells de commutació de montatge mitjà (també coneguts com a aparells de commutació amb interruptors montats en el compartiment mitjà) han avançat ràpidament com un nou tipus d'aparells de commutació metàl·lics, blindats i extraïbles. Els aparells de commutació de montatge mitjà oferixen moltes avantatges, el més important dels quals és la miniaturització de la unitat extraïble i la mecanització dels processos de fabricació, resultant en una major precisió en la fabricació del carretó i les guies.

Algunes fabricants fins i tot envien el carretó (incloent l'interruptor principal) i el quadre de l'aparell de commutació separatament, permetent una assemblatge i posada en marxa fàcils al lloc, amb garantia d'una inserció i extracció suau. Gràcies a l'excellente intercanviabilitat, el rendiment queda mínimament afectat per les condicions desiguals del soler a l'ubicació. Aquest tipus d'aparells de commutació metàl·lics extraïbles ofereix una operació segura i fiable, i un manteniment convenient, llevant a la seva adopció cada vegada més en els sistemes d'abastament d'energia.

II. Anàlisi de les falles comunes en els aparells de commutació d'alta tensió

L'anàlisi de falles mostra que la majoria de les fallades dels aparells de commutació provenen de problemes d'aïllament, conducció i mecànics.

(1) Falta d'operació o malfuncionament

Aquesta és la falla més comuna en els aparells de commutació d'alta tensió, amb causes que es divideixen en dues categories. La primera és la falla mecànica en el mecanisme d'operació i el sistema de transmissió, com ara l'enganxament del mecanisme, la deformació, el desplaçament o el dañament de components, solenoides de tripa/tanca suaus o atascats, punts de fixació trencats o suaus, i falla del pestany. La segona categoria prové dels circuits de control i auxiliars, incloent contactes defectuosos en els cables secundaris, terminals suaus, cablat incorrecte, bobines de tanca/tripa quebrades (a causa de l'enganxament del mecanisme o interruptors selectius defectuosos), operació inflexible dels interruptors auxiliars, i fallades en les fonts d'energia de control, els contactors de tanca i els interruptors límit.

(2) Falles de commutació i tanca

Aquestes falles provenen del propi interruptor. En els interruptors de corrent contínua, els problemes comuns inclouen la projecció d'oli durant els curts circuits, el dañament de la cambra d'arc, capacitat de tall insuficient, i explosions durant la tanca. En els interruptors de vacuum, els problemes típics són la filtració de l'interruptor de vacuum o de les campanes, nivell de vacuum reduït, restabliment quan es commuta bancs de condensadors, i fractures de la caixa de porcellana.

(3) Falles d'aïllament

El rendiment de l'aïllament implica equilibrar diverses tensions (inclosa la tensió d'operació normal i les sobretensions transitories), mesures de protecció (per exemple, paragols), i la resistència a l'aïllament per aconseguir un disseny segur i econòmic. Les falles d'aïllament es manifesten principalment com: flashovers externs a terra, flashovers interns a terra, flashovers entre fases, flashovers de sobretensió de raig, flashovers, flashovers de contaminació, perforació o explosió de caps de porcellana o condensadors, flashovers de postinsuladors, i flashovers, perforació o explosió de transformadors de corrent (TC), així com fractures de caps de porcellana.

(4) Falles de portada de corrent

Per als aparells de commutació classificats de 7,2–12 kV, la causa principal de les falles de portada de corrent és el mal contacte en les puntes d'isolació, que porta a la supercalor i fusió dels contactes.

(5) Forces externes i altres falles

Aquests inclouen impacts de objectes estranys, desastres naturals, curts circuits causats per animals petits, i altres falles externes o accidentals imprevisibles.