Kõrgepingelised SF₆ lülitlused on laiemini kasutatavad lülitid alamvoolukeskustes. Nende regulaarne inspekteerimine ja hooldus on oluline võrgu stabiilseks tööks. Kuid alamvoolukeskuste hoolduses, eriti kõrgepingeliste SF₆ lülitlejate hoolduses, on palju ohtlikke punkte (nt mürgistamine, elektrisugulemine jms), mis ohustavad töötajate isiklikku julgeolekut. Sellest lähtudes analüüsib see artikkel asukoha ja ohutuse kontrollitehnoloogiate perspektiivist, et parandada alamvoolukeskuste hooldustööde ohutust ja vähendada õnnetuste arvu.
1 Tööpõhimõtete ja omaduste analüüs
1.1 SF₆ gaasi füüsikalised ja keemilised omadused
SF₆ molekul koosneb ühest sülfuuratomist ja kuuest fluoriatomist, selle aatommass on 146,06, mis on 5,135 korda raskem kui õhk. Allpool 150°C näitab SF₆ gaas hea keemilise inertsete omadusi ega reageeri tavaliselt metallide, plastikute ja muude materjalidega lülitlejates. Seetõttu peetakse seda värvituks, mittekituks, mittemürgiseks ja läbipaistvaks süttimatuks gaasiks, mis on üldiselt raske lahutada (mitte lahustuv transfooli ega veega). Kuid lülitleja avamisel ja suletamisel dekomponeerub SF₆ gaas osaliselt väljaspool ja plazma mõjul, moodustades dekompositsioonitooteid gaasina või prillina, nagu metallfluoriidid, SOF₂, SO₂F₄ jms, mis on inimesele äärmiselt kahjulikud. SF₆ gaas dekomponeerub ja dissootsieerub plazma (molekulid polüatomilise struktuuriga lahutuvad üksikutes atomides või laengutud osakesed) mõjul, ja siseväljakujundus suurendab soojenõudlikkust ja elektrivähendavust.
1.2 Kõrgepingeliste SF₆ lülitlejate tööpõhimõte
SF₆ lülitleja koosneb kolmest vertikaalselt paigutatud porseleeni isolatsioonijalu, millel on kõigil gaasipuhuja plazma lõpetamise kompartiment. See disain muudab lülitleja kompaktseks, samal ajal hoides head isolatsiooni ja plazma lõpetamise omadusi. Gaasipuhuja plazma lõpetamise kompartiment on kõrgepingelise SF₆ lülitleja tuumkomponent, mille täitvat SF₆ gaasi ühendavad viipe kolme plazma lõpetamise kompartimenti. Kui lülitleja avatakse, lahutub juhitav kontakt kindlast kontaktilt, tekitades plazma. Sel hetkel puhub kiiresti SF₆ gaas plazma suunas viipe, kasutades gaasi isolatsiooni ja plazma lõpetamise omadusi, et kiiresti lõpetada plazma. Lisaks on vedruoperatsioonimehhaanika ja selle ühekastriline juhtimiseeritus olulised komponendid, mis juhivad ja kontrollivad kõrgepingelise SF₆ lülitleja kontaktide liikumist. See koosneb tavaliselt vedrust, ühendusplaatidest, edastusmehhaanikast, mikroprotsessoritest või programmeeritavatest loogikaseadmetest. Kui lülitleja tuleb avada või sulgeda, andestab juhtimiseeritus käsk, mis paneb vedruoperatsioonimehhaanika tegutsema ja juhib liikuva kontakti vastavalt.
1.3 Kõrgepingeliste SF₆ lülitlejate tööomadused
Võrreldes õhuga ja transfooliga, on SF₆ gaas silmapaistevad omadused, nagu kõrge isolatsioonitugevus, hästi plazma lõpetamise omadused ja väike maht, ning tal on laia rakendusalala kõrgepingelises energiaväljas.
- Blokeerimise efekt: See toob välja maksimaalselt gaasi puhujate plazma lõpetamise efekti. Plazma lõpetamise kompartiment on väike, struktuur on lihtne, mahutav plazma on suur, plazmaaeg on lühike, kohaldatakse kapasitiivset või induktiivset plazma ilma uuesti plazma tekkimiseta, ja ülepinge on madal.
- Pikk elektriline elu: Võib jätkuvalt katkestada 19 korda täismahulis 50kA, kumulatiivne plazma on 4200kA, hoolduse tsükkel on pikk, sobib sageli kasutatavatele stsenaariumidele.
- Kõrge isolatsioonitugevus: SF₆ gaas saab läbi mitmed isolatsioonitestid suure marginaaliga 0,3MPa all. Pärast kumulatiivse plazma 3000kA saavutamist, võib igal katkestamispunktil 0,3MPa all 1 minutiga kannatada võrgutinge 250kV, ja isegi siis, kui SF₆ gaasi rõhk langeb nullinõgaga, võib see endiselt kannatada võrgutinge 166,4kV.
- Hea tiivituse omadus: SF₆ gaasis on suhteliselt vähe vett. Plazma lõpetamise kompartiment, vastupidavused ja tugi saavad jaguda sõltumatud gaasikompertmente, et takistada saastet ja niiskust sissepääsemast lülitleja sisse.
- Väike töövoim ja sujuv dempfimine: Mehaanika töötsülinri ja plazma lõpetamise kontaktide vaheline edastussuhe on 1∶1, ja mehaanika on stabiilne. Mehaanika stabiilsus saab ulatuda 3000 korda (testikeskkonnas 10000 korda), ja tööming on väiksem kui 90dB.
2 Ohtlike punktide analüüs alamvoolukeskuste hooldustöökohtadel
2.1 Ohtlike punktide tüübid ja omadused
Ohtlikud punktid alamvoolukeskuste hooldustöökohtadel hõlmavad peamiselt neli tüüpi: elektrilisi ohte, mehaanilisi ohte, keemilisi ohte ja keskkonnategureid. Need ohtlikud punktid võivad otse või kaudselt ohustada hooldustöötajate isiklikku julgeolekut.
- Elektrilised ohtud: Tekkivad seadme isolatsiooni kahjustuse või operatsioonide vigade tõttu, peamiselt kõrgepinge ja plazma kujul. Kuna lülitleja töötab kõrgepinge all ja on kaasnev kapasitiivne ja induktiivne mõju, võib isegi avatud staatiliselt jääda ülejäänud laeng, mis võib põhjustada elektrisugulemist. Plazma võib tekitada kõrgetempereaturi ja põhjustada tulekahju.
- Mehaanilised ohtud: Ohtud tulenevad peamiselt seadme mehaanilistest komponentidest. Kui need ei ole korralikult kasutatud ja hooldatud, võivad neid pinge või liigutavaid osi tabada.
- Keemilised ohtud: SF₆ gaas on tasakaalus ruuetemperatuuril, kuid algatab dekompositsiooni plazma, korona jms mõjul. Sisestatud gaasi sisaldumine võib põhjustada pehmehookust, pulmonaalset öödema või isegi surma.
- Keskkonnaohtud: Hooldustöö tegemine ilmastikutingimustes, nagu äikestus ja tugev tuul, ei suurenda ainult hooldustöö keerukust, vaid toob ka hooldustöötajatele kontrollimatuid riske. Lisaks võivad probleemid, nagu halb ventilatsioon ja väike ruum, suurendada hooldustöö ohtlikkust.
2.2 Ohtlike punktide põhjuste analüüs
Ohtlike punktide põhjuste alamvoolukeskuste hooldustöökohad hõlmavad seadme-, inimese- ja keskkondlikke tegureid. Hooldustöö tehingute arvu kasvuga suureneb seadme kulumine, mis viib elektrilise jõudluse languse ja suuremate õnnetusriskidega.
Hooldustöötajate kvaliteedi ebavõrdsuse tõttu puudub mõnedel neist piisav seadme struktuuri ja tööpõhimõtte mõistmine, ja nad võivad tegutseda valetult. Näiteks võib puuduliku ettevaatlikkuse tõttu inimesed vahel puutuda live osadesse või kasutada vahendeid ebaproportsionaalselt, mis võivad otse ohutusõnnetusi põhjustada.
SF₆ lülitlejate puhul tulenevad ohtud peamiselt nende keemilistest omadustest. Tooksitud tingimustel tekkinud mürgised ained võivad keskkonnapiirangute tõttu koguda sisse, mis suurendab ohtlikkust veelgi.
3 Ohtlike punktide asukoha määramine ja ohutuse kontrollitehnoloogiad
3.1 Ohtlike punktide asukoha määramise meetodid
- Laserkaabeli sensortechnoloogia: Laserkaabeli sensortechnoloogial on suurepärane isolatsioon ja elektromagnetiline interferentsvastane võime. See võimaldab tõhusalt jälgida SF₆ lülitleja struktuurse tervislikkuse ja elektrilisi parameetreid, koguda ja analüüsida andmeid reaalajas, ja avastada potentsiaalseid vigu ja ohutusriske.
- Võrk sensorite võrgustik: Võrk sensorite võrgustik koosneb suurest arvust sensorite nodidest. Selle peamiseks eesmärgiks on jälgida reaalajas keskkonnaparameetreid, seadme seisundit ja hooldustöötajate asukohta. Võrkul on omadused automaatne organiseerimine, kohanemine ja interferentsvastane, ja see suudab kohaneda komplekssete ja muutuvate kohalike tingimustega, et realiseerida reaalaja jälgimine ja ohtlike punktide asukoha määramine.
- Masinavision ja infrapunane termograafia: Masinavision võimaldab identifitseerida ja määrata potentsiaalsete ohtlike punktide asukohta, näiteks avatud kaabeleid ja kahjustatud seadmeid, kogudes ja analüüsides kohalikke pilte; samas infrapunane termograafia võimaldab jälgida seadme temperatuurijaotust reaalajas ja täpselt määrata vigade ja potentsiaalsete riskide asukohta.
3.2 Andmeanalüüsi põhjal ohtlike punktide ennustamise mudel
Praegu on intelligentsus, digitaliseerimine, automatiseerimine ja integreerimine Hiina elektrivõrgu peamised trendid, ja tehisintellekti ja suurandmete tehnoloogiate kasutamine on kiirendanud selle arenguprotsessi. SF₆ lülitleja hoolduse ajal luuakse andmeanalüüsi põhjal ohtlike punktide ennustamise mudel, mis hõlmab peamiselt nelit sammu: andmekogumine, andmete eeltöötlus, omaduste insenerdamine ja mudeli treening.
- Andmekogumine: Saadakse erinevate sensorite, järelevalve seadmete töökirjete kaudu. Mudeli täpsuse parandamiseks peaks koguma võimalikult palju täielikku andmeid.
- Andmete eeltöötlus: Eeltöödelda algandmeid (erandeid tuvastades ja töötledes, andmete transformeerimine jms) andmete kvaliteedi parandamiseks ja järgmise omaduste insenerdamise ja mudeli treeningu aluseks.
- Omaduste insenerdamine: Pärast eeltöötlust valitakse kasutatavate omaduste hulgas ohtlike punktide ennustamiseks kasutatavad omadused. Need omadused peaksid olema hea diskrimineeriva ja ennustava võimega, et parandada mudeli täpsust.
- Mudeli treening: SVM (Support Vector Machine) on tavaliselt kasutatav klassifitseerimise ja regressioonanalüüsi meetod. See eraldab erinevaid andmekategooriaid leidvat optimaalset hüperpind, maksimeerides kaheteist tüübi andmeid vahel klassifitseerimise intervalli.
3.3 Ohutuse kontrollitehnoloogia strateegiad
Asukoha määramise täpsuse ja praktika parandamiseks tuleks kasutada suurandmete ja tehisintellekti tehnoloogiaid, rakendada masinõppe algoritme, et intelligentselt tuvastada ja ennustada ohtlikke punkte alamvoolukeskuste hooldustöökohtadel, pakkuda hooldustöötajatele täpsemaid asukoha andmeid, vähendada õnnetuste riski. Alamvoolukeskuste hooldustöökohadel tuleks siduda andmeid erinevatest sensoritest, et parandada asukoha täpsust ja mudeli täpsust. Augmenteeritud reaalsuse (AR) tehnoloogia rakendamine, mis integreerib virtuaalse infot reaalmaailmaga, võimaldab hooldustöötajatel paremini mõista seadme struktuuri, seega lahendada operatsioonide vigade probleemi. Asjakohased pooled peaksid tugevdama kohalikku hooldustöö haldust ja järgima täpselt hooldustöö protseduure (vt Joonist 1). Samal ajal arendada intelligentseid kandvatüki seadmeid, et hooldustöötajad saaksid oma asukoha informatsiooni reaalajas ja jälgida neid reaalajas, tagades nii ohutuse.
4 Järeldus
Alamvoolukeskuste hooldustöökohadel on täpne ohtlike punktide tuvastamine ja asukoha määramine võtmeelement SF₆ lülitleja hooldustöökohtade ohutuse tagamiseks. SF₆ lülitleja tööpõhimõtte ja omaduste sügavama uurimise kaudu leiti, et keemilised tegurid on nende hooldamise protsessi peamised eiramata jäävad ohtlikud punktid. Riske tõhusaks käsitlemiseks tuleks kasutada uusi tehnoloogiaid, uusi ideid ja uusi meetodeid ennetavaks, et ennustada potentsiaalset riske varakult, ja pakkuda varajarjest informatsiooni hooldustöötajatele, et tagada hooldustöö sujuv edenemine.
