Jaké jsou typy a běžné poruchy vysokovoltových rozváděčů

Vysokonapěťové rozvody jsou klíčovým elektrickým zařízením v elektrických systémech. Zhoršení podmínek provozu těchto rozvodů je jednou z hlavních příčin selhání elektrických systémů. Jaké jsou tedy běžné poruchy u vysokonapěťových rozvodů?

I. Klasifikace vysokonapěťových rozvodů

(1) Venkovní a vnitřní typy

Na základě místa instalace lze vysokonapěťové rozvody klasifikovat jako venkovní nebo vnitřní typy. Vnitřní rozvody se často používají pro systémy do 10 kV. Podle konfigurace primárního obvodu lze tyto rozvody dále rozdělit na rozvody vstupní/odvodovací linky, propojovací olejové rozvody, rozvody oddílu sběrnice atd. V rozvodech vstupní/odvodovací linky 10 kV se obvykle instalují olejové nebo vakuumové vypínače. Tyto vypínače jsou obvykle vybaveny pružinovými nebo elektromagnetickými pohonnými mechanismy, i když některé používají ruční nebo permanentní magnetické mechanismy. Různé konstrukce rozvodů se liší strukturou, což ovlivňuje výběr a instalaci čid.

(2) Pevné a vytažitelné typy

Na základě použití lze vysokonapěťové rozvody rozdělit na pevné a vytažitelné (vytáhlé) typy. Historicky preferovaly elektrárny vytažitelné rozvody pro stanice služeb, zatímco pevné typy byly běžnější v distribučních systémech. S technologickým pokrokem a vývojem nových produktů se tradiční praktiky mění. Například kovově obložené vytažitelné rozvody se vyvinuly ze standardních pevných rozvodů. Tento typ má úplně uzavřenou konstrukci s funkčně oddělenými kompartmenty. Nabízí zlepšenou operační bezpečnost, lepší ochranu proti špatnému obsluhování, snadnější údržbu a výrazně zvýšenou operační spolehlivost.

(3) Vývoj vysokonapěťových rozvodů

V posledních letech, s rozvojem a širokým využitím kompaktních vakuumových vypínačů, rychle postupuje středně umístěný rozvod (také známý jako rozvod s vypínačem umístěným v prostředním kompartmentu) jako nový typ kovově obloženého, pancéřovaného, vytažitelného rozvodu. Středně umístěné rozvody nabízejí mnoho výhod, nejdůležitější z nich je miniaturizace vytažitelné jednotky a mechanizace výrobních procesů, což vede ke vyšší přesnosti výroby vozíku a vodicích kolejnic.

Někteří výrobci dokonce dodávají vozík (včetně hlavního vypínače) a skříň rozvodu samostatně, což umožňuje snadné montážní a komisační práce na místě s zajištěním hladkého vtažení a vytáhnutí. Díky vynikající vzájemné zaměnitelnosti je výkon minimálně ovlivněn nerovnou podlahou na místě. Tento typ kovově obloženého vytažitelného rozvodu nabízí bezpečnou a spolehlivou operaci a snadnou údržbu, což vede k jeho rostoucí adopci v distribučních systémech.

II. Analýza běžných poruch u vysokonapěťových rozvodů

Analýza poruch ukazuje, že většina selhání rozvodů pochází z problémů s izolací, vedením a mechanickými problémy.

(1) Selhání při provozu nebo chybné provozování

Toto je nejčastější porucha u vysokonapěťových rozvodů, s příčinami dělícími se do dvou kategorií. První je mechanické selhání v pohonném mechanismu a přenosovém systému, jako jsou zaseknutí mechanismu, deformace, posun nebo poškození součástek, volné nebo zaseknuté elektromagnety pro vypínání/zapínání, zlomené nebo volné hřebíky a selhání západlí. Druhá kategorie pochází z elektrických ovládacích a pomocných obvodů, včetně špatného kontaktu sekundárního drátění, volných terminálů, špatného spojení, spálených cívek pro zapínání/vypínání (z důvodu zaseknutí mechanismu nebo vadných výběrových přepínačů), nepružného fungování pomocných přepínačů a selhání zdroje ovládací energie, kontaktorů pro zapínání a konečných přepínačů.

(2) Poruchy při přepínání a zapínání

Tyto poruchy pocházejí z vypínače samotného. U olejových vypínačů jsou běžné problémy jako rozprašování oleje při krátkém zapojení, poškození obloukové komory, nedostatečná vypínací schopnost a exploze při zapínání. U vakuumových vypínačů jsou typické problémy jako únik z vakuumového přerušovače nebo kolíbkového systému, snížení vakuumu, opětovné zapalování při přepínání kondenzátorových bank a trhliny keramické obložení.

(3) Poruchy izolace

Výkon izolace zahrnuje vyvážení různých napětí (včetně normálního provozního napětí a dočasných přepětí), ochranných opatření (např. ochranné čidlo) a síly izolace, aby byla dosažena bezpečná a ekonomická konstrukce. Izolační poruchy se nejčastěji projevují jako: vnější izolační flashover k zemi, vnitřní izolační flashover k zemi, mezipólový flashover, flashover při přepětí bleskem, flashover, kontaminovaný flashover, proražení nebo exploze keramických nebo kondenzátorových čepek, flashover izolačních sloupků a flashover, proražení nebo exploze transformátorů proudových (CT) a také trhliny keramických izolačních sloupků.

(4) Poruchy při vedeni proudu

Pro rozvody s nominálním napětím 7,2–12 kV je hlavní příčinou poruch při vedeni proudu špatný kontakt na izolačních styčných čepích, což vede k přehřátí a tavení kontaktů.

(5) Externí síly a jiné poruchy

Zahrnují dopady cizích objektů, přírodní katastrofy, krátké zapojení způsobené malými zvířaty a jiné nepředvídatelné externí nebo náhodné poruchy.