उच्च वोल्टता SF6 सर्किट ब्रेकर के संचालन और रखरखाव के मुख्य बिंदुओं का संक्षिप्त विश्लेषण

1 सारांश

सर्किट ब्रेकर आम स्थितियों में संचालन तरीके के अनुसार सर्किट को जोड़ने और अलग करने में सक्षम होते हैं। एक दोष होने पर, वे द्वितीयक संरक्षण संकेतों के आधार पर तेजी से दोषपूर्ण उपकरणों को कट भी कर सकते हैं, या अस्थायी दोष के निकालने के बाद सर्किट को जोड़कर बिजली की आपूर्ति को फिर से स्थापित कर सकते हैं। इस प्रकार, उनमें नियंत्रण और संरक्षण की दोहरी क्षमता होती है। वर्तमान में, पिंडिंगशान क्षेत्र में सौ से अधिक उप-स्टेशन हैं। प्रत्येक उप-स्टेशन में, प्रत्येक आउटगोइंग लाइन, प्रत्येक इनकमिंग लाइन तरफ, और डबल बसबार के जोड़ के लिए सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता होती है। 110 kV और 220 kV उप-स्टेशनों में उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर का व्यापक उपयोग उनकी गुणवत्ताओं जैसे मजबूत ब्रेकिंग क्षमता, तेज एक्शन स्पीड, आसान रखरखाव, और उच्च स्थिरता के कारण होता है।

उच्च-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर मुख्य रूप से गतिशील संपर्क, स्थिर संपर्क, धूम्रानुदाहरण चैम्बर, और चालक भागों से बने होते हैं। गतिशील और स्थिर संपर्क धूम्रानुदाहरण चैम्बर के अंदर स्थित होते हैं और विद्युत धारा को रोकने के लिए इस्तेमाल किए जाते हैं। स्थिर संपर्क अपनी जगह पर रहता है, और गतिशील संपर्क संचालन मेकेनिज्म द्वारा ऊर्जा से चालित होता है जिससे सर्किट ब्रेकर खोलने और बंद करने के कार्यों को पूरा कर सकता है। संचालन मेकेनिज्म गतिशील संपर्क से ट्रांसमिशन मेकेनिज्म और एक अलग-अलग रोधी पोल द्वारा जुड़ा होता है।

हालांकि वर्तमान में प्रयोग में लाए जाने वाले उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर की क्षमता अपेक्षाकृत पूर्ण है, फिर भी विद्युत ग्रिड, बाह्य वातावरण, और आंतरिक कारकों में परिवर्तन के कारण संचालन के दौरान दोष हो सकते हैं। 220 kV उप-स्टेशनों में प्रयोग में लाए जाने वाले उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर के उदाहरण से, यह लेख उनके संचालन के दौरान सामान्य समस्याओं और संबंधित संभावित संभाल पर लघु चर्चा करता है।

2 मौजूदा समस्याओं का विश्लेषण और संचालन और रखरखाव के महत्वपूर्ण बिंदु

उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर के कई घटक, जैसे संचालन मेकेनिज्म, ट्रांसमिशन मेकेनिज्म, धूम्रानुदाहरण भाग, और धारा-चालक भाग, संचालन के दौरान विभिन्न दोषों के लिए आसुत होते हैं। पिंडिंगशान क्षेत्र के उप-स्टेशनों के पिछले संचालन में, निम्नलिखित घटनाएं हुई हैं:

• SF₆ गैस के रिसाव के कारण उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर को जबरन रोकना पड़ा।

• हाइड्रोलिक मेकेनिज्म में तेल के गंभीर रिसाव के कारण दबाव लॉकआउट हो गया, या स्प्रिंग मेकेनिज्म में असामान्यता के कारण ऊर्जा संचय विफल रहा, जिससे उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर धारा को नियमित रूप से रोकने में असमर्थ रहे।

• मेकेनिज्म के अंदर की समस्याओं, जैसे नियंत्रण सर्किट की टूटने, के कारण सर्किट ब्रेकर खोलने और बंद करने की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सका।

• पोर्सेलेन इंसुलेटर की टूटने के कारण उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर को नुकसान पहुंचा।

• धारा-चालक समस्याओं से उत्पन्न अतितापन ने उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर को नियमित रूप से संचालित नहीं करने दिया।

• बाह्य वातावरण या इंसुलेशन भाग के नुकसान के प्रभाव से सर्किट ब्रेकर को विभिन्न डिग्री का नुकसान पहुंचा और नियमित संचालन नहीं कर पाया।

ये समस्याएं उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर को विभिन्न डिग्री से नुकसान पहुंचा सकती हैं और उनके नियमित संचालन को प्रभावित कर सकती हैं। दैनिक निरीक्षण और रखरखाव के दौरान, उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर के इन घटकों पर अधिक ध्यान देना चाहिए ताकि विद्युत प्रणाली की बिजली की आपूर्ति की विश्वसनीयता में सुधार हो सके। निम्नलिखित उपरोक्त समस्याओं का व्यक्तिगत विश्लेषण है।

2.1 धूम्रानुदाहरण भाग

उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर को धारा शून्य पारित आधार पर धूम्रानुदाहरण की पुनर्जागरण को प्रभावी रूप से रोकने के लिए पर्याप्त धूम्रानुदाहरण ब्लो क्षमता और इलेक्ट्रिकल रिकवरी स्ट्रेंथ होनी चाहिए। उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर का धूम्रानुदाहरण प्रक्रिया धूम्रानुदाहरण चैम्बर में होती है, जो मुख्य रूप से गतिशील और स्थिर मुख्य संपर्क, गतिशील और स्थिर आर्किंग संपर्क, बड़े और छोटे नोजल, कंप्रेशन सिलेंडर, और पिस्टन से बना होता है। विशेष रूप से:

• मुख्य संपर्क सर्किट ब्रेकर के नियमित संचालन के दौरान धारा को ले जाते हैं।

• आर्किंग संपर्क मुख्य संपर्कों के समानांतर जुड़े होते हैं, और उनका संपर्क यात्रा मुख्य संपर्कों से अधिक होती है। वे धारा अवरोधन या बंद करने के दौरान सभी आर्क नुकसान सहन कर सकते हैं, जिससे मुख्य संपर्कों को नुकसान से बचाया जा सकता है।

• नोजल जेट गैस के प्रवाह की दिशा और गति को सीमित करते हैं ताकि सर्वोत्तम धूम्रानुदाहरण ब्लो प्रभाव प्राप्त हो सके।

• पिस्टन गतिशील संपर्क चलने पर कंप्रेशन सिलेंडर में गैस को दबाता है, सिलेंडर में गैस दबाव को बढ़ाता है ताकि सर्वोत्तम धूम्रानुदाहरण गैस दबाव प्राप्त हो सके।

संचालन के दौरान, SF₆ गैस का रिसाव सर्किट ब्रेकर के स्थिर संचालन को प्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करेगा। जब गैस दबाव कम थ्रेशहोल्ड से नीचे गिर जाता है, सर्किट ब्रेकर निम्न दबाव के कारण एलर्ट देगा या लॉकआउट हो जाएगा। इस मामले में, दोष हो सकता है, जिससे बिजली की आपूर्ति का क्षेत्र बढ़ सकता है।

2.2 मैकेनिकल भाग

उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर का मैकेनिकल प्रदर्शन सीधे उनकी धूम्रानुदाहरण क्षमता को निर्धारित करता है और उनके खोलने और बंद करने की गति और समय पर प्रभाव डालता है। मैकेनिकल भाग लगभग संचालन मेकेनिज्म और ट्रांसमिशन मेकेनिज्म में विभाजित किया जा सकता है। सर्किट ब्रेकर दोषों के सांख्यिकीय डेटा के अनुसार, चीन में 63.2% सर्किट ब्रेकर दोष संचालन मेकेनिज्म के कारण होते हैं।

पिंडिंगशान क्षेत्र में 110 kV और उससे अधिक उप-स्टेशनों में प्रयोग में लाए जाने वाले SF₆ सर्किट ब्रेकर के संचालन मेकेनिज्म लगभग हाइड्रोलिक मेकेनिज्म और स्प्रिंग मेकेनिज्म में विभाजित होते हैं। स्प्रिंग मेकेनिज्म अपनी सरल मैकेनिकल संरचना, आसान रखरखाव, तेज रिस्पॉन्स स्पीड, पर्यावरण दोस्त और कम लागत के लाभों के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, संचालन समय बढ़ने के साथ, स्प्रिंग की लोच कम हो जाती है। यह स्थिति हो सकती है कि सर्किट ब्रेकर खोलने के स्प्रिंग की ऊर्जा संचय विफल रहने के कारण दोषपूर्ण धारा को रोकने में असमर्थ रहे, या फिर बंद करने के स्प्रिंग की ऊर्जा संचय विफल रहने के कारण पुनर्जोड़न विफल रहे।

हाइड्रोलिक मेकेनिज्म में अधिक विश्वसनीयता, उच्च सुरक्षा, और लंबे सेवा जीवन के लाभ होते हैं। जब हाइड्रोलिक मान कम थ्रेशहोल्ड से नीचे गिर जाता है, तो शून्य-दबाव लॉकआउट सक्रिय हो जाता है ताकि दबाव की हानि के कारण धीमा खोलने से बचा जा सके। नियंत्रण प्रणाली मोटर को शुरू करेगी ताकि दबाव बढ़े, और निर्धारित समय के बाद, समय रिले नियंत्रण सर्किट को कट देगा ताकि दबाव बढ़ना बंद हो जाए।

इसके अलावा, कनेक्टिंग रोड, क्रैंक आर्म, और घूर्णन अक्ष जैसे ट्रांसमिशन मेकेनिज्म खोलने और बंद करने की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। खोलने और बंद करने के सिग्नल प्राप्त होने पर, खोलने और बंद करने के स्प्रिंग ऊर्जा रिलीज़ करते हैं और कनेक्टिंग रोड और क्रैंक आर्म जैसे ट्रांसमिशन मेकेनिज्म के माध्यम से संपर्कों को खोलने और बंद करने की गतिविधियों को पूरा करते हैं। यदि कनेक्टिंग रोड, क्रैंक आर्म, या घूर्णन अक्ष विकृत या टूट गए हों, तो सर्किट ब्रेकर के खोलने और बंद करने के दौरान नियमित ट्रांसमिशन प्रभावित होगा।

2.3 संचालन वातावरण

आउटडोर-प्रकार के SF₆ सर्किट ब्रेकरों को संचालन के दौरान वातावरण के परिवर्तनों का ध्यान रखना चाहिए। उदाहरण के लिए, मजबूत हवा की स्थिति में, लीड वायर बहुत जोर से हिल सकते हैं या विदेशी वस्तुएं उन पर फंस सकती हैं। जब बिजली की ग्रिड या ग्राउंडिंग सिस्टम पर बिजली का झटका आता है, तो ओवर-वोल्टेज सर्ज हो सकता है, जिससे सर्किट ब्रेकर ट्रिप हो सकता है। बारिश या बर्फ की स्थिति में, सर्किट ब्रेकर की सतह नम हो सकती है, जिससे कोरोना डिस्चार्ज हो सकता है। यदि सतह पर प्रदूषण हो, तो अधिक गंभीर प्रदूषण फ्लैशओवर हो सकता है। बर्फ या बर्फ की जमाव की स्थिति में, जंक्शन अतितापित हो सकते हैं। जब तापमान तेजी से बदलता है, तो सर्किट ब्रेकर का तेल स्तर और गैस दबाव भी तेजी से बदल सकता है, जिससे इन्सुलेशन प्रदर्शन में कमी आ सकती है और इसके खोलने और बंद करने की गति प्रभावित हो सकती है।

2.4 इंसुलेशन भाग

इंसुलेशन भाग उपकरणों को हवा से अलग करने का काम करता है। आम इंसुलेशन सामग्रियों में पोर्सेलेन इंसुलेटर, कंपोजिट इंसुलेटर, और सिलिकोन रबर इंसुलेटर शामिल हैं। वर्तमान में, पिंडिंगशान क्षेत्र में SF₆ सर्किट ब्रेकरों का बाहरी इंसुलेशन अधिकांशतः पोर्सेलेन से बना होता है।

संचालन के दौरान, पोर्सेलेन इंसुलेटरों का इंसुलेशन प्रदर्शन अपनी गुणवत्ता, अयोग्य स्थापना, तापमान के तेजी से परिवर्तन, या अत्यधिक ओवर-वोल्टेज सर्ज के कारण गंभीर रूप से गिर सकता है या भीतर खो भी सकता है। यदि उच्च-वोल्टेज SF₆ सर्किट ब्रेकर का बाहरी इंसुलेशन स्थापना के दौरान समा