Quali sono i tipi e i guasti comuni degli apparati di manovra ad alta tensione

L'apparecchiatura di commutazione ad alta tensione è un dispositivo elettrico critico nei sistemi di potenza. Il deterioramento delle condizioni operative dell'apparecchiatura di commutazione è una delle principali cause dei guasti nei sistemi di potenza. Quindi, quali sono i guasti comuni negli apparecchi di commutazione ad alta tensione?

I. Classificazione degli apparecchi di commutazione ad alta tensione

(1) Tipi esterni e interni

In base alla posizione di installazione, gli apparecchi di commutazione ad alta tensione possono essere classificati come tipi esterni o interni. Gli apparecchi interni sono comunemente utilizzati per sistemi fino a 10 kV. In base alle configurazioni del circuito primario, possono essere ulteriormente suddivisi in apparecchi di commutazione di linea d'ingresso/uscita, apparecchi di commutazione di collegamento, apparecchi di commutazione di sezione di barra, ecc. Negli apparecchi di commutazione di ingresso/uscita da 10 kV, vengono solitamente installati interruttori a olio o a vuoto. Questi interruttori sono generalmente dotati di meccanismi di azionamento a molla o elettromagnetici, sebbene alcuni utilizzino meccanismi manuali o a magnete permanente. Le diverse configurazioni degli apparecchi di commutazione variano significativamente nella struttura, il che influenza la scelta e l'installazione dei sensori.

(2) Tipi fissi e estrattibili

In base all'utilizzo, gli apparecchi di commutazione ad alta tensione possono essere divisi in tipi fissi ed estrattibili (a sfilamento). Storicamente, le centrali elettriche preferivano gli apparecchi di commutazione estrattibili per i sistemi di servizio stazione, mentre i tipi fissi erano più comuni nei sistemi di alimentazione pubblica. Con l'avanzamento tecnologico e lo sviluppo di nuovi prodotti, le pratiche tradizionali stanno evolvendo. Ad esempio, gli apparecchi di commutazione estrattibili metallico-rivestiti si sono evoluti dagli apparecchi di commutazione fissi convenzionali. Questo tipo presenta una progettazione completamente chiusa con compartimenti funzionalmente separati. Offre un miglioramento della sicurezza operativa, un blocco avanzato contro errori di manovra, una manutenzione più facile e una notevole aumento della affidabilità operativa.

(3) Sviluppo degli apparecchi di commutazione ad alta tensione

Negli ultimi anni, con lo sviluppo e l'adozione diffusa di interruttori a vuoto compatti, gli apparecchi di commutazione a montaggio centrale (noti anche come apparecchi di commutazione con interruttori montati nel compartimento centrale) hanno rapidamente progredito come un nuovo tipo di apparecchi di commutazione estrattibili, metallico-rivestiti e blindati. Gli apparecchi di commutazione a montaggio centrale offrono molti vantaggi, il più importante dei quali è la miniaturizzazione dell'unità estrattibile e la meccanizzazione dei processi di produzione, risultando in una maggiore precisione nella fabbricazione del carrello e dei binari di guida.

Alcuni produttori spediscono persino il carrello (compreso l'interruttore principale) e l'armadio dell'apparecchio di commutazione separatamente, consentendo un facile assemblaggio e collaudo sul sito con inserimento e sfilamento garantiti fluidi. Grazie all'eccellente interscambiabilità, le prestazioni sono minimamente influenzate dalle condizioni irregolari del pavimento sul sito. Questo tipo di apparecchi di commutazione estrattibili metallico-rivestiti offre un'operazione sicura e affidabile e una manutenzione conveniente, portando al suo crescente utilizzo nei sistemi di alimentazione.

II. Analisi dei guasti comuni negli apparecchi di commutazione ad alta tensione

L'analisi dei guasti mostra che la maggior parte dei guasti degli apparecchi di commutazione ha origine da problemi di isolamento, conduzione e meccanici.

(1) Mancanza di funzionamento o malfunzionamento

Questo è il guasto più comune negli apparecchi di commutazione ad alta tensione, con cause che ricadono in due categorie. La prima è il malfunzionamento meccanico del meccanismo di azionamento e del sistema di trasmissione, come ingrippamenti del meccanismo, deformazioni, spostamenti o danni ai componenti, solenoide di tripping/chiusura allentato o bloccato, perni rotti o allentati e fallimento del fermo. La seconda categoria deriva dai circuiti di controllo e ausiliari elettrici, inclusi contatti difettosi nel cavo secondario, terminali allentati, cablaggio errato, bobine di chiusura/tripping bruciate (a causa di ingrippamenti del meccanismo o interruttori selettivi difettosi), operazione non flessibile degli interruttori ausiliari e guasti nelle alimentazioni di controllo, contattori di chiusura e interruttori di fine corsa.

(2) Guasti di commutazione e chiusura

Questi guasti hanno origine dall'interruttore stesso. Negli interruttori a olio, i problemi comuni includono spruzzo di olio durante cortocircuiti, danni alla camera d'arco, capacità di interruzione insufficiente ed esplosioni durante la chiusura. Negli interruttori a vuoto, i problemi tipici sono perdite dell'interruttore a vuoto o delle campane, riduzione del livello di vuoto, riacceso quando si commutano banchi di condensatori e fratture della custodia in ceramica.

(3) Guasti di isolamento

Le prestazioni di isolamento implicano un equilibrio tra varie tensioni (inclusa la tensione di funzionamento normale e le sovratensioni transitorie), misure di protezione (ad esempio, parafulmini) e resistenza all'isolamento per ottenere un progetto sicuro ed economico. I guasti di isolamento si manifestano principalmente come: flashover esterno a terra, flashover interno a terra, flashover fase-fase, flashover per sovratensione da fulmine, flashover, flashover da inquinamento, perforazione o esplosione di bushing in porcellana o a condensatore, flashover di supporti isolanti, e flashover, perforazione o esplosione di trasformatori di corrente (TC), nonché fratture di isolatori in porcellana.

(4) Guasti di conduzione

Per gli apparecchi di commutazione a 7,2-12 kV, la causa principale dei guasti di conduzione è il contatto povero agli steli di isolamento, che porta a surriscaldamento e fusione dei contatti.

(5) Forze esterne e altri guasti

Questi includono impatti da oggetti esterni, disastri naturali, cortocircuiti causati da piccoli animali e altri guasti esterni o accidentali imprevedibili.