Які Існують Типи та Поширені Вади Високовольтного Комутаційного Обладнання?

Високовольтне комутаційне обладнання є важливим електричним пристроєм в системах живлення. Погіршення умов роботи комутаційного обладнання є однією з основних причин відмов систем живлення. Отже, які ж типові відмови виникають у високовольтному комутаційному обладнанні?

I. Класифікація високовольтного комутаційного обладнання

(1) Зовнішні та внутрішні типи

Залежно від місця встановлення, високовольтне комутаційне обладнання можна розподілити на зовнішній та внутрішній типи. Внутрішнє комутаційне обладнання зазвичай використовується для систем 10 кВ і нижче. Відповідно до конфігурації первинних цепей, воно може бути поділено на вхідне/вихідне комутаційне обладнання, з'єднуючі масляні комутатори, секційні комутатори тощо. У вхідному/вихідному комутаційному обладнанні 10 кВ зазвичай встановлюються масляні або вакуумні вимикачі. Ці вимикачі зазвичай оснащені пружинними або електромагнітними механізмами, хоча деякі використовують механічні або постійномагнітні механізми. Різні конструкції комутаційного обладнання суттєво відрізняються за структурою, що впливає на вибір та встановлення датчиків.

(2) Стационарні та витягувані типи

Залежно від призначення, високовольтне комутаційне обладнання можна поділити на стационарні та витягувані (виїзнувані) типи. Історично, електростанції переважно використовували витягуване комутаційне обладнання для систем станційного живлення, тоді як стационарні типи були поширені в системах надання електроенергії. Зі зміною технологій та розробкою нових продуктів, традиційні практики змінюються. Наприклад, металеві витягувані комутатори розвинулись з традиційних стационарних комутаторів. Цей тип має повністю закритий дизайн з функціонально відокремленими камерами. Він забезпечує покращену безпеку роботи, підвищений взаємний блокування від помилкових операцій, спрощене обслуговування та значно збільшену надійність роботи.

(3) Розвиток високовольтного комутаційного обладнання

У останні роки, з розвитком та широким застосуванням компактних вакуумних вимикачів, середньо-розташоване комутаційне обладнання (також відоме як комутаційне обладнання з вимикачем, встановленим в середньому відсіку) швидко розвивалося як новий тип металевого, броньованого, витягуваного комутаційного обладнання. Середньо-розташоване комутаційне обладнання має багато переваг, найважливішою з яких є мініатюрізація витягуваного модуля та автоматизація процесів виробництва, що призводить до підвищеної точності виготовлення тележки та направляючих рейок.

Деякі виробники навіть відправляють тележку (включаючи головний вимикач) та шафу комутаційного обладнання окремо, що дозволяє легко зібрати та запустити їх на місці, забезпечуючи плавне введення та виведення. Благодіяючи відмінній взаємозамінності, вплив нерівностей підлоги на місці встановлення на характеристики мінімальний. Цей тип металевого витягуваного комутаційного обладнання забезпечує безпечну, надійну роботу та зручне обслуговування, що призводить до його все більшого застосування в системах живлення.

II. Аналіз типових відмов високовольтного комутаційного обладнання

Аналіз відмов показує, що більшість відмов комутаційного обладнання походить від проблем з ізоляцією, провідністю та механізмами.

(1) Неможливість роботи або невірна робота

Це найпоширеніша відмова у високовольтному комутаційному обладнанні, причина якої може бути двох категорій. Перша — механічна відмова в механізмі управління та передавальній системі, така як застревання механізму, деформація, переміщення або пошкодження деталей, розболтаність або застревання соленоїдів відключення/зачеплення, зламані або розболтані штифти, та відмова замків. Друга категорія пов'язана з електричними контрольними та допоміжними цепями, включаючи погане з'єднання вторинних проводів, розболтані клеми, неправильне з'єднання, спалені катушки зачеплення/відключення (через застревання механізму або несправні переключники), негнучке функціонування допоміжних вимикачів, та відмови в джерелах живлення, контактниках зачеплення та лімітних вимикачах.

(2) Відмови при включенні та відключенні

Ці відмови походять від самого вимикача. У масляних вимикачах, типові проблеми включають розбіжку масла при коротких замиканнях, пошкодження дугової камери, недостатню здатність відключення, та вибухи при включенні. У вакуумних вимикачах, типові проблеми включають течію вакуумного переривача або гофри, зниження рівня вакууму, повторне замикання при включенні банків конденсаторів, та тріщини керамічного корпусу.

(3) Відмови ізоляції

Перформанс ізоляції включає балансування різних напруг (включаючи нормальну робочу напругу та перехідні перенапруження), захисні заходи (наприклад, грозозахисні пристрої) та міцність ізоляції, щоб досягти безпечного та економічного проекту. Відмови ізоляції в основному проявляються як: зовнішні відсвічування на землю, внутрішні відсвічування на землю, міжфазні відсвічування, відсвічування від блискавки, забруднення, пробій або вибух порцелянових або конденсаторних втулок, відсвічування стовпів ізоляторів, а також відсвічування, пробій або вибух трансформаторів струму (ТС), а також тріщини порцелянових ізоляторів.

(4) Відмови при провідності струму

Для комутаційного обладнання номінальної напруги 7.2–12 кВ, основною причиною відмов при провідності струму є погане з'єднання на ізоляційних стрижнях, що призводить до нагріву та топлення контактів.

(5) Відмови через зовнішні сили та інші фактори

Це включає ударні дії зовнішніх предметів, природні катастрофи, короткі замикання, спричинені малими тваринами, та інші непередбачувані зовнішні або аварійні відмови.