Analýza běžných vad vysokonapěťových spínacích přepínačů SF6 v údržbě elektráren

1 Základní struktura a princip fungování vysokonapěťových obvodových přerušovačů SF₆

Vysokonapěťové obvodové přerušovače SF₆ jsou nezbytným klíčovým zařízením v elektrickém systému, jejichž struktura a princip fungování jsou základem pro bezpečné a stabilní provozování elektrické sítě. Jsou tvořeny mnoha precizními komponenty, včetně, ale nejen izolátorů, vodičových částí, komor na uhasení oblouku, ovládacích mechanismů a řídících obvodů. Izolátory obvykle používají materiály s vysokou pevností, aby odolaly elektrostatickému napětí v prostředí s vysokým napětím; vodičové části jsou vyrobeny z kovů s vysokou elektrickou vodivostí, aby zajistily hladký tok proudu.

Komora na uhasení oblouku je jádrem přerušovače. Používá velmi reaktivní látky, které vznikají rozkladem plynu SF₆ pod vlivem elektrického oblouku, k rychlému ochlazení oblouku a urychlení obnovy izolačních schopností, což umožňuje rychlé a bezpečné přerušení obvodu. Plyn SF₆, jako šestifluorethan, má vynikající izolační a obloukové vlastnosti, které jsou hlavním důvodem jeho široké aplikace v vysokonapěťových přerušovačích. V okamžiku, kdy proud projde nulovou hodnotou, plyn SF₆ může efektivně uhasit oblouk a zabránit jeho znovuzážehu, což zajišťuje spolehlivé dokončení přerušovací operace. Kromě toho má plyn SF₆ vynikající uzavírací vlastnosti, které efektivně izolují proniknutí vnější vlhkosti a znečištění. To je velmi důležité pro udržení čistoty a suchosti vnitřního prostředí přerušovače, což zajišťuje, že zařízení může dlouhodobě stabilně fungovat.

Co se týče návrhu, vysokonapěťové obvodové přerušovače SF₆ jsou také vybaveny pokročilými ovládacími mechanismy a řídícími obvody. Tyto komponenty pracují ve spolupráci, aby zajistily, že přerušovač může reagovat na různé složité požadavky elektrické sítě. Ovládací mechanismus je odpovědný za provedení otevírání a zavírání přerušovače, zatímco řídící obvod je odpovědný za monitorování a upravování pracovního stavu přerušovače, aby byla zajištěna přesnost a spolehlivost jeho akcí.

2 Běžné poruchy vysokonapěťových obvodových přerušovačů SF₆ při údržbě v elektrárnách
2.1 Únik plynu SF₆

Únik plynu SF₆ je jednou z nejčastějších poruch u přerušovačů SF₆. Tento únik vedoucí ke snížení izolačních vlastností uvnitř přerušovače, což ovlivňuje jeho normální fungování. Důvodem úniku mohou být stárnutí a poškození těsnicích prvků, nebo špatná těsnost při instalaci. Únik plynu nejen snižuje výkon přerušovače, ale může také poškodit životní prostředí, protože SF₆ je skleníkový plyn, který má významný dopad na globální oteplování.

2.2 Porucha ovládacího mechanismu

Ovládací mechanismus je klíčovou součástí přerušovače, která je odpovědná za otevírání a zavírání. Pokud dojde k poruše ovládacího mechanismu, může to způsobit nefunkčnost přerušovače. Takové poruchy mohou zahrnovat nedostatek energie ve pružině, únik hydraulického oleje, únik stlačeného vzduchu v pneumatickém systému a další problémy. Porucha ovládacího mechanismu nejen ovlivňuje výkon přerušovače, ale může také ohrozit bezpečný a stabilní provoz celého elektrického systému.

2.3 Erozí kontaktů

Když je přerušovač často provozován nebo funguje dlouhou dobu, mohou docházet k erozi kontaktů (vodičových částí), což ovlivní elektrickou vodivost a schopnost otevírání a zavírání přerušovače. Když je eroze silná, může to vést k problémům, jako je zahřívání a hoření kontaktů, a dokonce může způsobit selhání přerušovače, což ovlivní stabilní dodávku elektrické energie v elektrickém systému.

2.4 Porucha pomocného spínače a ochranného obvodu

Pomocný spínač se používá k monitorování stavu přerušovače, a ochranný obvod slouží k ochraně přerušovače před poškozením způsobeným poruchami. Pokud tyto komponenty selžou, může to vést k tomu, že přerušovač nebude správně reagovat na ochranné požadavky systému, což ovlivní bezpečnost celého elektrického systému.

2.5 Přepěťové problémy

Přepěťové situace mohou nastat při provádění otevírání přerušovače, a tento stav může způsobit poškození okolních elektrických zařízení. Pro zmírnění tohoto dopadu se obvykle instalují ochranná zařízení proti přepětí, jako jsou bleskosvaly. Ochranná opatření proti přepětí jsou klíčová pro zajištění stabilního provozu elektrického systému a bezpečnost zařízení.

2.6 Stárnutí nebo poškození mechanických komponent

Po dlouhodobém provozu nebo v náročných podmínkách mohou mechanické komponenty přerušovače stárnout, deformovat se atd., což ovlivní jejich mechanické vlastnosti. Poškození mechanických komponent může způsobit, že přerušovač nebude moci normálně fungovat, a může dokonce vést k bezpečnostním nehodám.

3 Údržba a opravy běžných poruch vysokonapěťových obvodových přerušovačů SF₆ při údržbě v elektrárnách
3.1 Údržba a oprava úniku plynu SF₆

Pro zajištění bezpečného provozu zařízení s plynem SF₆ se doporučuje použití ultrazvukových detektorů úniku nebo halogenních detektorů úniku. Oba jsou efektivními nástroji pro detekci úniku plynu SF₆. Pravidelné kontroly mohou včas odhalit potenciální místa úniku, a mohou být přijaty odpovídající opatření, aby se zabránilo úniku plynu, který by mohl způsobit poškození životního prostředí a zařízení.

Během každodenní údržby je třeba pečlivě sledovat stav těsnicích prvků. Jakmile se objeví příznaky stárnutí nebo poškození těsnicích prvků, musí být ihned nahrazeny. Při výměně těsnicích prvků je třeba striktně dodržovat požadavky na těsnění poskytnuté výrobcem, aby bylo zajištěno, že nové těsnicí prvky budou správně nainstalovány a budou plnit svou funkci, což zaručí těsnost a bezpečnost provozu zařízení.

Během procesu sledování, pokud je zjištěno snížení tlaku plynu SF₆, což může být indikací úniku plynu, je třeba okamžitě přijmout opatření k doplnění plynu, aby bylo zajištěno, že zařízení může udržovat normální pracovní tlakový rozsah. Při doplňování plynu by měl být použit plyn SF₆ s vysokou čistotou, který splňuje standardy, aby se zabránilo ovlivnění izolačních vlastností zařízení kvůli nedostatečné čistotě plynu. Současně během procesu plnění plynu je třeba striktně kontrolovat zavedení znečištění, aby byla zajištěna čistota plynu, což zajišťuje stabilní provoz zařízení a prodlužuje jeho životnost.

3.2 Údržba a oprava poruch ovládacího mechanismu

Pro zajištění normálního fungování ovládacího mechanismu je třeba pravidelně kontrolovat stav energie uložené v pružině, aby bylo zajištěno, že pružina má dostatečné zásoby energie. U zařízení s hydraulickými ovládacími mechanismy je třeba pečlivě kontrolovat hladinu hydraulického oleje, abyste zjistili, zda je na vhodné úrovni, a vyhodnotit kvalitu oleje, aby bylo zajištěno, že splňuje standardní požadavky. Jakmile je zjištěno, že hladina oleje je nedostatečná nebo kvalita oleje se zhoršila, je třeba okamžitě přijmout opatření k doplnění nebo výměně hydraulického oleje, aby bylo zajištěno normální fungování systému.

U zařízení s pneumatickými ovládacími mechanismy jsou pravidelné kontroly nezbytné. To zahrnuje sledování tlaku stlačeného vzduchu, aby byl udržován v bezpečném a efektivním rozmezí, a kontrolu integrity těsnicích prvků, aby se zabránilo úniku vzduchu, což by mohlo vést ke snížení výkonu zařízení nebo k poruše v provozu. Pomocí těchto preventivních opatření lze zajistit stabilitu a spolehlivost pneumatického systému.

Pro udržení efektivního fungování ovládacího mechanismu je velmi důležité pravidelné čištění a mazání mechanických komponent. Čištění může odstranit shromažďované sazí a znečištění, aby se zabránilo jejich způsobenému opotřebení nebo zablokování zařízení; vhodné mazání může snížit tření mezi komponentami a snížit riziko poruch v provozu.

3.3 Údržba a oprava eroze kontaktů

Pro zajištění bezpečného a stabilního fungování elektrického zařízení je třeba pečlivě kontrolovat stupeň eroze kontaktů během každé údržby. Během kontroly by měly být použity přesné měřicí nástroje k měření tloušťky kontaktů, aby bylo zajištěno, že je uvnitř stanoveného povoleného rozmezí. Jakmile je zjištěno, že stupeň eroze kontaktů překračuje stanovené povolené rozmezí, aby se zabránilo možným poruchám a rizikům, je třeba okamžitě vyměnit erozované kontakty.

Pro kontakty s pouze mírnou erozí lze plochost povrchu obnovit profesionálními metodami leštění. Nicméně během leštitelny musí být striktně kontrolována hloubka a síla leštění, aby se zabránilo přílišnému ztrátě materiálu kontaktů v důsledku přetrvávajícího leštění, což by mohlo ovlivnit normální výkon a životnost kontaktů. Proto by měla být práce leštění prováděna zkušenými techniky, aby byla zajištěna přesnost a bezpečnost provozu.

Pro efektivní prodloužení životnosti kontaktů je vhodné optimalizovat frekvenci provozu přerušovače, aby se snížilo nepotřebné časté provozování. Časté provozování nejen urychluje erozi kontaktů, ale může také způsobit předčasné stárnutí dalších komponent elektrického zařízení. Proto je důležité rozumně plánovat a upravovat frekvenci provozu a vyhnout se nepotřebným operacím, což jsou klíčová opatření pro zlepšení životnosti kontaktů a zajištění stabilního fungování zařízení.

3.4 Údržba a oprava poruch pomocného spínače a ochranného obvodu

① Kontrola pomocných spínačů
Pro zajištění normálního fungování a bezpečnosti zařízení je pravidelná a detailní kontrola pomocných spínačů velmi důležitá. Tento proces zahrnuje důkladnou kontrolu stavu kontaktu spínače, aby bylo zajištěno dobré spojení a žádné volné nebo korodované části. Pokud během kontroly jsou zjištěny problémy, jako je špatný kontakt nebo eroze, je třeba okamžitě přijmout opatření k úpravě nebo výměně spínače, aby se zabránilo možným poruchám zařízení nebo bezpečnostním nehodám.

② Testování ochranných obvodů
Ochranný obvod je klíčovou komponentou pro zajištění bezpečného fungování elektrického zařízení. Proto je pravidelné a komplexní testování ochranného obvodu nezbytné. Cílem tohoto testu je zajistit, že ochranný obvod funguje spolehlivě a včas, a může rychle odpojit zdroj elektrické energie v případě neočekávaných situací, aby se zabránilo poškození zařízení nebo osobním zraněním. Pokud test ukáže, že existují problémy s ochranným obvodem, jako jsou odchylky kalibrace nebo poškození komponent, je třeba okamžitě provést kalibraci nebo vyměnit poškozené komponenty, aby byla zajištěna normální funkce obvodu.

3.5 Údržba a oprava přepěťových problémů

Pro zajištění bezpečného a stabilního fungování elektrického systému se doporučuje nainstalovat bleskosvaly blízko přerušovače. To může efektivně zabránit poškození zařízení způsobeného provozními přepěťovými situacemi v důsledku blesků nebo jiných důvodů, což prodlouží životnost zařízení a zajistí jeho normální fungování.

Pro další zlepšení efektivity a bezpečnosti elektrického systému je vhodné optimalizovat režim provozu přerušovače. Zvláště je třeba dbát na to, aby byl provoz přerušovače vyhnutí, když se napětí v systému velmi kolísá nebo se zatížení systému prudce mění, aby se zabránilo poruchám zařízení nebo bezpečnostním nehodám způsobeným nesprávným provozem.

3.6 Údržba a oprava stárnutí nebo poškození mechanických komponent

Je třeba provést komplexní kontroly mechanických komponent přerušovače, včetně, ale nejen, přenosových hřídelů, spojovacích tyčí, ložisek atd. Během kontroly je třeba pečlivě sledovat stupeň opotřebení, trhliny, deformace a jiné jevy komponent. Jakmile jsou zjištěny příznaky stárnutí nebo poškození, je třeba okamžitě provést výměnu nebo opravu, aby se zabránilo dalšímu rozšíření poruchy.

Pro klíčové komponenty, jako jsou přenosové hřídel a spojovací tyče, je třeba pravidelně provádět mazání, aby se snížilo opotřebení a prodloužila životnost. Současně je třeba pravidelně kontrolovat stav provozu citlivých částí, jako jsou ložiska, aby bylo zajištěno hladké otáčení a žádné neobvyklé zvuky nebo zahřívání. Pokud je to nutné, je třeba vyměnit nová ložiska, aby bylo zajištěno normální fungování mechanických komponent.

Pro mechanické komponenty přerušovače je také třeba pravidelně provádět zátěžové testy, aby se simuloval provoz v reálných pracovních podmínkách a otestovaly jejich výkon a spolehlivost. Pomocí těchto testů lze včas odhalit potenciální problémy a přijmout odpovídající údržbářská opatření, aby byla zajištěna stabilita a bezpečnost přerušovače v různých pracovních podmínkách.

Pro všechny údržbářské a opravné práce je třeba vést podrobné záznamy, včetně informací, jako je model vyměněné komponenty, čas údržby a provozní personál. Tyto záznamy mají důležitou referenční hodnotu pro následnou údržbu a analýzu poruch, což pomáhá zlepšit efektivitu údržby a provozní spolehlivost přerušovače.

3.7 Další údržbářská opatření

Pro zajištění stabilního provozu elektrického systému je třeba pravidelně kontrolovat pracovní teplotu přerušovače, aby se zabránilo poškození zařízení způsobenému přehříváním. Tento krok je klíčový pro zajištění normálního fungování zařízení a prodloužení jeho životnosti.

Pro udržení normálního pracovního stavu přerušovače je nezbytné pravidelné čištění jeho obalu. Odstraňováním nánosu prachu na povrchu a prevencí korozí a jiných problémů lze efektivně zabránit negativním vlivům těchto faktorů na výkon zařízení, což zajišťuje bezpečnost a spolehlivost elektrického systému.

S neustálým pokrokem technologie je včasná technologická modernizace přerušovače efektivním způsobem, jak zlepšit jeho výkon a spolehlivost. Analýzou pracovních podmínek a historických dat zařízení lze cíleně provést potřebná technologická vylepšení, aby bylo zajištěno, že přerušovač splňuje požadavky moderních elektrických systémů.

4 Závěr

V údržbě elektrického systému v elektrárnách má údržba a odstraňování poruch vysokonapěťových obvodových přerušovačů SF₆ velký význam. Pravidelné kontroly a vhodná údržbářská opatření mohou efektivně zabránit vzniku poruch a zajišťovat bezpečný a stabilní provoz elektrického systému. Během tohoto procesu by technici měli striktně dodržovat pracovní postupy, používat pokročilé detekční zařízení a technologie a neustále zlepšovat kvalitu a efektivitu údržby, aby byla poskytnuta pevná záruka pro spolehlivý provoz elektrického systému.