Високоволтовите SF₆ прекъсвачи са най-широко използваното апаратура в електропоставките. Редовната проверка и поддръжка на тези уреди е от ключово значение за осигуряване на стабилната работа на електроенергийната система. Въпреки това, в областта на поддръжката на електропоставки, особено при поддръжката на високоволтовите SF₆ прекъсвачи, има множество опасни точки (като отравяне, електрическо удар и др.), които сериозно заплашват личната безопасност на работниците. На базата на това, настоящата статия анализира от гледна точка на местоположението и технологии за контрол на безопасността, с цел да подобри безопасността на операциите по поддръжка на електропоставките и да намали честотата на инцидентите.
1 Анализ на принципите на работа и характеристиките
1.1 Физически и химически свойства на газа SF₆
Молекулата SF₆ е съставена от един атом сулфур и шест атома флуор, с атомна маса 146,06, 5,135 пъти по-тежка от въздуха. Под 150°C, газът SF₆ проявява добри химически непроменяемости и не реагира химически с обикновените метали, пластмаси и други материали в прекъсвачите. Следователно, той е разглеждан като безцветен, безмиризмен, нетоксичен и прозрачен негорим газ, който обикновено е трудно разложим (неразтворим в трансформаторно масло и малко разтворим във вода). Въпреки това, чрез отваряне и затваряне на ключовете, газът SF₆ частично се разлага под действието на разряд и дъги, формирайки продукти на разложение в газообразна или прахообразна форма, като метални флуориди, SOF₂, SO₂F₄ и др., които са много вредни за човешкото тяло. От тях, газът SF₆ се разлага и дисоциира под действието на дъгите (молекули с полиатомна структура се разпадат до единични атоми или заредени частици), и вътрешните промени засилват неговата термална и електрическа проводимост.
1.2 Принцип на работа на високоволтовите SF₆ прекъсвачи
Прекъсвачът SF₆ е съставен от три вертикални фарфорови изолаторни единици, всяка с газов бунгалоугасителна камера. Този дизайн прави прекъсвача компактен, като същевременно има добра изолация и свойства за угасяване на дъга. Газовата бунгалоугасителна камера е основен компонент на високоволтовия SF₆ прекъсвач, и е напълнена с газ SF₆ чрез тръби, свързани с трите угасителни камери. Когато прекъсвачът се отвори, управляемият контакт се отделя от фиксиранния контакт, пораждащ дъга. В този момент, газът SF₆ в угасителната камера бързо дува към дъгата чрез тръбите, използвайки изолационните и угасителни свойства на газа, за да угаси дъгата бързо. Освен това, пружинен механизъм за управление и неговата единична кутия за контрол са ключови компоненти за движението и контрола на контакти на високоволтовия SF₆ прекъсвач. Обикновено той е съставен от пружини, соединителни стерженти, предавателни механизми, микропроцесори или програмируеми логически контролери. Когато прекъсвачът трябва да се отвори или затвори, оборудването за контрол издава указание, за да направи пружинния механизъм за управление да действа и да движи подвижния контакт съответно.
1.3 Характеристики на високоволтовите SF₆ прекъсвачи
Сравнено с въздуха и трансформаторното масло, газът SF₆ има характеристиките на висока изолационна сила, отлични свойства за угасяване на дъга и малък обем, и има широки приложения в областта на високоволтовата електроенергетика.
- Блокиращ ефект: Пълно използване на ефекта на газовия поток за угасяване на дъга. Угасителната камера е с малък размер, проста конструкция, голям разбивен ток, кратък времеви интервал на дъга, няма повторно възпламеняване при разбиване на щепящ или индуктивен ток, и ниско повишаване на напрежението.
- Дълъг електрически живот: Може да разбива последователно 19 пъти при пълна мощност от 50кА, с натрупан разбивен ток от 4200кА, дълъг цикъл на поддръжка, и е подходящ за често използвани сценарии.
- Висока изолационна сила: Газът SF₆ може да мине различни изолационни тестове с голямо поле за действие при 0,3МПа. След като натрупаният разбивен ток достигне 3000кА, всеки разбивен участък може да издържа сетева честота от 250кВ в рамките на 1 минута при 0,3МПа, и все още може да издържа сетева честота от 166,4кВ, когато налягането на газа SF₆ е намалено до нулево показание.
- Добра герметичност: Съдържанието на вода в газа SF₆ е относително ниско. Угасителната камера, съпротивленията и опорите могат да бъдат разделени на независими газови секции, за да се предотврати влизането на замърсяване и влага във вътрешността на прекъсвача.
- Малка работна мощност и плавно амортизиране: Соотношението между работния цилиндър на механизма и угасителния контакт е 1∶1, и механизмът има стабилни характеристики. Стабилността на характеристиките на механизма може да достигне 3000 пъти (10000 пъти в тестовата среда), и шумът при работа е по-малък от 90дБ.
2 Анализ на опасните точки в места за поддръжка на електропоставки
2.1 Видове и характеристики на опасните точки
Опасните точки в места за поддръжка на електропоставки включват главно четири типа: електрически опасности, механични опасности, химически опасности и фактори на околната среда. Тези опасни точки може да заплашват пряко или непряко личната безопасност на персонала, извършващ поддръжка.
- Електрически опасности: Причинени от повреда на изолацията на оборудването или оперативни грешки, главно проявени като високо напрежение и дъга. Тъй като прекъсвачът носи високо напрежение по време на работа и има капацитивни и индуктивни ефекти, резидуални заряди може да съществуват дори и в отвореното състояние, водейки до електрически удари. Дъгите може да генерират високи температури и да причинят пожар.
- Механични опасности: Опасностите идват главно от механичните компоненти на оборудването. Ако не се извършват правилно операции и поддръжка, може да се случи щипане или удари от въртящи се или движещи се части.
- Химически опасности: Газът SF₆ е стабилен при стаената температура, но започва да се разлага под действието на дъга, корона и др. Вдишването на образуваните газове може да причини замаяване, пулмонална水肿或肺水肿的中文翻译是“肺水肿”。不过，您提供的文本似乎是要翻译成保加利亚语。我将继续按照您的要求将其翻译为保加利亚语：
- Химически опасности: Газът SF₆ е стабилен при стаената температура, но започва да се разлага под действието на дъга, корона и др. Вдишването на образуваните газове може да причини замаяване, пулмонална水肿, или дори смърт.
- Околна среда: Изпълняването на поддръжка при време като гръмотвори и силни ветрове не само увеличава трудността на работата, но и носи непод kontrolirani risici za obslužný personál. Okrem toho, problémy s nedostatočnou větráním a malým priestorom v prostredí údržby môžu tiež zvýšiť nebezpečenstvo na mieste údržby.
2.2 Analyza príčin rizikových bodov
Príčiny rizikových bodov v miestach údržby elektrostaníc sa najmä týkajú vybavenia, ľudského faktora a environmentálnych faktorov. S nárastom počtu údržbových operácií sa stupňuje opotrebnievanie vybavenia, čo viedne k poklesu elektrických vlastností a vyššiemu riziku nehôd.
V dôsledku nerovnomernej kvality obslužného personálu niektorí z nich nemajú dostatočnú predstavu o štruktúre a princípoch práce vybavenia a môžu byť nedbalí pri skutočných operáciách. Napríklad, kvôli nedostatočnej ostražitosti, môže dojde k neopatrnosti, keď osoba nechciano dotkne živé časti alebo nepodľahne správnemu použitiu nástrojov, čo môže priamo spustiť bezpečnostné nehody.
Pre SF₆ prepínače, riziká hlavne plynú z ich chemickej povahy. Toxické látky generované v špecifických podmienkach sa pravdepodobne zhromažďujú v interiéri v dôsledku obmedzení prostredia, čím sa ešte zvyšuje stupeň nebezpečenstva.
3 Lokalizácia a technológie riadenia bezpečnosti rizikových bodov
3.1 Metódy lokalizácie rizikových bodov
- Technológia vláknených senzorov: Technológia vláknených senzorov má vynikajúcu izolačnú vlastnosť a odolnosť voči elektromagnetickému rušeniu. Môže efektívne monitorovať štrukturálnu kondíciu a elektrické parametre SF₆ prepínačov, zbierať a analyzovať dáta v reálnom čase a okamžite detegovať potenciálne zlyhania a bezpečnostné riziká.
- Bezdrôtová senzorová sieť: Bezdrôtová senzorová sieť je zostavená z veľkého množstva senzorových uzlov. Jej hlavným cieľom je monitorovanie environmentálnych parametrov, stavu vybavenia a informácií o polohách obslužného personála v reálnom čase. Sieť má vlastnosti samoorganizácie, adaptačnosti a odolnosti voči rušeniu a môže sa prispôsobiť komplexným a meniacim sa podmienkam na mieste, realizujúc reálnu časovú monitorovaciu a lokalizačnú funkciu rizikových bodov.
- Technológia strojového videnia a infračervené termografické technológie: Technológia strojového videnia môže identifikovať a lokalizovať potenciálne rizikové body, ako sú expozované káble a poškodené vybavenie, zachytávaním a analyzovaním obrazov na mieste; zatiaľ čo infračervené termografické technológie môžu monitorovať rozdelenie teplôt vybavenia v reálnom čase a presne lokalizovať miesta poruch a potenciálnych rizikových bodov.
3.2 Prediktívny model rizikových bodov založený na analýze dát
V súčasnosti sú inteligentnosť, digitalizácia, automatizácia a integrácia hlavné trendy v čínskom elektrickej sieti, a aplikácia umelého inteligencie a big data technológií urýchlila tento proces vývoja. Počas údržby SF₆ prepínačov sa vytvorí prediktívny model rizikových bodov založený na analýze dát, ktorý zahŕňa hlavné štyri kroky: zber dát, predspracovanie dát, inžinierstvo vlastností a trénovanie modelu.
- Zber dát: Získané cez rôzne senzory, záznamy o prevode vybavenia atď. Aby sa zlepšila presnosť modelu, by malo byť získaných co najviac komplexných dát.
- Predspracovanie dát: Predspracovanie pôvodných dát (detekcia a spracovanie odlišných hodnôt, transformácia dát atď.) aby sa zlepšila kvalita dát a položilo základ pre následné inžinierstvo vlastností a trénovanie modelu.
- Inžinierstvo vlastností: Po dokončení predspracovania, treba z veľkého množstva dát vybrať užitočné vlastnosti pre predikciu rizikových bodov. Tieto vlastnosti by mali mať dobré schopnosti diskriminácie a predikcie, aby sa zlepšila presnosť modelu.
- Trénovanie modelu: SVM (Podporný vektorový stroj) je bežne používaná metóda pre klasifikáciu a regresnú analýzu. Oddeľuje rôzne kategórie dát hľadaním optimálnej nadroviny, maximalizujúc interval medzi dvoma typmi dát.
3.3 Stratégie technológií riadenia bezpečnosti
Aby sa zlepšila presnosť a praktickosť lokalizačných technológií, by mali byť využité technológie big data a umelého inteligencie, a algoritmy strojového učenia by mali byť aplikované na inteligentné identifikovanie a predikciu rizikových bodov v miestach údržby elektrostaníc, poskytujúc presnejšie informácie o polohách pre obslužný personál a zníženie rizika nehôd. V miestach údržby elektrostaníc by mali byť zafúzované dáta z rôznych senzorov, aby sa zlepšila presnosť lokalizácie a presnosť modelu. Použitím technológie rozšíreného reality (AR), ktorá integruje virtuálne informácie s reálnym svetom, môže obslužný personál lepšie pochopiť štruktúru vybavenia a tak riešiť problém s operatívnymi chybami. Relevantné strany by mali posilniť riadenie pracovných úkonov na mieste a striktne dodržiavať postupy pre údržbu (pozri obrázok 1). Zároveň by mali byť vyvinuté inteligentné nositeľné zariadenia pre obslužný personál, aby boli schopní získať svoje informácie o polohách v reálnom čase a monitorovať ich v reálnom čase, aby sa zabezpečila bezpečnosť.
4 Záver
V miestach údržby elektrostaníc, presná identifikácia a lokalizácia rizikových bodov je klúčová pre zabezpečenie bezpečnosti miest údržby SF₆ prepínačov. Pomocou hĺbkovej analýzy princípov práce a charakteristík SF₆ prepínačov, bolo zistené, že chemické faktory sú hlavnými nezanedbateľnými rizikovými bodmi počas ich procesu údržby. Aby sa efektívne riešili riziká, by mali byť použité nové technológie, nové koncepty a nové metódy na predbežné prevencie, predpovedanie potenciálnych rizík vopred a poskytnutie varovných informácií pre obslužný personál, aby sa zabezpečil hladký priebeh údržbových operácií.
