Vibofu SF₆ zimekuwa kwenye kutumika sana katika vifaa vya kupungua mawimbi katika steshoni za umeme. Uchunguzi na huduma ya mara kwa mara ya vibofu hivi ni muhimu sana kwa uhakika wa uendeshaji wa mfumo wa umeme. Hata hivyo, katika eneo la huduma ya steshoni, hasa wakati wa huduma ya vibofu vya kiwango cha juu vya SF₆, kuna vipimo vingi vya hatari (kama upungufu, mapigo ya umeme, ndrl.), ambavyo yanahatari sana usalama wa watu wa kazi. Kulingana na hii, makala hii hujadili kwa mtazamo wa eneo na teknolojia za kudhibiti usalama, kusikiliza kuboresha usalama wa shughuli za huduma za steshoni na kupunguza gharama za ajali.
1 Tahlil ya Sifa na Tabia
1.1 Sifa Fiziki na Kimia za Chane SF₆
Molekuli ya SF₆ inajumuisha atomi moja wa sufuri na sita ya fluorine, na uzito wa atomi wa 146.06, mara 5.135 zaidi kuliko hewa. Chini ya 150°C, chane SF₆ huonyesha utaratibu mzuri wa kimia na haiwezi kubadilishana kimiato na dawa za metals, plastiki, na vifaa vingine vilivyopo vibofu. Kwa hivyo, inachukua kuwa chane lisilo rangi, lisilosikitisha, lisilosikitisha, na lisilosikitisha, ambalo halisi linaweza kukata (halisaukiwa na mafuta ya transformer na halisi linafikiwa na maji). Hata hivyo, kupitia ufunuli na ukatifu, chane SF₆ huchukua kuvunjika kidogo chini ya athari ya discharge na arcs, kutoa bidhaa za kuvunjika katika gase au maengoro, kama vile metal fluorides, SOF₂, SO₂F₄, ndrl., ambayo ni kwa kutosha kwa mwili wa binadamu. Katika hayo, chane SF₆ huchukua kuvunjika na kugawa chini ya athari ya arcs (molekuli zenye ufunguo wa polyatomic huchukua kuvunjika kwa atoms moja au charged particle gases), na mabadiliko yamenongeza thermal na electrical conductivity yake.
1.2 Usimamizi wa Vibofu vya Kiwango cha Juu vya SF₆
Vibofu vya SF₆ vinajumuisha tatu ya vertical porcelain insulator units, kila moja imepewa gas-blast arc-extinguishing chamber. Mbinu hii hutumia vibofu vyenye ukuta, lakini na utaratibu mzuri wa insulation na arc-extinguishing. Gas-blast arc-extinguishing chamber ni sehemu muhimu ya vibofu vya kiwango cha juu vya SF₆, na inajaza chane SF₆ kwa pipes zinazohusiana na tatu ya arc-extinguishing chambers. Wakati vibofu vinapofunguliwa, contact controllable hupungua kutoka kwa contact fixed, kutoa arc. Hapa, chane SF₆ katika arc-extinguishing chamber huchukua kumpiga arc kwa haraka kwa kutumia pipes, kutumia utaratibu wa insulation na arc-extinguishing wa chane kumpiga arc kwa haraka. Pia, spring operating mechanism na mikakati yake ya single-box control ni sehemu muhimu za kudhibiti na kudhibiti mzunguko wa contacts ya vibofu vya kiwango cha juu vya SF₆. Mara nyingi yanajumuisha springs, connecting rods, transmission mechanisms, microprocessors, au programmable logic controllers. Wakati vibofu vinahitaji kufunguliwa au kufunga, mikakati ya udhibiti hutoa amri ili spring operating mechanism iweze kufanya kazi na kudhibiti mzunguko wa movable contact.
1.3 Sifa za Utaratibu wa Vibofu vya Kiwango cha Juu vya SF₆
Kulinganisha na hewa na mafuta ya transformer, chane SF₆ lina sifa za insulation strength yenye kasi, utaratibu mzuri wa arc-extinguishing, na ukuta mdogo, na ina matumizi mengi katika eneo la umeme wa kiwango cha juu.
- Blocking effect: Hueneza kiasi kikubwa cha gas flow blow arc. Arc-extinguishing chamber ni ukuta mdogo, utaratibu rahisi, current breaking mkubwa, time ya arcing fupi, hakuna reignition wakati wa kufungua au kufunga current capacitance au inductive, na over-voltage chache.
- Electrical life refu: Inaweza kufungua mara 19 kwa full capacity ya 50kA, na cumulative breaking current ya 4200kA, maintenance cycle refu, na inapatikana katika scenarios zenye kufunguliwa mara kwa mara.
- Insulation strength kasi: Chane SF₆ linaweza kupita majaribio mbalimbali ya insulation kwa margin mkubwa chini ya 0.3MPa. Baada ya cumulative breaking current kupata 3000kA, kila point ya kufungua inaweza kutambua voltage ya power-frequency ya 250kV kwa dakika moja chini ya 0.3MPa, na bado inaweza kutambua voltage ya power-frequency ya 166.4kV wakati pressure ya SF₆ chane imepunguza hadi zero gauge pressure.
- Sealing performance nzuri: Kiasi cha moisture katika chane SF₆ ni chache. Arc-extinguishing chamber, resistors, na supports zinaweza kugawa independent gas compartments ili kupunguza dirt na moisture kutoka kuingia kwenye vibofu.
- Operating power dogo na buffering smooth: Transmission ratio kati ya working cylinder ya mechanism na arc-extinguishing contact ni 1∶1, na mechanism ina sifa za stability. Stability ya sifa za mechanism inaweza kupata 3000 times (10000 times katika mazingira ya majaribio), na noise ya operation ni chache kuliko 90dB.
2 Tahlil ya Vipimo vya Hatari katika Maeneo ya Huduma ya Steshoni
2.1 Aina na Sifa za Vipimo vya Hatari
Vipimo vya hatari katika maeneo ya huduma ya steshoni yanajumuisha aina nne: electrical hazards, mechanical hazards, chemical hazards, na environmental factors. Vipimo hivi viweza kuhatari kwa moja kwa moja au kwa njia isiyo ya moja kwa moja usalama wa watu wa kazi.
- Electrical hazards: Yanatokana na damage ya insulation ya vifaa au operational errors, yanayoelekezwa kama high voltage na arcs. Kwa sababu vibofu vinatafsiriwa na high voltage wakati wa kufanya kazi na vinapewa capacitive na inductive effects, residual charges wanaweza kuwa wako hata wakati vibofu vipo kwenye open-circuit state, kuleta electric shock injuries. Arcs wanaweza kutengeneza joto kikubwa na kuleta moto.
- Mechanical hazards: Hazards yanatokana na components ya mechanical ya vifaa. Ikiwa si kufanyika vizuri na kudhibiti, mtu anaweza kupigwa au kuepushwa na rotating au moving parts.
- Chemical hazards: Chane SF₆ ni stable temperature chini, lakini huchukua kuvunjika chini ya athari ya arcs, corona, ndrl. Kunywa chane iliyotengenezwa linaweza kuleta dizziness, pulmonary edema, au hata kifo.
- Environmental hazards: Kufanya huduma katika hali za hewa kama thunderstorms na strong winds si tu kinongeza umuhimu wa shughuli za huduma lakini pia hunchanganya hatari isiyoweza kudhibiti kwa watu wa kazi. Pia, tatizo kama vile poor ventilation na ukuta mdogo katika mazingira ya huduma yanaweza pia kunongeza hatari ya huduma ya mahali pa kazi.
2.2 Tahlil ya Sababu za Vipimo vya Hatari
Sababu za vipimo vya hatari katika maeneo ya huduma ya steshoni yanajumuisha equipment-related, human-related, na environmental factors. Kwa ongezeko la number of maintenance operations, wear and tear ya vifaa inongezeka, kuleta decline ya electrical performance na risk ya ajali kubwa zaidi.
Kwa sababu ya tofauti ya ubora wa watu wa kazi, baadhi yao hawana kwa kutosha kuelewa sasa ya structure na working principles, na wanaweza kuwa negligent wakati wa kufanya kazi. Kwa mfano, kwa kutokua na vigilance kwa kutosha, watu wanaweza kushindilia kwa bahasha live parts au kutumia tools kwa njia isiyo sahihi, ambayo inaweza kuleta safety accidents moja kwa moja.
Kwa vibofu vya SF₆, hatari zinazotokana na sifa za kimia. Substances za hatari zinazotengenezwa chini ya masharti fulani zinaweza kusambaza ndani kwa sababu za environmental limitations, kutoa kubwa zaidi level ya hatari.
3 Hazard Point Location and Safety Control Technologies
3.1 Methods of Hazard Point Location
- Fiber optic sensing technology: Fiber optic sensing technology ina utaratibu mzuri wa insulation na anti-electromagnetic interference ability. Inaweza kudhibiti structural health na electrical parameters ya vibofu vya SF₆, kusambaza na kutathmini data kwa real-time, na kupata kwa haraka potential faults na safety hazards.
- Wireless sensor network: Wireless sensor network inajumuisha sensor nodes wingi. Its main purpose ni kudhibiti environmental parameters, status ya vifaa, na location information ya watu wa kazi kwa real-time. Network ina sifa za self-organization, self-adaptation, na anti-interference, na inaweza kufanikiwa kwa mazingira complex na changeable kwenye mahali, kufanikiwa kudhibiti na location ya hazard points kwa real-time.
- Machine vision and infrared thermal imaging technology: Machine vision technology inaweza kubainisha na kupeleka potential hazard points, kama vile cables exposed na vifaa vilivyovunjika, kwa kuchukua na kutathmini images za mahali. Infrared thermal imaging technology inaweza kudhibiti distribution ya temperature ya vifaa kwa real-time na kupeleka accurately fault points na potential risk points.
3.2 Model of Hazard Point Prediction Based on Data Analysis
Sasa, intelligence, digitalization, automation, na integration ni trends muhimu za grid ya umeme ya China, na application ya artificial intelligence na big data technologies imeongeza process hii. Wakati wa huduma ya vibofu vya SF₆, model of hazard point prediction based on data analysis imetengenezwa, inajumuisha steps nne: data collection, data preprocessing, feature engineering, na model training.
- Data collection: Inapatikana kwa sensors mbalimbali, operation records ya monitoring equipment, ndrl. Kutoa accuracy ya model, data comprehensive wingi lazima likusambazwe kwa kutosha.
- Data preprocessing: Preprocess original data (outlier detection na processing, data transformation, ndrl.) ili kuboresha quality ya data na kuunda foundation kwa feature engineering na model training zinazofuatana.
- Feature engineering: Baada ya kumaliza preprocessing, features useful za hazard point prediction lazima zichaguliwe kutoka kwa data wingi. Features hizi lazima ziwe na discrimination na predictive ability nzuri ili kuboresha accuracy ya model.
- Model training: SVM (Support Vector Machine) ni method commonly used ya classification na regression analysis. Inafanya kwa kutafuta optimal hyperplane, kuboresha classification interval kati ya data za aina mbili.
3.3 Strategies of Safety Control Technology
Kuboresha accuracy na practicality ya teknolojia za location, big data na artificial intelligence technologies lazima zitumike, na machine learning algorithms lazima zitumike kubainisha na kupredict hazard points kwenye maeneo ya huduma ya steshoni, kutumia information ya location sahihi zaidi kwa watu wa kazi na kupunguza risk ya ajali. Katika maeneo ya huduma ya steshoni, data kutoka kwa sensors wingi lazima liwasambazane ili kuboresha accuracy ya location na accuracy ya model. Kutumia augmented reality (AR) technology, inayointegresa virtual information na world halisi, inaweza kusaidia watu wa kazi kuelewa sasa ya vifaa vizuri zaidi na kuhakikisha problem ya operational errors. Parties relevant lazima ziongeze management ya shughuli za huduma ya mahali na kufuata procedures za kufanya kazi kwa strictness (tazama Figure 1). Pia, kuanza smart wearable devices kwa watu wa kazi ili kupata location information yao kwa real-time na kudhibiti wao kwa real-time ili kuhakikisha usalama.
4 Conclusion
Katika maeneo ya huduma ya steshoni, kubainisha na kupeleka accurately hazard points ni muhimu kwa usalama wa maeneo ya huduma ya vibofu vya SF₆. Kwa kutathmini kwa undani working principles na sifa za vibofu vya SF₆, limeonekana kuwa factors za kimia ni muhimu sana hazard points sio kusitegemea wakati wa huduma yao. Kudhibiti risks effectively, new technologies, new concepts, na new methods lazima zitumike kwa prevention ya pre-event, kufanya predictions ya potential risks kwa awali, na kutumia early-warning information kwa watu wa kazi ili kuhakikisha huduma yanaenda vizuri.
