Phân tích các lỗi phổ biến của cầu chì cao áp SF6 trong bảo trì trạm điện

1 Cấu trúc cơ bản và nguyên lý hoạt động của công tắc điện áp cao SF₆

Công tắc điện áp cao SF₆, như một thiết bị quan trọng không thể thiếu trong hệ thống điện, cấu trúc và nguyên lý hoạt động của chúng là nền tảng đảm bảo cho sự vận hành an toàn và ổn định của lưới điện. Nó bao gồm nhiều thành phần chính xác, bao gồm nhưng không giới hạn ở các bộ phận cách điện, các bộ phận dẫn điện, buồng dập hồ quang, cơ cấu điều khiển và mạch điều khiển. Các bộ phận cách điện thường sử dụng vật liệu có độ bền cao để chịu được ứng suất trường điện trong môi trường điện áp cao; các bộ phận dẫn điện được làm từ kim loại có tính dẫn điện cao để đảm bảo dòng điện chảy thông suốt.

Buồng dập hồ quang là lõi của công tắc. Nó sử dụng các chất phản ứng mạnh do khí SF₆ phân hủy dưới tác dụng của hồ quang để làm lạnh nhanh hồ quang và tăng tốc độ phục hồi sức mạnh cách điện, do đó đạt được việc ngắt mạch nhanh chóng và an toàn. Khí SF₆, như một khí lưu huỳnh hexafluoride, với tính năng cách điện và dập hồ quang tuyệt vời là những lý do chính khiến nó được sử dụng rộng rãi trong công tắc điện áp cao. Khi dòng điện qua không, khí SF₆ có thể dập tắt hồ quang hiệu quả và ngăn hồ quang tái phát, đảm bảo rằng công tắc có thể hoàn thành nhiệm vụ ngắt mạch một cách đáng tin cậy. Ngoài ra, khí SF₆ có khả năng kín tốt, có thể cách ly hiệu quả sự xâm nhập của hơi ẩm và tạp chất bên ngoài. Điều này rất quan trọng để duy trì sự sạch sẽ và khô ráo của môi trường bên trong công tắc, do đó đảm bảo thiết bị có thể vận hành ổn định trong thời gian dài.

Trong thiết kế, công tắc điện áp cao SF₆ cũng được trang bị các cơ cấu điều khiển tiên tiến và mạch điều khiển. Những thành phần này hoạt động phối hợp để đảm bảo rằng công tắc có thể đáp ứng các yêu cầu vận hành phức tạp của lưới điện. Cơ cấu điều khiển chịu trách nhiệm thực hiện các thao tác đóng và mở của công tắc, trong khi mạch điều khiển chịu trách nhiệm giám sát và điều chỉnh trạng thái làm việc của công tắc để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của các thao tác của nó.

2 Các lỗi phổ biến của công tắc điện áp cao SF₆ trong bảo dưỡng trạm biến áp
2.1 Rò rỉ khí SF₆

Rò rỉ khí SF₆ là một trong những lỗi phổ biến nhất trong công tắc SF₆. Sự rò rỉ này sẽ dẫn đến giảm hiệu suất cách điện bên trong công tắc, do đó ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của nó. Nguyên nhân của rò rỉ có thể bao gồm sự lão hóa và hư hỏng của gioăng, hoặc việc niêm phong kém trong quá trình lắp đặt. Rò rỉ khí không chỉ làm giảm hiệu suất của công tắc mà còn có thể gây hại cho môi trường, vì SF₆ là khí nhà kính có tác động lớn đến tình trạng nóng lên toàn cầu.

2.2 Hư hỏng cơ cấu điều khiển

Cơ cấu điều khiển là bộ phận quan trọng của công tắc, chịu trách nhiệm thực hiện các thao tác đóng và mở. Nếu cơ cấu điều khiển bị hỏng, có thể khiến công tắc hoạt động không đúng. Những lỗi này có thể bao gồm năng lượng lò xo tích trữ không đủ, rò rỉ dầu thủy lực, rò rỉ khí nén trong hệ thống khí nén, và các vấn đề khác. Hư hỏng của cơ cấu điều khiển không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất của công tắc mà còn có thể đe dọa sự vận hành an toàn và ổn định của toàn bộ hệ thống điện.

2.3 Mài mòn tiếp điểm

Khi công tắc được vận hành thường xuyên hoặc chạy trong thời gian dài, các tiếp điểm (bộ phận dẫn điện) có thể bị mài mòn, điều này sẽ ảnh hưởng đến tính dẫn điện và khả năng đóng - mở của công tắc. Khi mài mòn nghiêm trọng, có thể dẫn đến các vấn đề như tiếp điểm nóng lên và cháy, và thậm chí có thể gây ra sự cố của công tắc, ảnh hưởng đến nguồn cung cấp điện ổn định của hệ thống điện.

2.4 Hư hỏng công tắc phụ trợ và mạch bảo vệ

Công tắc phụ trợ được sử dụng để theo dõi trạng thái của công tắc, và mạch bảo vệ được sử dụng để bảo vệ công tắc khỏi sự hư hỏng do sự cố. Nếu các thành phần này bị hỏng, có thể khiến công tắc không phản ứng đúng với nhu cầu bảo vệ của hệ thống, do đó ảnh hưởng đến an toàn của toàn bộ hệ thống điện.

2.5 Vấn đề quá áp

Quá áp có thể xảy ra khi công tắc thực hiện thao tác mở, và tình huống này có thể gây hư hỏng cho các thiết bị điện xung quanh. Để giảm thiểu tác động này, thường được lắp đặt các thiết bị bảo vệ quá áp như arrester. Các biện pháp bảo vệ quá áp là quan trọng để đảm bảo sự vận hành ổn định của hệ thống điện và an toàn của thiết bị.

2.6 Lão hóa hoặc hư hỏng của các bộ phận cơ khí

Trong quá trình vận hành lâu dài hoặc trong môi trường khắc nghiệt, các bộ phận cơ khí của công tắc có thể bị lão hóa, biến dạng, v.v., điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất cơ khí của chúng. Sự hư hỏng của các bộ phận cơ khí có thể khiến công tắc không thể vận hành bình thường, và thậm chí có thể dẫn đến tai nạn an toàn.

3 Biện pháp bảo dưỡng và sửa chữa cho các lỗi phổ biến của công tắc điện áp cao SF₆ trong bảo dưỡng trạm biến áp
3.1 Bảo dưỡng và sửa chữa cho rò rỉ khí SF₆

Để đảm bảo an toàn vận hành của thiết bị khí SF₆, nên sử dụng các thiết bị phát hiện rò rỉ siêu âm hoặc halogen. Cả hai đều là công cụ hiệu quả để phát hiện rò rỉ khí SF₆. Kiểm tra định kỳ có thể phát hiện kịp thời các điểm rò rỉ tiềm ẩn, và các biện pháp tương ứng có thể được thực hiện để ngăn chặn rò rỉ khí gây tổn hại cho môi trường và thiết bị.

Trong bảo dưỡng hàng ngày, cần theo dõi chặt chẽ tình trạng của các gioăng. Ngay khi phát hiện dấu hiệu lão hóa hoặc hư hỏng của gioăng, phải thay thế ngay lập tức. Trong quá trình thay thế gioăng, cần tuân thủ nghiêm ngặt yêu cầu về quy trình niêm phong do nhà sản xuất cung cấp để đảm bảo rằng các gioăng mới có thể được lắp đặt chính xác và phát huy tác dụng niêm phong phù hợp, do đó đảm bảo hiệu suất niêm phong và an toàn vận hành của thiết bị.

Trong quá trình theo dõi, nếu phát hiện áp suất khí SF₆ giảm, có thể là dấu hiệu của rò rỉ khí, cần thực hiện ngay các biện pháp để bổ sung khí để đảm bảo thiết bị có thể duy trì phạm vi áp suất làm việc bình thường. Khi bổ sung khí, cần sử dụng khí SF₆ có độ tinh khiết cao đáp ứng tiêu chuẩn để tránh ảnh hưởng đến hiệu suất cách điện của thiết bị do độ tinh khiết khí không đủ. Đồng thời, trong quá trình bơm khí, cần kiểm soát nghiêm ngặt việc đưa vào các tạp chất để đảm bảo độ tinh khiết của khí, do đó đảm bảo sự vận hành ổn định của thiết bị và kéo dài tuổi thọ của nó.

3.2 Bảo dưỡng và sửa chữa cho sự cố cơ cấu điều khiển

Để đảm bảo hoạt động bình thường của cơ cấu điều khiển, cần kiểm tra định kỳ tình trạng tích trữ năng lượng của lò xo để đảm bảo lò xo có đủ năng lượng dự trữ. Đối với thiết bị có cơ cấu điều khiển thủy lực, cần kiểm tra kỹ mức dầu thủy lực xem có ở mức phù hợp không, và đánh giá chất lượng dầu để đảm bảo nó đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn. Một khi phát hiện mức dầu không đủ hoặc chất lượng dầu suy giảm, cần thực hiện ngay các biện pháp để bổ sung hoặc thay thế dầu thủy lực để duy trì hoạt động bình thường của hệ thống.

Đối với thiết bị có cơ cấu điều khiển khí nén, việc kiểm tra định kỳ là rất cần thiết. Điều này bao gồm việc theo dõi áp suất khí nén để đảm bảo nó nằm trong phạm vi an toàn và hiệu quả, và kiểm tra tính toàn vẹn của các bộ phận niêm phong để ngăn ngừa rò rỉ khí, điều này có thể dẫn đến giảm hiệu suất hoặc sự cố vận hành của thiết bị. Thông qua các biện pháp phòng ngừa này, có thể đảm bảo sự ổn định và đáng tin cậy của hệ thống khí nén.

Để duy trì hoạt động hiệu quả của cơ cấu điều khiển, việc làm sạch và bôi trơn định kỳ các bộ phận cơ khí là rất quan trọng. Việc làm sạch có thể loại bỏ bụi bẩn và tạp chất tích tụ, ngăn chặn chúng gây mài mòn hoặc tắc nghẽn cho thiết bị; việc bôi trơn thích hợp có thể giảm ma sát giữa các bộ phận và giảm nguy cơ sự cố vận hành.

3.3 Bảo dưỡng và sửa chữa cho mài mòn tiếp điểm

Để đảm bảo an toàn và ổn định trong vận hành của thiết bị điện, cần kiểm tra kỹ tình trạng mài mòn của các tiếp điểm trong mỗi lần bảo dưỡng. Trong quá trình kiểm tra, cần sử dụng các công cụ đo chính xác để đo độ dày của các tiếp điểm, đảm bảo nó nằm trong phạm vi cho phép. Một khi phát hiện lượng mài mòn của các tiếp điểm vượt quá phạm vi cho phép, để ngăn ngừa các sự cố và nguy hiểm có thể xảy ra, cần thay thế ngay lập tức các tiếp điểm đã mòn.

Đối với các tiếp điểm chỉ bị mài mòn nhẹ, có thể khôi phục độ phẳng bề mặt bằng các phương pháp mài chuyên nghiệp. Tuy nhiên, trong quá trình mài, cần kiểm soát nghiêm ngặt độ sâu và lực mài để tránh mất mát quá nhiều vật liệu của các tiếp điểm do mài quá mức, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ bình thường của các tiếp điểm. Do đó, công việc mài cần được thực hiện bởi các kỹ thuật viên có kinh nghiệm để đảm bảo độ chính xác và an toàn của thao tác.

Để kéo dài hiệu quả tuổi thọ của các tiếp điểm, nên tối ưu hóa tần suất vận hành của công tắc để giảm các thao tác không cần thiết. Các thao tác thường xuyên không chỉ làm tăng tốc độ mài mòn của các tiếp điểm mà còn có thể gây lão hóa sớm cho các bộ phận khác của thiết bị điện. Do đó, việc lập kế hoạch và điều chỉnh tần suất vận hành một cách hợp lý, tránh các thao tác không cần thiết, là các biện pháp quan trọng để cải thiện tuổi thọ của các tiếp điểm và đảm bảo vận hành ổn định của thiết bị.

3.4 Bảo dưỡng và sửa chữa cho sự cố công tắc phụ trợ và mạch bảo vệ

①Kiểm tra công tắc phụ trợ
Để đảm bảo hoạt động bình thường và an toàn của thiết bị, việc kiểm tra định kỳ và chi tiết các công tắc phụ trợ là rất quan trọng. Quá trình này bao gồm việc kiểm tra kỹ lưỡng tình trạng tiếp xúc của công tắc để đảm bảo tiếp xúc tốt và không bị lỏng lẻo hoặc ăn mòn. Nếu phát hiện các vấn đề như tiếp xúc kém hoặc mài mòn trong quá trình kiểm tra, cần thực hiện ngay các biện pháp để điều chỉnh hoặc thay thế công tắc để tránh các sự cố thiết bị hoặc tai nạn an toàn có thể xảy ra.

②Kiểm tra mạch bảo vệ
Mạch bảo vệ là thành phần quan trọng để đảm bảo an toàn vận hành của thiết bị điện. Do đó, việc kiểm tra định kỳ và toàn diện mạch bảo vệ là rất cần thiết. Mục đích của cuộc kiểm tra này là để đảm bảo rằng mạch bảo vệ hoạt động đáng tin cậy và kịp thời, và có thể cắt điện nhanh chóng trong trường hợp bất thường để ngăn ngừa hư hỏng thiết bị hoặc thương tích cá nhân. Nếu kết quả kiểm tra cho thấy có vấn đề với mạch bảo vệ, như sai lệch hiệu chuẩn hoặc hư hỏng thành phần, cần hiệu chuẩn ngay lập tức hoặc thay thế các thành phần bị hỏng để đảm bảo chức năng bình thường của mạch.

3.5 Bảo dưỡng và sửa chữa cho vấn đề quá áp

Để đảm bảo an toàn và ổn định trong vận hành của hệ thống điện, nên lắp đặt arrester gần công tắc. Điều này có thể ngăn chặn hiệu quả thiệt hại cho thiết bị do quá áp vận hành do sét đánh hoặc các nguyên nhân khác, do đó kéo dài tuổi thọ của thiết bị và đảm bảo hoạt động bình thường của nó.

Để cải thiện hiệu quả và an toàn trong vận hành của hệ thống điện, nên tối ưu hóa chế độ vận hành của công tắc. Đặc biệt, cần chú ý rằng khi điện áp hệ thống dao động lớn hoặc tải hệ thống thay đổi đột ngột, nên tránh vận hành công tắc để ngăn ngừa các sự cố thiết bị hoặc tai nạn an toàn do vận hành không đúng cách.

3.6 Bảo dưỡng và sửa chữa cho lão hóa hoặc hư hỏng của các bộ phận cơ khí

Cần thực hiện các cuộc kiểm tra toàn diện đối với các bộ phận cơ khí của công tắc, bao gồm nhưng không giới hạn ở trục truyền động, thanh nối, ổ bi, v.v. Trong quá trình kiểm tra, cần đặc biệt chú ý đến độ mài mòn, vết nứt, biến dạng và các hiện tượng khác của các bộ phận. Một khi phát hiện dấu hiệu lão hóa hoặc hư hỏng, cần thay thế hoặc sửa chữa ngay lập tức để ngăn chặn sự mở rộng thêm của sự cố.

Đối với các bộ phận quan trọng như trục truyền động và thanh nối, cần thực hiện xử lý bôi trơn định kỳ để giảm mài mòn và kéo dài tuổi thọ. Đồng thời, đối với các bộ phận dễ hỏng như ổ bi, cần kiểm tra định kỳ tình trạng hoạt động của chúng để đảm bảo quay trơn tru và không có tiếng ồn hoặc nóng bất thường. Khi cần thiết, cần thay thế ổ bi mới để đảm bảo hoạt động bình thường của các bộ phận cơ khí.

Đối với các bộ phận cơ khí của công tắc, cũng cần thực hiện các bài kiểm tra tải định kỳ để mô phỏng các thao tác trong điều kiện làm việc thực tế, nhằm kiểm tra hiệu suất và độ tin cậy của chúng. Qua các bài kiểm tra này, có thể phát hiện kịp thời các vấn đề tiềm ẩn và thực hiện các biện pháp bảo dưỡng tương ứng để đảm bảo sự ổn định và an toàn của công tắc trong các điều kiện làm việc khác nhau.

Đối với tất cả các công việc bảo dưỡng và sửa chữa, cần ghi chép chi tiết, bao gồm thông tin như mẫu mã của bộ phận đã thay thế, thời gian bảo dưỡng và người vận hành. Những ghi chép này có giá trị tham khảo quan trọng cho công việc bảo dưỡng sau này và phân tích sự cố, giúp cải thiện hiệu quả bảo dưỡng và độ tin cậy vận hành của công tắc.

3.7 Các biện pháp bảo dưỡng khác

Để đảm bảo vận hành ổn định của hệ thống điện, cần kiểm tra định kỳ nhiệt độ vận hành của công tắc để ngăn ngừa hư hỏng thiết bị do quá nhiệt. Bước này rất quan trọng để đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị và kéo dài tuổi thọ của nó.

Để duy trì trạng thái làm việc bình thường của công tắc, việc làm sạch vỏ định kỳ là rất cần thiết. Bằng cách loại bỏ bụi bẩn tích tụ trên bề mặt và ngăn chặn ăn mòn và các vấn đề khác, có thể tránh hiệu quả các tác động bất lợi của các yếu tố này lên hiệu suất thiết bị, đảm bảo an toàn và đáng tin cậy của hệ thống điện.

Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ, việc cải tạo kỹ thuật kịp thời của công tắc là một phương pháp hiệu quả để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của nó. Bằng cách phân tích điều kiện vận hành và dữ liệu lịch sử của thiết bị, có thể thực hiện các nâng cấp kỹ thuật cần thiết một cách có mục tiêu để đảm bảo rằng công tắc có thể đáp ứng yêu cầu của hệ thống điện hiện đại.

4 Kết luận

Trong công việc bảo dưỡng trạm biến áp của hệ thống điện, bảo dưỡng và khắc phục sự cố của công tắc điện áp cao SF₆ có ý nghĩa rất quan trọng. Qua các cuộc kiểm tra định kỳ và các biện pháp bảo dưỡng phù hợp, có thể ngăn chặn hiệu quả sự xảy ra các sự cố, đảm bảo vận hành an toàn và ổn định của hệ thống điện. Trong quá trình này, các kỹ thuật viên cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình vận hành, sử dụng các thiết bị và công nghệ phát hiện tiên tiến, và liên tục cải thiện chất lượng và hiệu quả bảo dưỡng để cung cấp sự đảm bảo vững chắc cho vận hành đáng tin cậy của hệ thống điện.