HV 스위치기어의 종류와 일반적인 고장은 무엇인가요

고압 스위치기기는 전력 시스템에서 중요한 전기 장치입니다. 스위치기기의 작동 조건이 악화되는 것은 전력 시스템 고장의 주요 원인 중 하나입니다. 그렇다면 고압 스위치기기에서 흔히 발생하는 고장은 무엇일까요?

I. 고압 스위치기기의 분류

(1) 실외형과 실내형

설치 위치에 따라 고압 스위치기기는 실외형과 실내형으로 분류할 수 있습니다. 실내 스위치기기는 주로 10kV 이하의 시스템에서 사용됩니다. 일차 회로 구성을 기준으로, 이들 스위치기기는 진입/진출선 스위치기기, 연결유스위치기기, 버스 섹션 스위치기기 등으로 더 세분화될 수 있습니다. 10kV 진입/진출 스위치기기에서는 일반적으로 유전식 또는 진공 회로 차단기가 설치됩니다. 이러한 차단기는 스프링 작동 또는 전자 자기 작동 기구를 갖추고 있지만, 일부는 수동 또는 영구 자석 작동 기구를 사용하기도 합니다. 다양한 스위치기기 설계는 구조상 크게 다릅니다. 이는 센서 선택 및 설치에 영향을 미칩니다.

(2) 고정형과 추출형

사용 용도에 따라 고압 스위치기기는 고정형과 추출형(추출 가능형)으로 나눌 수 있습니다. 과거에는 발전소에서 정전 시스템을 위해 추출형 스위치기기를 선호했으며, 고정형은 공공 전력 공급 시스템에서 더 일반적이었습니다. 기술 발전과 새로운 제품 개발로 인해 전통적인 방식이 변화하고 있습니다. 예를 들어, 금속 피복 추출형 스위치기기는 전통적인 고정형 스위치기기에서 발전했습니다. 이 유형은 완전히 폐쇄된 설계와 기능적으로 분리된 구획을 특징으로 하며, 작업 안전성, 오작동 방지, 유지 보수 용이성, 그리고 운영 신뢰성 측면에서 크게 향상되었습니다.

(3) 고압 스위치기기의 발전

최근에는 컴팩트한 진공 회로 차단기의 개발과 널리 확산됨에 따라, 중앙 장착 스위치기기(또는 중간 구획에 회로 차단기가 장착된 스위치기기)가 새로운 유형의 금속 피복, 장갑, 추출 가능한 스위치기기로서 빠르게 발전하고 있습니다. 중앙 장착 스위치기기는 많은 장점을 제공하며, 가장 중요한 것은 추출 단위의 소형화와 제조 공정의 기계화로 인해 트롤리와 가이드 레일 제작의 정밀성이 향상됩니다.

일부 제조사는 트롤리(주 회로 차단기 포함)와 스위치기기 캐비닛을 별도로 출하하여 현장에서 쉽게 조립하고 시운전할 수 있도록 합니다. 이는 부드러운 삽입 및 추출을 보장합니다. 뛰어난 교환성 덕분에 현장의 바닥 상태가 불균일하더라도 성능에 거의 영향을 미치지 않습니다. 이러한 유형의 금속 피복 추출형 스위치기기는 안전하고 신뢰성 있는 작동과 편리한 유지 보수를 제공하여 전력 공급 시스템에서 점점 더 많이 채택되고 있습니다.

II. 고압 스위치기기의 일반적인 고장 분석

고장 분석 결과, 대부분의 스위치기기 고장은 절연, 도전, 기계적 문제에서 기인합니다.

(1) 작동 불능 또는 오작동

이는 고압 스위치기기에서 가장 흔한 고장이며, 원인은 두 가지 범주로 나뉩니다. 첫 번째는 작동 기구 및 전송 시스템의 기계적 고장입니다. 예를 들어, 기구의 잠김, 구성 요소의 변형, 이동 또는 손상, 느슨하거나 잠긴 트리핑/클로징 솔레노이드, 부러진 또는 느슨한 핀, 래치 실패 등이 있습니다. 두 번째 범주는 전기 제어 및 보조 회로에서 발생하며, 이는 2차 배선의 접촉 불량, 느슨한 단자, 잘못된 배선, 메커니즘 잠김이나 잘못된 선택 스위치로 인한 클로징/트리핑 코일의 타버림, 보조 스위치의 부정확한 작동, 제어 전원 공급, 클로징 컨텍터, 리미트 스위치의 고장 등을 포함합니다.

(2) 스위칭 및 클로징 고장

이 고장은 회로 차단기 자체에서 기인합니다. 유전식 회로 차단기에서는 단락 시 오일 분사, 아크 챔버 손상, 부족한 차단 용량, 클로징 시 폭발 등의 문제가 흔히 발생합니다. 진공 회로 차단기에서는 진공 중단기 또는 벨로우즈 누출, 진공 수준 감소, 캐패시터 뱅크 스위칭 시 재점화, 세라믹 하우징 파손 등의 문제가 일반적입니다.

(3) 절연 고장

절연 성능은 다양한 전압(일반 작동 전압 및 일시적 과전압 포함), 보호 조치(예: 서지 아레스터), 절연 강도를 균형 있게 조정하여 안전하고 경제적인 설계를 달성하는 것을 의미합니다. 절연 고장은 주로 다음과 같은 형태로 나타납니다: 대지로의 외부 절연 플래시오버, 대지로의 내부 절연 플래시오버, 상간 플래시오버, 낙뢰 과전압 플래시오버, 플래시오버, 오염 플래시오버, 포세린 또는 커패시터 부싱의 관통 또는 폭발, 절연기 기둥 플래시오버, 그리고 전류 변환기(CT)의 플래시오버, 관통, 또는 폭발, 그리고 포세린 절연기의 파손.

(4) 전류 운반 고장

7.2-12kV 등급의 스위치기기에서 전류 운반 고장의 주요 원인은 격리 스탭의 접촉 불량으로 인한 접촉부의 과열 및 녹아내림입니다.

(5) 외부 힘과 기타 고장

이들은 외부 물체의 충격, 자연 재해, 작은 동물에 의한 단락, 그리고 예측할 수 없는 외부 또는 우발적인 고장을 포함합니다.