Jakie są typy i typowe usterki aparatury wysokiego napięcia?

Wysokie-napięciowe sprzęty rozdzielcze są kluczowymi urządzeniami elektrycznymi w systemach energetycznych. Deterioracja warunków pracy sprzętu rozdzielczego jest jednym z głównych powodów awarii systemów energetycznych. Jakie są więc typowe usterki wysokiego napięcia w sprzęcie rozdzielczym?

I. Klasyfikacja wysokie-napięciowego sprzętu rozdzielczego

(1) Typy zewnętrzne i wewnętrzne

W zależności od miejsca instalacji, wysokie-napięciowy sprzęt rozdzielczy może być podzielony na typy zewnętrzne i wewnętrzne. Wewnętrzny sprzęt rozdzielczy jest powszechnie używany w systemach o napięciu 10 kV i niższym. W zależności od konfiguracji obwodu pierwotnego można go dalej podzielić na sprzęt wejściowy/wyjściowy, sprzęgacz olejowy, sprzęt sekcji szyny itp. W sprzęcie wejściowym/wyjściowym o napięciu 10 kV zazwyczaj montowane są wyładowarki olejowe lub próżniowe. Te wyładowarki są zwykle wyposażone w mechanizmy sprężynowe lub elektromagnetyczne, choć niektóre korzystają z mechanizmów ręcznych lub magnesowych. Różne projekty sprzętu różnią się znacząco strukturą, co wpływa na wybór i instalację czujników.

(2) Typy stałe i wyciągane

W zależności od zastosowania, wysokie-napięciowy sprzęt rozdzielczy może być podzielony na stałe i wyciągane (wyjmowane) typy. Historycznie, elektrownie preferowały sprzęt wyciągany do systemów stacyjnych, podczas gdy typy stałe były bardziej popularne w systemach zaopatrzenia w energię. Z postępami technologicznymi i rozwojem nowych produktów tradycyjne praktyki ewoluują. Na przykład metalowe, okładkowe, wyciągane urządzenia rozdzielcze wyewoluowały z konwencjonalnych, stałych urządzeń. Ten typ charakteryzuje się całkowicie zamkniętą konstrukcją z funkcjonalnie oddzielonymi przegrodami. Zapewnia to poprawioną bezpieczeństwo eksploatacyjne, zwiększone zabezpieczenie przed błędami obsługi, łatwiejszą konserwację i znacznie zwiększoną niezawodność działania.

(3) Rozwój wysokie-napięciowego sprzętu rozdzielczego

W ostatnich latach, z rozwojem i szerokim przyjęciem kompaktowych wyładowarek próżniowych, szybko rozwija się nowy typ metalowego, okładkowego, wyciąganego sprzętu - środek montażowy (także znany jako sprzęt z wyładowarkami montowanymi w środkowej przegródce). Środek montażowy oferuje wiele zalet, najważniejszą z nich jest miniaturyzacja jednostki wyciąganej i mechatronizacja procesów produkcyjnych, co prowadzi do wyższej precyzji w produkcji wózków i prowadnic.

Niektórzy producenci dostarczają nawet wózek (w tym główną wyładowarkę) i szafę sprzętu osobno, umożliwiając łatwą montaż i uruchomienie na miejscu z gwarancją płynnego wstawiania i wyciągania. Dzięki doskonałej wymienności, wydajność jest minimalnie wpływana przez nierówności terenu na miejscu. Ten typ metalowego, okładkowego, wyciąganego sprzętu zapewnia bezpieczne, niezawodne działanie i dogodną konserwację, co prowadzi do jego coraz większego przyjmowania w systemach zaopatrzenia w energię.

II. Analiza typowych usterek wysokie-napięciowego sprzętu rozdzielczego

Analiza usterki pokazuje, że większość awarii sprzętu pochodzi z izolacji, przewodzenia i problemów mechanicznych.

(1) Niezdolność do działania lub błędy w działaniu

To jest najbardziej typowa usterka w wysokie-napięciowym sprzęcie rozdzielczym, której przyczyny dzielą się na dwie kategorie. Pierwsza to awaria mechaniczna w mechanizmie i systemie przekazywania, takie jak zakleszczenie mechanizmu, deformacja, przemieszczenie lub uszkodzenie elementów, luźne lub zacięte cewki nawracające/zamykające, złamane lub luźne kolce, i awaria zatrzasku. Druga kategoria wynika z obwodów sterujących i pomocniczych, w tym słabe kontaktowanie w drutach wtórnych, luźne terminale, niepoprawne przewodzenie, spalone cewki zamykające/nawracające (z powodu zakleszczenia mechanizmu lub defektów przełączników selekcyjnych), niestandardowe działanie przełączników pomocniczych, i awarie źródeł zasilania sterującego, kontaktorów zamykających, i przełączników granicznych.

(2) Usterki zamykania i otwierania

Te usterki pochodzą z samej wyładowarki. W wyładowarkach olejowych, typowe problemy obejmują tryskanie oleju podczas krótkiego spięcia, uszkodzenie komory łuku, niewystarczającą zdolność przerywania, i eksplozje podczas zamykania. W wyładowarkach próżniowych, typowe problemy to przecieki w przerzucaczach próżniowych lub falochronach, obniżenie poziomu próżni, ponowne zapłonienie podczas przełączania banków kondensatorów, i pęknięcia obudowy ceramicznej.

(3) Usterki izolacji

Wykonanie izolacji obejmuje bilansowanie różnych napięć (w tym normalnego napięcia roboczego i przejściowych nadnapięć), środków ochronnych (np. ograniczniki przepięć), i siły izolacji, aby osiągnąć bezpieczny i ekonomiczny projekt. Usterki izolacji manifestują się głównie jako: zewnętrzne przepalanie do ziemi, wewnętrzne przepalanie do ziemi, przepalanie między fazami, przepalanie przez nadnapięcia piorunowe, przepalanie, przepalanie przez zanieczyszczenia, przebijanie lub eksplozja izolatorów porcelanowych lub kondensatorów, przepalanie izolatorów postowych, oraz przepalanie, przebijanie lub eksplozja transformatorów prądowych (CT), a także pęknięcia izolatorów porcelanowych.

(4) Usterki przewodzenia prądu

Dla sprzętu rozdzielczego o napięciu 7,2–12 kV, główną przyczyną usterki przewodzenia prądu jest słaby kontakt w stykach izolacyjnych, prowadzący do przegrzewania i topienia styków.

(5) Siły zewnętrzne i inne usterki

Do tych należą uderzenia obiektów obcych, katastrofy naturalne, krótkie spięcia spowodowane małymi zwierzętami, oraz inne nieprzewidywalne zewnętrzne lub przypadkowe usterki.