Analyse häufiger Fehler von Hochspannungs-SF6-Schaltgeräten in der Umspannwerterhaltung

1 Grundstruktur und Arbeitsprinzip von Hochspannungs-SF₆-Schaltgeräten

Hochspannungs-SF₆-Schaltgeräte sind unverzichtbare Schlüsselkomponenten im Energiesystem. Ihre Struktur und ihr Arbeitsprinzip sind die Grundlagen, die die sichere und stabile Betriebsweise des Stromnetzes sicherstellen. Sie bestehen aus mehreren präzisen Komponenten, einschließlich aber nicht beschränkt auf Isolatoren, leitfähige Teile, Bögenlöscher, Antriebseinrichtungen und Steuerkreise. Isolatoren verwenden in der Regel hochfeste Materialien, um den elektrischen Feldstress in Hochspannungsumgebungen zu widerstehen; leitfähige Teile werden aus Metallen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellt, um den reibungslosen Stromfluss zu gewährleisten.

Der Bögenlöscher ist das Herzstück des Schaltgeräts. Er nutzt die durch die Zerlegung von SF₆-Gas unter dem Einfluss eines Bogens erzeugten hochreaktiven Stoffe, um den Bogen schnell abzukühlen und die Wiederherstellung der Isolationsstärke zu beschleunigen, wodurch eine schnelle und sichere Unterbrechung des Stromkreises erreicht wird. SF₆-Gas, als Schwefelhexafluoridgas, hat ausgezeichnete Isolier- und Bögenlösch-Eigenschaften, die der Hauptgrund für seine weite Verwendung in Hochspannungsschaltgeräten sind. Im Moment, wenn der Strom Null durchläuft, kann SF₆-Gas den Bogen effektiv löschen und ein erneutes Entzünden verhindern, was sicherstellt, dass das Schaltgerät zuverlässig die Unterbrechungsaufgabe erfüllen kann. Darüber hinaus hat SF₆-Gas ausgezeichnete Dichtheitseigenschaften, die eine wirksame Isolierung gegen die Eindringung externer Feuchtigkeit und Verunreinigungen ermöglichen. Dies ist von großer Bedeutung, um die Reinheit und Trockenheit der internen Umgebung des Schaltgeräts aufrechtzuerhalten, was wiederum sicherstellt, dass die Ausrüstung über lange Zeit stabil arbeiten kann.

In Bezug auf die Konstruktion sind Hochspannungs-SF₆-Schaltgeräte auch mit fortschrittlichen Antriebseinrichtungen und Steuerkreisen ausgestattet. Diese Komponenten arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass das Schaltgerät auf verschiedene komplexe Betriebsanforderungen des Stromnetzes reagieren kann. Die Antriebseinrichtung ist dafür verantwortlich, die Öffnen- und Schließenaktionen des Schaltgeräts auszuführen, während der Steuerkreis dafür sorgt, den Arbeitszustand des Schaltgeräts zu überwachen und anzupassen, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit seiner Aktionen zu gewährleisten.

2 Häufige Fehler von Hochspannungs-SF₆-Schaltgeräten bei Umspannwerkswartung
2.1 SF₆-Gasleckage

SF₆-Gasleckage ist einer der häufigsten Fehler in SF₆-Schaltgeräten. Solche Leckagen führen zu einer Verringerung der Isolierleistung innerhalb des Schaltgeräts, was seinen normalen Betrieb beeinträchtigt. Gründe für Leckagen können das Altern und Beschädigen von Dichtungen oder eine schlechte Abdichtung bei der Installation sein. Gasleckagen verringern nicht nur die Leistung des Schaltgeräts, sondern können auch Schaden an der Umwelt verursachen, da SF₆ ein Treibhausgas ist, das einen signifikanten Einfluss auf die globale Erwärmung hat.

2.2 Antriebseinrichtungsfehler

Die Antriebseinrichtung ist ein wesentlicher Teil des Schaltgeräts, der für die Öffnen- und Schließenoperationen zuständig ist. Wenn die Antriebseinrichtung versagt, kann dies zu einem Fehlverhalten des Schaltgeräts führen. Solche Fehler können eine unzureichende Federspeicherenergie, Hydraulikölleckage, Druckluftleckage im Pneumatischen System und andere Probleme beinhalten. Das Versagen der Antriebseinrichtung beeinträchtigt nicht nur die Leistung des Schaltgeräts, sondern kann auch die sichere und stabile Betriebsweise des gesamten Energiesystems gefährden.

2.3 Kontaktverschleiß

Wenn das Schaltgerät häufig betrieben oder über längere Zeiträume hinweg läuft, können die Kontakte (leitfähige Teile) verschleißen, was die elektrische Leitfähigkeit und die Öffnen- und Schließenfähigkeit des Schaltgeräts beeinträchtigt. Bei schwerem Verschleiß kann es zu Problemen wie Kontakt-Erhitzung und -Verbrennung kommen, was sogar zum Ausfall des Schaltgeräts führen und die stabile Stromversorgung des Energiesystems beeinträchtigen kann.

2.4 Hilfsschalter- und Schutzkreisfehler

Der Hilfsschalter dient zur Überwachung des Zustands des Schaltgeräts, und der Schutzkreis schützt das Schaltgerät vor Schäden, die durch Fehlfunktionen verursacht werden. Wenn diese Komponenten versagen, kann das Schaltgerät möglicherweise nicht korrekt auf die Schutzbedürfnisse des Systems reagieren, was die Sicherheit des gesamten Energiesystems beeinträchtigt.

2.5 Überspannungsproblem

Überspannungen können auftreten, wenn das Schaltgerät Öffnungsoperationen durchführt, und diese Situation kann zu Schäden an umliegender Elektrizitätsausrüstung führen. Um diesen Einfluss zu mildern, werden in der Regel Überspannungsschutzvorrichtungen wie Blitzableiter installiert. Überspannungsschutzmaßnahmen sind entscheidend, um die stabile Betriebsweise des Energiesystems und die Sicherheit der Ausrüstung zu gewährleisten.

2.6 Alterung oder Beschädigung mechanischer Komponenten

Bei langfristigem Betrieb oder in harschen Umgebungen können die mechanischen Komponenten des Schaltgeräts altern, verformen usw., was ihre mechanische Leistung beeinträchtigt. Der Schaden an mechanischen Komponenten kann dazu führen, dass das Schaltgerät nicht normal funktioniert und sogar zu Unfällen führen.

3 Wartungs- und Reparaturmaßnahmen für häufige Fehler von Hochspannungs-SF₆-Schaltgeräten bei Umspannwerkswartung
3.1 Wartung und Reparatur bei SF₆-Gasleckage

Um den sicheren Betrieb von SF₆-Gasanlagen zu gewährleisten, wird empfohlen, Ultraschall-Leckdetektoren oder Halogen-Leckdetektoren zu verwenden. Beide sind wirksame Werkzeuge zur Detektion von SF₆-Gasleckagen. Regelmäßige Inspektionen können potenzielle Leckpunkte zeitgerecht erkennen, und entsprechende Maßnahmen können ergriffen werden, um zu verhindern, dass Gasleckagen Schaden an der Umwelt und der Ausrüstung verursachen.

Während der täglichen Wartung sollte der Zustand der Dichtungen genau überwacht werden. Sobald Anzeichen von Alterung oder Beschädigung der Dichtungen festgestellt werden, müssen sie sofort ersetzt werden. Während des Austauschs der Dichtungen sollten die Abdichtungsanforderungen, die vom Hersteller bereitgestellt werden, streng eingehalten werden, um sicherzustellen, dass die neuen Dichtungen korrekt installiert und ihre ordnungsgemäße Abdichtungsfunktion erfüllt wird, was die Dichtheit und Betriebssicherheit der Ausrüstung gewährleistet.

Während des Überwachungsprozesses, wenn eine Abnahme des Drucks des SF₆-Gases festgestellt wird, was ein Hinweis auf Gasleckage sein könnte, sollten sofort Maßnahmen ergriffen werden, um das Gas aufzufüllen, um sicherzustellen, dass die Ausrüstung einen normalen Arbeitsdruckbereich aufrechterhalten kann. Beim Auffüllen des Gases sollte hochreines SF₆-Gas verwendet werden, das den Standards entspricht, um zu vermeiden, dass die Isolierleistung der Ausrüstung durch unzureichende Gasreinheit beeinträchtigt wird. Gleichzeitig sollte während des Gasfüllvorgangs die Einführung von Verunreinigungen streng kontrolliert werden, um die Reinheit des Gases zu gewährleisten, was die stabile Betriebsweise der Ausrüstung und die Verlängerung ihrer Lebensdauer sicherstellt.

3.2 Wartung und Reparatur bei Antriebseinrichtungsfehlern

Um den normalen Betrieb der Antriebseinrichtung zu gewährleisten, sollte regelmäßig der Federspeicherzustand geprüft werden, um sicherzustellen, dass die Feder ausreichende Energiereserven hat. Für Ausrüstungen mit hydraulischen Antriebseinrichtungen muss der Ölstand des Hydrauliköls sorgfältig überprüft werden, um sicherzustellen, dass er auf einem angemessenen Niveau liegt, und die Ölqualität sollte bewertet werden, um sicherzustellen, dass sie den Standardanforderungen entspricht. Sobald ein unzureichender Ölstand oder eine Verschlechterung der Ölqualität festgestellt wird, sollten sofort Maßnahmen ergriffen werden, um das Hydrauliköl aufzufüllen oder zu ersetzen, um den normalen Betrieb des Systems aufrechtzuerhalten.

Für Ausrüstungen mit pneumatischen Antriebseinrichtungen sind regelmäßige Inspektionen unerlässlich. Dies beinhaltet die Überwachung des Drucks der Druckluft, um sicherzustellen, dass er innerhalb eines sicheren und effektiven Bereichs liegt, sowie die Prüfung der Integrität der Abdichtungskomponenten, um Luftleckagen zu vermeiden, die zu einer Verringerung der Ausrüstungsleistung oder Betriebsstörungen führen könnten. Durch diese präventiven Maßnahmen kann die Stabilität und Zuverlässigkeit des pneumatischen Systems gewährleistet werden.

Um den effizienten Betrieb der Antriebseinrichtung aufrechtzuerhalten, sind regelmäßige Reinigung und Schmierung der mechanischen Komponenten von großer Bedeutung. Die Reinigung kann angesammelten Schmutz und Verunreinigungen entfernen, um zu verhindern, dass sie Verschleiß oder Verstopfung der Ausrüstung verursachen; angemessene Schmierung kann die Reibung zwischen den Komponenten reduzieren und das Risiko von Betriebsstörungen verringern.

3.3 Wartung und Reparatur bei Kontaktverschleiß

Um die sichere und stabile Betriebsweise der elektrischen Ausrüstung zu gewährleisten, muss der Verschleißzustand der Kontakte bei jeder Wartung sorgfältig überprüft werden. Während der Inspektion sollten präzise Messwerkzeuge verwendet werden, um die Dicke der Kontakte zu messen, um sicherzustellen, dass sie innerhalb des vorgesehenen zulässigen Bereichs liegt. Sobald der Verschleiß der Kontakte den vorgesehenen zulässigen Bereich überschreitet, müssen die verschlissenen Kontakte sofort ersetzt werden, um mögliche Fehlfunktionen und Gefahren zu vermeiden.

Für Kontakte mit nur leichtem Verschleiß kann die Oberflächenplanheit durch professionelle Schleifmethoden wiederhergestellt werden. Allerdings muss während der Schleifarbeiten die Tiefe und Kraft des Schleifens streng kontrolliert werden, um zu vermeiden, dass durch Überschleifen zu viel Material der Kontakte verloren geht, was die normale Leistung und Haltbarkeit der Kontakte beeinträchtigen könnte. Daher sollten die Schleifarbeiten von erfahrenen Technikern durchgeführt werden, um die Genauigkeit und Sicherheit der Operation zu gewährleisten.

Um die Haltbarkeit der Kontakte effektiv zu verlängern, ist es ratsam, die Betriebsfrequenz des Schaltgeräts zu optimieren, um unnötige häufige Operationen zu reduzieren. Häufige Operationen beschleunigen nicht nur den Verschleiß der Kontakte, sondern können auch das vorzeitige Altern anderer Komponenten der elektrischen Ausrüstung verursachen. Daher sind sorgfältige Planung und Anpassung der Betriebsfrequenz sowie das Vermeiden unnötiger Operationen wichtige Maßnahmen, um die Haltbarkeit der Kontakte zu verbessern und den stabilen Betrieb der Ausrüstung zu gewährleisten.

3.4 Wartung und Reparatur bei Hilfsschalter- und Schutzkreisfehlern

①Inspektion der Hilfsschalter
Um den normalen Betrieb und die Sicherheit der Ausrüstung zu gewährleisten, sind regelmäßige und detaillierte Inspektionen der Hilfsschalter von großer Bedeutung. Dieser Prozess beinhaltet eine gründliche Prüfung des Kontaktzustands des Schalters, um sicherzustellen, dass der Kontakt gut ist und keine Lockerungen oder Korrosionen vorhanden sind. Wenn während der Inspektion Probleme wie schlechter Kontakt oder Verschleiß festgestellt werden, sollten sofort Maßnahmen ergriffen werden, um den Schalter zu justieren oder zu ersetzen, um mögliche Ausrüstungsfehlfunktionen oder Unfälle zu vermeiden.

②Prüfung der Schutzkreise
Der Schutzkreis ist eine wesentliche Komponente, um die sichere Betriebsweise der elektrischen Ausrüstung zu gewährleisten. Daher sind regelmäßige und umfassende Prüfungen des Schutzkreises unerlässlich. Diese Prüfung zielt darauf ab, sicherzustellen, dass der Schutzkreis zuverlässig und zeitgerecht arbeitet und im Falle von abnormalen Situationen den Stromversorgung schnell abschalten kann, um Schäden an der Ausrüstung oder Personenschäden zu vermeiden. Wenn die Prüfergebnisse zeigen, dass es Probleme mit dem Schutzkreis gibt, wie Kalibrierverweichungen oder Komponentenschäden, sollten sofort Kalibrierungen durchgeführt oder die defekten Komponenten ersetzt werden, um die normale Funktion des Kreises zu gewährleisten.

3.5 Wartung und Reparatur bei Überspannungsproblemen

Um den sicheren und stabilen Betrieb des Energiesystems zu gewährleisten, wird empfohlen, in der Nähe des Schaltgeräts Blitzableiter zu installieren. Dies kann effektiv Schäden an der Ausrüstung durch Betriebsüberspannungen aufgrund von Blitzschlägen oder anderen Gründen verhindern, was die Lebensdauer der Ausrüstung verlängert und ihren normalen Betrieb gewährleistet.

Um die Betriebswirkungsgrad und Sicherheit des Energiesystems weiter zu verbessern, ist es ratsam, den Betriebsmodus des Schaltgeräts zu optimieren. Insbesondere sollte darauf geachtet werden, dass bei starken Spannungsschwankungen oder plötzlichen Laständerungen im System die Operation des Schaltgeräts vermieden wird, um Ausrüstungsfehlfunktionen oder Unfälle durch unangemessene Operation zu vermeiden.

3.6 Wartung und Reparatur bei Alterung oder Beschädigung mechanischer Komponenten

Es sollten umfassende Inspektionen der mechanischen Komponenten des Schaltgeräts durchgeführt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Welle, Stangen, Lager usw. Während der Inspektion sollte besondere Aufmerksamkeit auf den Verschleißgrad, Risse, Verformungen und andere Phänomene der Komponenten gelegt werden. Sobald Anzeichen von Alterung oder Beschädigung festgestellt werden, sollten sofort Ersatz oder Reparatur durchgeführt werden, um eine weitere Ausdehnung des Fehlers zu verhindern.

Für Schlüsselkomponenten wie Wellen und Stangen sollten regelmäßige Schmierbehandlungen durchgeführt werden, um den Verschleiß zu reduzieren und die Lebensdauer zu verlängern. Gleichzeitig sollten für anfällige Teile wie Lager regelmäßig deren Betriebszustand überprüft werden, um eine glatte Drehung und keine ungewöhnlichen Geräusche oder Erwärmungen zu gewährleisten. Bei Bedarf sollten neue Lager ersetzt werden, um den normalen Betrieb der mechanischen Komponenten zu gewährleisten.

Für die mechanischen Komponenten des Schaltgeräts sollten auch regelmäßig Lasttests durchgeführt werden, um Operationen unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen zu simulieren, um ihre Leistung und Zuverlässigkeit zu testen. Durch diese Tests können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt werden, und entsprechende Wartungsmaßnahmen können ergriffen werden, um die Stabilität und Sicherheit des Schaltgeräts unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu gewährleisten.

Für alle Wartungs- und Reparaturarbeiten sollten detaillierte Aufzeichnungen erstellt werden, einschließlich Informationen wie Modell der ersetzen Komponente, Wartungszeit und Bediener. Diese Aufzeichnungen haben wichtige Referenzwert für zukünftige Wartungsarbeiten und Fehleranalyse, helfen, die Wartungseffizienz und die Betriebssicherheit des Schaltgeräts zu verbessern.

3.7 Andere Wartungsmaßnahmen

Um den stabilen Betrieb des Energiesystems zu gewährleisten, sollte regelmäßig die Betriebstemperatur des Schaltgeräts überprüft werden, um Schäden an der Ausrüstung durch Überhitzung zu vermeiden. Dieser Schritt ist entscheidend, um den normalen Betrieb der Ausrüstung und die Verlängerung ihrer Lebensdauer zu gewährleisten.

Um den normalen Betriebszustand des Schaltgeräts aufrechtzuerhalten, ist regelmäßige Reinigung seines Gehäuses unerlässlich. Indem man Staubansammlungen auf der Oberfläche entfernt und Korrosion und andere Probleme verhindert, können die negativen Auswirkungen dieser Faktoren auf die Ausrüstungsleistung effektiv vermieden werden, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Energiesystems gewährleistet.

Mit dem ständigen Fortschritt der Technologie ist eine zeitnahe technische Modernisierung des Schaltgeräts ein effektives Mittel, um seine Leistung und Zuverlässigkeit zu verbessern. Durch die Analyse der Betriebsbedingungen und historischen Daten der Ausrüstung können gezielte technische Upgrades durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das Schaltgerät den Anforderungen moderner Energiesysteme gerecht wird.

4 Schlussfolgerung

In der Umspannwerkswartung des Energiesystems haben die Wartung und Fehlersuche von Hochspannungs-SF₆-Schaltgeräten große Bedeutung. Durch regelmäßige Inspektionen und geeignete Wartungsmaßnahmen können Fehler effektiv verhindert werden, was den sicheren und stabilen Betrieb des Energiesystems gewährleistet. In diesem Prozess sollten Techniker strikt die Betriebsvorschriften befolgen, fortschrittliche Detektionsausrüstungen und -technologien verwenden und kontinuierlich die Qualität und Effizienz der Wartung verbessern, um eine solide Garantie für den zuverlässigen Betrieb des Energiesystems zu bieten.