Analyse van veelvoorkomende storingen bij hoogspanningsschakelaars met SF6 in onderhoud van elektriciteitscentrales

1 Basisstructuur en werking van hoogspannings SF₆ schakelaars

Hoogspannings SF₆ schakelaars zijn onmisbare sleutelapparatuur in het elektriciteitsnetwerk. Hun structuur en werking vormen de hoekstenen voor de veilige en stabiele werking van het netwerk. Ze bestaan uit meerdere precisiecomponenten, waaronder maar niet beperkt tot isolatoren, geleidende delen, boogdoofkamers, bedieningsmechanismen en sturingsschakelingen. Isolatoren gebruiken meestal materialen met hoge sterkte om de elektrische veldspanningen in hoogspanningsomgevingen te weerstaan; geleidende delen worden gemaakt van metalen met hoge geleidbaarheid om een soepele stroom doorlatendheid te garanderen.

De boogdoofkamer is het hart van de schakelaar. Het maakt gebruik van de zeer reactieve stoffen die ontstaan bij de decompositie van SF₆-gas onder invloed van een boog, om de boog snel af te koelen en de herstel van de isolatiekracht te versnellen, waardoor een snelle en veilige interruptie van het circuit wordt bereikt. SF₆-gas, als zeshexafluoride, heeft uitstekende isolatie- en boogdoofeigenschappen, wat de belangrijkste redenen zijn voor zijn wijdverspreide toepassing in hoogspanningsschakelaars. Op het moment dat de stroom nul passeert, kan SF₆-gas effectief de boog doven en voorkomen dat de boog opnieuw oplaait, waardoor de schakelaar betrouwbaar de interruptietaken kan voltooien. Bovendien heeft SF₆-gas uitstekende dichtheidskenmerken, waarmee externe vochtinbreng en vervuiling effectief kunnen worden geïsoleerd. Dit is van groot belang voor het behouden van de reinheid en droogheid van de interne omgeving van de schakelaar, waardoor de apparatuur langdurig stabiel kan blijven werken.

In termen van ontwerp zijn hoogspannings SF₆-schakelaars ook uitgerust met geavanceerde bedieningsmechanismen en sturingsschakelingen. Deze componenten werken samen om ervoor te zorgen dat de schakelaar kan reageren op diverse complexe operatievereisten van het elektriciteitsnetwerk. Het bedieningsmechanisme is verantwoordelijk voor het uitvoeren van de open- en sluitbewegingen van de schakelaar, terwijl de sturingsschakeling verantwoordelijk is voor het bewaken en aanpassen van de werkingstoestand van de schakelaar om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van haar acties te waarborgen.

2 Algemene storingen van hoogspannings SF₆ schakelaars tijdens substationonderhoud
2.1 Leiding van SF₆ gas

Leiding van SF₆ gas is een van de meest voorkomende storingen in SF₆ schakelaars. Dergelijke leiding zal leiden tot een afname van de isolatieprestaties binnen de schakelaar, waardoor de normale werking ervan wordt beïnvloed. De oorzaken van leiding kunnen ouderdom en beschadiging van dichtingen, of slechte verzegeling tijdens installatie zijn. Gasleiding vermindert niet alleen de prestaties van de schakelaar, maar kan ook schadelijk zijn voor het milieu, omdat SF₆ een broeikasgas is dat een aanzienlijke impact heeft op de opwarming van de aarde.

2.2 Bedieningsmechanisme-fout

Het bedieningsmechanisme is een cruciaal onderdeel van de schakelaar dat verantwoordelijk is voor open- en sluitoperaties. Als het bedieningsmechanisme faalt, kan dit leiden tot fouten in de schakelaar. Dergelijke fouten kunnen onder meer ontoereikende veerverenergie, hydraulische olieleiding, luchtcompressielektrische leiding in het pneumatische systeem, en andere problemen omvatten. Het falen van het bedieningsmechanisme beïnvloedt niet alleen de prestaties van de schakelaar, maar kan ook de veilige en stabiele werking van het hele elektriciteitsnetwerk in gevaar brengen.

2.3 Contactverslijtage

Wanneer de schakelaar frequent wordt bediend of lange tijd draait, kunnen de contacten (geleidende delen) slijten, wat de elektrische geleidbaarheid en de open- en sluitcapaciteit van de schakelaar beïnvloedt. Bij ernstige slijtage kan dit problemen veroorzaken zoals contactverhitting en brand, en kan zelfs leiden tot het falen van de schakelaar, waardoor de stabiele stroomvoorziening van het elektriciteitsnetwerk wordt beïnvloed.

2.4 Fouten in de hulpcontacten en beschermingscircuits

De hulpcontacten worden gebruikt om de status van de schakelaar te bewaken, en de beschermingscircuits worden gebruikt om de schakelaar te beschermen tegen schade door storingen. Als deze componenten falen, kan de schakelaar niet correct reageren op de beschermingsbehoeften van het systeem, waardoor de veiligheid van het hele elektriciteitsnetwerk wordt beïnvloed.

2.5 Overspanningsproblemen

Overspanning kan optreden wanneer de schakelaar opening-operaties uitvoert, en deze situatie kan schade toebrengen aan omringende elektrische apparatuur. Om deze impact te verminderen, worden overspanningsbeveiligingsapparaten zoals bliksemafleiders meestal geïnstalleerd. Overspanningsbeveiligingsmaatregelen zijn cruciaal voor het waarborgen van de stabiele werking van het elektriciteitsnetwerk en de veiligheid van de apparatuur.

2.6 Veroudering of schade aan mechanische componenten

Bij langdurige werking of in strenge omstandigheden kunnen de mechanische componenten van de schakelaar verouderen, vervormen, enz., wat hun mechanische prestaties beïnvloedt. Schade aan mechanische componenten kan ertoe leiden dat de schakelaar niet normaal kan functioneren en kan zelfs leiden tot veiligheidsincidenten.

3 Onderhouds- en reparatiemaatregelen voor algemene storingen van hoogspannings SF₆ schakelaars tijdens substationonderhoud
3.1 Onderhoud en reparatie voor SF₆ gasleiding

Om de veilige werking van SF₆ gasapparatuur te waarborgen, wordt aangeraden ultrageluidlekkagedetectoren of halogeenlekkagedetectoren te gebruiken. Beide zijn effectieve tools voor het detecteren van SF₆ gasleiding. Regelmatige inspecties kunnen potentiële lekpunten snel detecteren, en passende maatregelen kunnen worden genomen om leiding te voorkomen die schade toebrengt aan het milieu en de apparatuur.

Tijdens dagelijks onderhoud moet de status van de dichtingen nauwlettend worden bewaakt. Zodra tekenen van veroudering of schade aan de dichtingen worden opgemerkt, moeten ze onmiddellijk worden vervangen. Tijdens het vervangen van de dichtingen moeten de verzegelingsprocesvereisten die door de fabrikant worden verstrekt, strikt worden nageleefd om ervoor te zorgen dat de nieuwe dichtingen correct kunnen worden geïnstalleerd en hun juiste verzegelingswerking kunnen uitoefenen, waardoor de verzegelingsprestaties en veiligheid van de apparatuur worden gegarandeerd.

Tijdens het monitoringproces, indien een daling van de druk van SF₆ gas wordt gedetecteerd, wat mogelijk een teken van gasleiding is, moeten onmiddellijk maatregelen worden genomen om het gas aan te vullen om ervoor te zorgen dat de apparatuur een normale werkdruk kan handhaven. Bij het aanvullen van het gas moet zuiver SF₆ gas dat aan de normen voldoet, worden gebruikt om te voorkomen dat de isolatieprestaties van de apparatuur worden beïnvloed door onvoldoende gaszuiverheid. Tegelijkertijd moet tijdens het invullen van het gas streng worden gecontroleerd op de introductie van vervuiling om de zuiverheid van het gas te waarborgen, waardoor de stabiele werking van de apparatuur wordt gegarandeerd en de levensduur wordt verlengd.

3.2 Onderhoud en reparatie voor bedieningsmechanisme-fouten

Om de normale werking van het bedieningsmechanisme te waarborgen, moet regelmatig de energiereserve van de veer worden gecontroleerd om ervoor te zorgen dat de veer voldoende energiereserves heeft. Voor apparatuur met hydraulische bedieningsmechanismen moet de oliestatus van de hydraulische olie zorgvuldig worden gecontroleerd om te zien of deze op een geschikte niveau staat, en de oliekwaliteit moet worden beoordeeld om te zorgen dat deze voldoet aan de standaardvereisten. Zodra er wordt vastgesteld dat het oliniveau ontoereikend is of de oliekwaliteit achteruitgaat, moeten onmiddellijk maatregelen worden genomen om de hydraulische olie aan te vullen of te vervangen om de normale werking van het systeem te handhaven.

Voor apparatuur met pneumatische bedieningsmechanismen zijn regelmatige inspecties essentieel. Dit omvat het controleren van de druk van het samengeperste lucht om ervoor te zorgen dat deze binnen een veilig en effectief bereik ligt, en het controleren van de integriteit van de verzegelingscomponenten om luchtverlies te voorkomen, wat kan leiden tot een afname van de prestaties van de apparatuur of operationele storingen. Door deze preventieve maatregelen kan de stabiliteit en betrouwbaarheid van het pneumatische systeem worden gewaarborgd.

Om de efficiënte werking van het bedieningsmechanisme te handhaven, zijn regelmatige reiniging en smering van mechanische componenten van groot belang. Reiniging kan opgeslagen vuil en vervuiling verwijderen om te voorkomen dat deze slijtage of verstopping van de apparatuur veroorzaken; gepaste smering kan de wrijving tussen componenten verminderen en het risico op operationele storingen verminderen.

3.3 Onderhoud en reparatie voor contactverslijtage

Om de veilige en stabiele werking van elektrische apparatuur te waarborgen, moet de slijtageconditie van de contacten zorgvuldig worden gecontroleerd tijdens elk onderhoud. Tijdens de inspectie moeten precieze meetinstrumenten worden gebruikt om de dikte van de contacten te meten om ervoor te zorgen dat deze binnen de gespecificeerde toelaatbare grenzen ligt. Zodra wordt vastgesteld dat de slijtage van de contacten de gespecificeerde toelaatbare grenzen overschrijdt, moeten de versleten contacten onmiddellijk worden vervangen om mogelijke storingen en gevaren te voorkomen.

Voor contacten met slechts lichte slijtage kan de oppervlakflatheid worden hersteld door middel van professionele slijptechnieken. Tijdens de slijpoperatie moet echter de slijpdiepte en -kracht strikt worden gecontroleerd om te voorkomen dat er door overdreven slijpen te veel materiaal van de contacten wordt verloren, wat de normale prestaties en levensduur van de contacten kan beïnvloeden. Daarom moet het slijpwerk worden uitgevoerd door ervaren technici om de nauwkeurigheid en veiligheid van de operatie te waarborgen.

Om de levensduur van de contacten effectief te verlengen, is het raadzaam de bedieningsfrequentie van de schakelaar te optimaliseren om onnodige frequente bedieningen te verminderen. Frequent bedienen versnelt niet alleen de slijtage van de contacten, maar kan ook leiden tot vroegtijdig verouderen van andere componenten van de elektrische apparatuur. Daarom zijn het zorgvuldig plannen en aanpassen van de bedieningsfrequentie en het vermijden van onnodige bedieningen belangrijke maatregelen om de levensduur van de contacten te verbeteren en de stabiele werking van de apparatuur te waarborgen.

3.4 Onderhoud en reparatie voor hulpcontact- en beschermingscircuitfouten

①Inspectie van hulpcontacten
Om de normale werking en veiligheid van de apparatuur te waarborgen, zijn regelmatige en gedetailleerde inspecties van de hulpcontacten van groot belang. Dit proces omvat een grondige inspectie van de contactconditie van de schakelaar om goede contacten en geen losse of corrosieve punten te garanderen. Indien tijdens de inspectie problemen zoals slechte contacten of slijtage worden vastgesteld, moeten onmiddellijk maatregelen worden genomen om de schakelaar te ajusteren of te vervangen om mogelijke apparatuurfouten of veiligheidsincidenten te voorkomen.

②Testen van beschermingscircuits
Het beschermingscircuit is een cruciale component om de veilige werking van elektrische apparatuur te waarborgen. Daarom is regelmatig en grondig testen van het beschermingscircuit essentieel. Dit testen heeft als doel ervoor te zorgen dat het beschermingscircuit betrouwbaar en tijdig werkt, en dat het in geval van abnormale situaties snel de stroomvoorziening kan afsluiten om apparatuurschade of persoonlijk letsel te voorkomen. Indien de testresultaten aangeven dat er problemen zijn met het beschermingscircuit, zoals kalibratieafwijkingen of componentbeschadigingen, moet onmiddellijk gekalibreerd worden of de beschadigde componenten vervangen worden om de normale functie van het circuit te waarborgen.

3.5 Onderhoud en reparatie voor overspanningsproblemen

Om de veilige en stabiele werking van het elektriciteitsnetwerk te waarborgen, wordt aangeraden arresters in de buurt van de schakelaar te installeren. Dit kan effectief schade aan de apparatuur voorkomen veroorzaakt door bedrijfs-overspanning wegens bliksem of andere redenen, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt verlengd en de normale werking ervan wordt gewaarborgd.

Om de werkefficiëntie en veiligheid van het elektriciteitsnetwerk verder te verbeteren, is het raadzaam de bedieningsmodus van de schakelaar te optimaliseren. In het bijzonder moet worden opgemerkt dat wanneer de systeemspanning sterk fluctueert of de systeembelasting plotseling verandert, de bediening van de schakelaar moet worden vermeden om apparatuurschade of veiligheidsincidenten te voorkomen door onjuiste bediening.

3.6 Onderhoud en reparatie voor veroudering of schade aan mechanische componenten

Er moeten grondige inspecties worden uitgevoerd op de mechanische componenten van de schakelaar, waaronder maar niet beperkt tot overbrengingsassen, koppelingen, lagers, enz. Tijdens de inspectie moet speciale aandacht worden besteed aan de slijtagegraad, scheuren, vervormingen en andere verschijnselen van de componenten. Zodra tekenen van veroudering of schade worden opgemerkt, moet onmiddellijk vervanging of reparatie worden uitgevoerd om verdere uitbreiding van de storing te voorkomen.

Voor cruciale componenten zoals overbrengingsassen en koppelingen moet regelmatig smering worden toegepast om slijtage te verminderen en de levensduur te verlengen. Tegelijkertijd moet voor kwetsbare onderdelen zoals lagers, hun werkingstoestand regelmatig worden gecontroleerd om soepele rotatie en geen abnormale geluiden of verhitting te garanderen. Wanneer nodig, moeten nieuwe lagers worden vervangen om de normale werking van de mechanische componenten te waarborgen.

Voor de mechanische componenten van de schakelaar moeten ook regelmatig belastingsproeven worden uitgevoerd om de werking onder werkelijke werkomstandigheden te simuleren om hun prestaties en betrouwbaarheid te testen. Door deze tests kunnen potentiele problemen snel worden gedetecteerd, en passende onderhoudsmaatregelen worden genomen om de stabiliteit en veiligheid van de schakelaar onder verschillende werkomstandigheden te waarborgen.

Voor alle onderhouds- en reparatieactiviteiten moeten gedetailleerde records worden bijgehouden, waaronder informatie zoals het model van de vervangen component, onderhoudstijd, en operatiepersoneel. Deze records hebben een belangrijke referentiewaarde voor latere onderhoudsactiviteiten en foutanalyse, helpen de onderhoudsefficiëntie te verbeteren en de operationele betrouwbaarheid van de schakelaar te waarborgen.

3.7 Andere onderhoudsmaatregelen

Om de stabiele werking van het elektriciteitsnetwerk te waarborgen, moet de werkingstemperatuur van de schakelaar regelmatig worden gecontroleerd om apparaatschade door oververhitting te voorkomen. Deze stap is cruciaal voor het waarborgen van de normale werking van de apparatuur en het verlengen van de levensduur.

Om de normale werkingstoestand van de schakelaar te handhaven, is regelmatige reiniging van de behuizing essentieel. Door stofopbouw op het oppervlak te verwijderen en corrosie en andere problemen te voorkomen, kunnen de negatieve effecten van deze factoren op de apparaatprestaties effectief worden vermeden, waardoor de veiligheid en betrouwbaarheid van het elektriciteitsnetwerk worden gewaarborgd.

Met de voortdurende vooruitgang van de technologie is de tijdige technische transformatie van de schakelaar een effectieve manier om de prestaties en betrouwbaarheid te verbeteren. Door de werkingstoestand en historische gegevens van de apparatuur te analyseren, kunnen gerichte technische upgrades worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de schakelaar aan de eisen van moderne elektriciteitsnetwerken voldoet.

4 Conclusie

Bij het onderhoud van substations in het elektriciteitsnetwerk is het onderhoud en probleemoplossing van hoogspannings SF₆ schakelaars van groot belang. Door regelmatige inspecties en passende onderhoudsmaatregelen kan het optreden van storingen effectief worden voorkomen, waardoor de veilige en stabiele werking van het elektriciteitsnetwerk wordt gewaarborgd. Tijdens dit proces moeten technici strikt de bedieningsprocedures volgen, geavanceerde detectieapparatuur en technologieën gebruiken, en continu de kwaliteit en efficiëntie van het onderhoud verbeteren om een solide garantie te bieden voor de betrouwbare werking van het elektriciteitsnetwerk.