Какие типы и распространенные неисправности высоковольтных коммутационных устройств существуют

Высоковольтное коммутационное оборудование является важным электрическим устройством в энергетических системах. Ухудшение условий работы коммутационного оборудования является одной из основных причин сбоев в энергетических системах. Итак, какие же являются распространенными неисправностями высоковольтного коммутационного оборудования?

I. Классификация высоковольтного коммутационного оборудования

(1) Наружные и внутренние типы

В зависимости от места установки высоковольтное коммутационное оборудование может быть классифицировано как наружное или внутреннее. Внутреннее коммутационное оборудование обычно используется для систем напряжением 10 кВ и ниже. По конфигурации первичных цепей его можно подразделить на входящее/исходящее линейное коммутационное оборудование, секционирующее масляное выключательное оборудование, шинное секционное коммутационное оборудование и т.д. В 10-киловольтном входящем/исходящем коммутационном оборудовании обычно устанавливаются масляные или вакуумные выключатели. Эти выключатели обычно оснащены пружинными или электромагнитными приводами, хотя некоторые используют ручные или постоянномагнитные приводы. Различные конструкции коммутационного оборудования значительно отличаются по структуре, что влияет на выбор и установку датчиков.

(2) Стационарные и выдвижные типы

В зависимости от применения высоковольтное коммутационное оборудование можно разделить на стационарные и выдвижные (выкатные) типы. Традиционно на электростанциях предпочитали выдвижное коммутационное оборудование для систем собственных нужд, в то время как стационарные типы были более распространены в системах электроснабжения. С развитием технологий и появлением новых продуктов традиционные практики меняются. Например, металлические выдвижные коммутационные устройства эволюционировали из традиционных стационарных коммутационных устройств. Этот тип имеет полностью закрытую конструкцию с функционально разделенными отсеками. Он обеспечивает повышенную безопасность эксплуатации, улучшенную блокировку от ошибочных действий, облегченное обслуживание и значительное увеличение надежности эксплуатации.

(3) Развитие высоковольтного коммутационного оборудования

В последние годы, с развитием и широким внедрением компактных вакуумных выключателей, средневысотное коммутационное оборудование (также известное как коммутационное оборудование с выключателями, установленными в среднем отсеке) быстро развивается как новый тип металлического герметичного выдвижного коммутационного оборудования. Средневысотное коммутационное оборудование имеет множество преимуществ, самое важное из которых — миниатюризация выдвижного блока и механизация производственных процессов, что приводит к повышению точности изготовления тележек и направляющих.

Некоторые производители даже отправляют тележку (включая главный выключатель) и корпус коммутационного оборудования отдельно, что позволяет легко собирать и вводить в эксплуатацию на месте, обеспечивая плавное введение и выведение. Благодаря отличной взаимозаменяемости, производительность мало зависит от неравномерности пола на месте. Этот тип металлического герметичного выдвижного коммутационного оборудования обеспечивает безопасную и надежную работу, а также удобное обслуживание, что приводит к его все большему использованию в системах электроснабжения.

II. Анализ распространенных неисправностей высоковольтного коммутационного оборудования

Анализ неисправностей показывает, что большинство отказов коммутационного оборудования связано с изоляцией, проводимостью и механическими проблемами.

(1) Неисправности в работе или неправильная работа

Это самая распространенная неисправность высоковольтного коммутационного оборудования, причины которой можно разделить на две категории. Первая — это механические неисправности в приводе и передаточной системе, такие как заклинивание механизма, деформация, смещение или повреждение деталей, ослабление или заклинивание соленоидов включения/отключения, сломанные или ослабленные штифты, и неисправность защелки. Вторая категория связана с электрическими контрольными и вспомогательными цепями, включая плохой контакт в вторичных проводах, ослабленные контакты, неправильное соединение, перегорание катушек включения/отключения (из-за заклинивания механизма или неисправности переключателей), негибкость работы вспомогательных выключателей, и неисправности источников питания управления, контакторов включения и предельных выключателей.

(2) Неисправности при включении и отключении

Эти неисправности возникают из-за самого выключателя. В масляных выключателях распространенные проблемы включают разбрызгивание масла при коротком замыкании, повреждение дуговой камеры, недостаточную мощность размыкания и взрывы при включении. В вакуумных выключателях типичные проблемы включают утечку вакуумного прерывателя или гофрированной трубки, снижение уровня вакуума, повторное зажигание при переключении конденсаторных батарей и разрушение керамического корпуса.

(3) Неисправности изоляции

Изоляционные характеристики включают баланс различных напряжений (включая нормальное рабочее напряжение и переходные перенапряжения), защитные меры (например, ограничители перенапряжений) и прочность изоляции для достижения безопасного и экономически эффективного дизайна. Изоляционные неисправности в основном проявляются в виде: внешних изоляционных пробоев на землю, внутренних изоляционных пробоев на землю, межфазных пробоев, пробоев от грозовых перенапряжений, загрязненных пробоев, пробоев, проникновений или взрывов фарфоровых или конденсаторных втулок, пробоев изоляционных стоек, а также пробоев, проникновений или взрывов трансформаторов тока (ТТ) и разрушений фарфоровых изоляторов.

(4) Неисправности проводимости

Для коммутационного оборудования номиналом 7,2–12 кВ основной причиной неисправностей проводимости является плохой контакт на изолирующих ножах, что приводит к перегреву и оплавлению контактов.

(5) Внешние воздействия и другие неисправности

Это включает удары от посторонних предметов, стихийные бедствия, короткие замыкания, вызванные мелкими животными, и другие непредсказуемые внешние или случайные неисправности.