Analisi dei guasti comuni degli interruttori ad alta tensione SF6 nella manutenzione delle sottostazioni

1 Struttura di base e principio di funzionamento degli interruttori ad alta tensione SF₆

Gli interruttori ad alta tensione SF₆, come attrezzature chiave indispensabili nel sistema elettrico, la loro struttura e il principio di funzionamento sono le basi per garantire l'operazione sicura e stabile della rete elettrica. Sono composti da molti componenti di precisione, inclusi ma non limitati a isolatori, parti conduttrici, camere di spegnimento, meccanismi di manovra e circuiti di controllo. Gli isolatori solitamente adottano materiali ad alta resistenza per resistere allo stress del campo elettrico in ambienti ad alta tensione; le parti conduttrici sono realizzate con metalli ad alta conducibilità elettrica per assicurare un flusso di corrente regolare.

La camera di spegnimento è il cuore dell'interruttore. Utilizza le sostanze altamente reattive generate dalla decomposizione del gas SF₆ sotto l'azione dell'arco per raffreddare rapidamente l'arco e accelerare il recupero della forza isolante, così da raggiungere l'interruzione rapida e sicura del circuito. Il gas SF₆, come esadifluoruro di zolfo, le sue eccellenti proprietà isolate e di spegnimento sono le principali ragioni della sua ampia applicazione negli interruttori ad alta tensione. Al momento in cui la corrente passa attraverso zero, il gas SF₆ può estinguere efficacemente l'arco e prevenire la riaccesione dell'arco, assicurando che l'interruttore possa completare in modo affidabile il compito di interruzione. Inoltre, il gas SF₆ ha ottime prestazioni di sigillaggio, che possono isolare efficacemente l'intrusione di umidità e impurità esterne. Questo è di grande importanza per mantenere la pulizia e l'asciuttezza dell'ambiente interno dell'interruttore, garantendo così che l'equipaggiamento possa operare in modo stabile per lunghi periodi.

In termini di progettazione, gli interruttori ad alta tensione SF₆ sono dotati anche di avanzati meccanismi di manovra e circuiti di controllo. Questi componenti lavorano in coordinazione per assicurare che l'interruttore possa rispondere a varie esigenze operative complesse della rete elettrica. Il meccanismo di manovra è responsabile dell'esecuzione delle azioni di apertura e chiusura dell'interruttore, mentre il circuito di controllo è responsabile del monitoraggio e dell'aggiustamento dello stato di lavoro dell'interruttore per garantire l'accuratezza e l'affidabilità delle sue azioni.

2 Malfunzionamenti comuni degli interruttori ad alta tensione SF₆ nella manutenzione della sottostazione
2.1 Perdita di gas SF₆

La perdita di gas SF₆ è uno dei malfunzionamenti più comuni negli interruttori SF₆. Tale perdita porterà a una diminuzione delle prestazioni isolate all'interno dell'interruttore, influenzando quindi la sua normale operazione. Le cause della perdita possono includere l'invecchiamento e il danneggiamento dei sigilli, o un sigillaggio insufficiente durante l'installazione. La perdita di gas non solo riduce le prestazioni dell'interruttore, ma può anche causare danni all'ambiente, poiché il SF₆ è un gas serra che ha un impatto significativo sul riscaldamento globale.

2.2 Malfunzionamento del meccanismo di manovra

Il meccanismo di manovra è una parte chiave dell'interruttore responsabile delle operazioni di apertura e chiusura. Se il meccanismo di manovra si guasta, potrebbe causare il malfunzionamento dell'interruttore. Tali guasti possono includere una scarsa accumulazione di energia della molla, perdite di olio idraulico, perdite di aria compressa nel sistema pneumatico e altri problemi. Il malfunzionamento del meccanismo di manovra non solo influenza le prestazioni dell'interruttore, ma può anche mettere a repentaglio l'operazione sicura e stabile dell'intero sistema elettrico.

2.3 Usura dei contatti

Quando l'interruttore viene utilizzato frequentemente o funziona per lunghi periodi, i contatti (parti conduttrici) possono usarsi, influenzando la conducibilità elettrica e la capacità di apertura-chiusura dell'interruttore. Quando l'usura è grave, può portare a problemi come il surriscaldamento e la bruciatura dei contatti, e può persino causare il malfunzionamento dell'interruttore, influenzando l'approvvigionamento stabile di energia del sistema elettrico.

2.4 Malfunzionamento degli interruttori ausiliari e dei circuiti di protezione

L'interruttore ausiliario è utilizzato per monitorare lo stato dell'interruttore, mentre il circuito di protezione serve a proteggere l'interruttore dai danni causati da malfunzionamenti. Se questi componenti si guastano, potrebbero impedire all'interruttore di rispondere correttamente alle esigenze di protezione del sistema, influenzando così la sicurezza dell'intero sistema elettrico.

2.5 Problema di sovratensione

Una sovratensione può verificarsi quando l'interruttore esegue operazioni di apertura, e questa situazione può causare danni alle apparecchiature elettriche circostanti. Per mitigare questo impatto, sono solitamente installati dispositivi di protezione contro la sovratensione come parafulmini. Le misure di protezione contro la sovratensione sono cruciali per garantire l'operazione stabile del sistema elettrico e la sicurezza delle apparecchiature.

2.6 Invecchiamento o danno dei componenti meccanici

Nel corso di un lungo periodo di operazione o in ambienti ostili, i componenti meccanici dell'interruttore possono invecchiare, deformarsi, ecc., influenzando le loro prestazioni meccaniche. Il danno ai componenti meccanici può impedire all'interruttore di funzionare normalmente e può persino portare a incidenti di sicurezza.

3 Misure di manutenzione e riparazione per i malfunzionamenti comuni degli interruttori ad alta tensione SF₆ nella manutenzione della sottostazione
3.1 Manutenzione e riparazione per la perdita di gas SF₆

Per garantire l'operazione sicura dell'equipaggiamento a gas SF₆, si consiglia di utilizzare rivelatori di fughe ultrasonici o rivelatori di fughe a halogenuri. Entrambi sono strumenti efficaci per rilevare la perdita di gas SF₆. Ispezioni regolari possono rilevare tempestivamente punti di possibile perdita, e misure appropriate possono essere prese per prevenire la perdita di gas che causa danni all'ambiente e all'equipaggiamento.

Nella manutenzione quotidiana, lo stato dei sigilli deve essere monitorato attentamente. Una volta trovati segni di invecchiamento o danno dei sigilli, devono essere sostituiti immediatamente. Durante la sostituzione dei sigilli, devono essere seguite strettamente le istruzioni di sigillatura fornite dal produttore per assicurare che i nuovi sigilli siano installati correttamente e possano esercitare il loro effetto di sigillatura, garantendo così le prestazioni di sigillatura e la sicurezza operativa dell'equipaggiamento.

Durante il processo di monitoraggio, se si rileva una diminuzione della pressione del gas SF₆, che potrebbe essere un segno di perdita di gas, si devono prendere immediatamente misure per reintegrare il gas per assicurare che l'equipaggiamento mantenga una normale pressione di lavoro. Durante il riempimento del gas, si deve utilizzare gas SF₆ ad alta purezza conforme agli standard per evitare che l'insufficiente purezza del gas influenzi le prestazioni isolate dell'equipaggiamento. Allo stesso tempo, durante il processo di riempimento, si deve controllare rigidamente l'introduzione di impurità per garantire la purezza del gas, assicurando così l'operazione stabile dell'equipaggiamento e prolungandone la durata.

3.2 Manutenzione e riparazione per il malfunzionamento del meccanismo di manovra

Per garantire l'operazione normale del meccanismo di manovra, si deve controllare regolarmente la situazione di accumulazione di energia della molla per assicurare che la molla abbia riserve sufficienti di energia. Per l'equipaggiamento con meccanismi di manovra idraulici, è necessario controllare attentamente il livello dell'olio idraulico per vedere se è a un livello appropriato, e valutare la qualità dell'olio per assicurare che soddisfi i requisiti standard. Una volta scoperto che il livello dell'olio è insufficiente o che la qualità dell'olio si è deteriorata, si devono prendere immediatamente misure per reintegrare o sostituire l'olio idraulico per mantenere l'operazione normale del sistema.

Per l'equipaggiamento con meccanismi di manovra pneumatici, ispezioni regolari sono essenziali. Ciò include il monitoraggio della pressione dell'aria compressa per assicurare che sia entro un range sicuro ed efficace, e la verifica dell'integrità dei componenti di sigillatura per prevenire le perdite d'aria, che possono portare a una diminuzione delle prestazioni dell'equipaggiamento o al malfunzionamento. Attraverso queste misure preventive, si può garantire la stabilità e l'affidabilità del sistema pneumatico.

Per mantenere l'efficiente operazione del meccanismo di manovra, la pulizia e la lubrificazione regolare dei componenti meccanici sono di grande importanza. La pulizia può rimuovere sporco e impurità accumulati per prevenire che causino usura o ostruzioni all'equipaggiamento; una lubrificazione appropriata può ridurre l'attrito tra i componenti e ridurre il rischio di malfunzionamenti operativi.

3.3 Manutenzione e riparazione per l'usura dei contatti

Per garantire l'operazione sicura e stabile dell'equipaggiamento elettrico, la condizione di usura dei contatti deve essere controllata attentamente durante ogni manutenzione. Durante l'ispezione, devono essere utilizzati strumenti di misura precisi per misurare lo spessore dei contatti per assicurare che sia entro il range consentito. Una volta scoperto che l'usura dei contatti supera il range permesso, per prevenire possibili malfunzionamenti e pericoli, i contatti usurati devono essere sostituiti immediatamente.

Per i contatti con solo leggera usura, la piana superficie può essere ripristinata attraverso metodi di rettifica professionali. Tuttavia, durante l'operazione di rettifica, la profondità e la forza della rettifica devono essere controllate rigidamente per evitare la perdita eccessiva di materiale dei contatti dovuta a una rettifica eccessiva, che potrebbe influenzare le prestazioni normali e la durata dei contatti. Pertanto, il lavoro di rettifica dovrebbe essere eseguito da tecnici esperti per garantire l'accuratezza e la sicurezza dell'operazione.

Per estendere efficacemente la durata dei contatti, è consigliabile ottimizzare la frequenza di operazione dell'interruttore per ridurre le operazioni inutili e frequenti. Operazioni frequenti non solo accelerano l'usura dei contatti, ma possono anche causare l'invecchiamento prematuro di altri componenti dell'equipaggiamento elettrico. Pertanto, pianificare e regolare in modo ragionevole la frequenza di operazione e evitare operazioni inutili sono misure importanti per migliorare la durata dei contatti e garantire l'operazione stabile dell'equipaggiamento.

3.4 Manutenzione e riparazione per il malfunzionamento degli interruttori ausiliari e dei circuiti di protezione

①Ispezione degli interruttori ausiliari
Per garantire l'operazione normale e la sicurezza dell'equipaggiamento, ispezioni regolari e dettagliate degli interruttori ausiliari sono di grande importanza. Questo processo include un'ispezione approfondita della condizione dei contatti dell'interruttore per assicurare un buon contatto e l'assenza di allentamenti o corrosione. Se durante l'ispezione vengono riscontrati problemi come cattivo contatto o usura, si devono prendere immediatamente misure per regolare o sostituire l'interruttore per evitare possibili malfunzionamenti o incidenti di sicurezza.

②Test dei circuiti di protezione
Il circuito di protezione è un componente chiave per garantire l'operazione sicura dell'equipaggiamento elettrico. Pertanto, test regolari e completi del circuito di protezione sono essenziali. Questo test mira a garantire che il circuito di protezione funzioni in modo affidabile e tempestivo, e possa interrompere rapidamente l'alimentazione in caso di situazioni anomale per prevenire danni all'equipaggiamento o lesioni personali. Se i risultati del test mostrano problemi con il circuito di protezione, come deviazioni di taratura o danni ai componenti, si deve procedere immediatamente alla taratura o sostituire i componenti danneggiati per garantire la funzione normale del circuito.

3.5 Manutenzione e riparazione per i problemi di sovratensione

Per garantire l'operazione sicura e stabile del sistema elettrico, si consiglia di installare parafulmini vicino all'interruttore. Questo può prevenire efficacemente i danni all'equipaggiamento causati dalla sovratensione di operazione dovuta a colpi di fulmine o altre cause, prolungando così la durata dell'equipaggiamento e garantendone l'operazione normale.

Per ulteriormente migliorare l'efficienza e la sicurezza dell'operazione del sistema elettrico, è consigliabile ottimizzare la modalità di operazione dell'interruttore. In particolare, si deve notare che quando la tensione del sistema fluttua molto o il carico del sistema cambia drasticamente, si deve evitare l'operazione dell'interruttore per prevenire malfunzionamenti o incidenti di sicurezza causati da operazioni improprie.

3.6 Manutenzione e riparazione per l'invecchiamento o il danno dei componenti meccanici

Si devono effettuare ispezioni complete sui componenti meccanici dell'interruttore, inclusi ma non limitati a alberi di trasmissione, leve, cuscinetti, ecc. Durante l'ispezione, si deve prestare particolare attenzione al grado di usura, alle crepe, alle deformazioni e ad altri fenomeni dei componenti. Una volta scoperti segni di invecchiamento o danno, si devono effettuare immediatamente sostituzioni o riparazioni per prevenire l'ulteriore espansione del malfunzionamento.

Per componenti chiave come alberi di trasmissione e leve, si deve effettuare regolarmente un trattamento di lubrificazione per ridurre l'usura e prolungare la durata. Allo stesso tempo, per parti vulnerabili come i cuscinetti, si deve controllare regolarmente lo stato di operazione per assicurare una rotazione fluida e l'assenza di rumori o riscaldamenti anomali. Quando necessario, si devono sostituire cuscinetti nuovi per garantire l'operazione normale dei componenti meccanici.

Per i componenti meccanici dell'interruttore, si devono effettuare regolarmente prove di carico per simulare operazioni nelle condizioni di lavoro reali per testare le loro prestazioni e affidabilità. Attraverso questi test, si possono rilevare tempestivamente problemi potenziali e si possono prendere misure di manutenzione appropriate per garantire la stabilità e la sicurezza dell'interruttore in varie condizioni di lavoro.

Per tutte le attività di manutenzione e riparazione, si devono tenere registri dettagliati, inclusi informazioni come il modello del componente sostituito, il tempo di manutenzione e il personale operativo. Questi registri hanno un valore di riferimento importante per le attività di manutenzione successive e l'analisi dei malfunzionamenti, contribuendo a migliorare l'efficienza della manutenzione e l'affidabilità operativa dell'interruttore.

3.7 Altre misure di manutenzione

Per garantire l'operazione stabile del sistema elettrico, si deve controllare regolarmente la temperatura di operazione dell'interruttore per prevenire i danni all'equipaggiamento causati dall'eccesso di calore. Questo passaggio è cruciale per garantire l'operazione normale dell'equipaggiamento e prolungarne la durata.

Per mantenere lo stato di lavoro normale dell'interruttore, la pulizia regolare del suo involucro è essenziale. Rimuovendo l'accumulo di polvere sulla superficie e prevenendo la corrosione e altri problemi, si possono evitare efficacemente gli effetti negativi di questi fattori sulle prestazioni dell'equipaggiamento, garantendo la sicurezza e l'affidabilità del sistema elettrico.

Con il continuo progresso della tecnologia, la trasformazione tecnica tempestiva dell'interruttore è un mezzo efficace per migliorare le sue prestazioni e affidabilità. Analizzando le condizioni di operazione e i dati storici dell'equipaggiamento, si possono effettuare aggiornamenti tecnici mirati per assicurare che l'interruttore possa soddisfare i requisiti dei moderni sistemi elettrici.

4 Conclusione

Nelle attività di manutenzione della sottostazione del sistema elettrico, la manutenzione e la risoluzione dei malfunzionamenti degli interruttori ad alta tensione SF₆ sono di grande importanza. Attraverso ispezioni regolari e misure di manutenzione appropriate, si possono prevenire efficacemente i malfunzionamenti, garantendo l'operazione sicura e stabile del sistema elettrico. In questo processo, i tecnici devono seguire rigidamente le procedure operative, utilizzare strumenti di rilevamento avanzati e tecnologie, e continuare a migliorare la qualità e l'efficienza della manutenzione per fornire una garanzia solida per l'operazione affidabile del sistema elettrico.