Saīsināta analīze par augspieduma SF6 pārslēgu uzturēšanas un apkalpošanas galvenajiem punktiem

1 Pārskats

Strāvas izolētāji normālas darbības laikā var savienot un atvienot šķēršņus saskaņā ar darbības režīmu. Kad notiek kļūda, tie var ātri atvienot defektīgo aprīkojumu, pamatojoties uz sekundāro aizsardzības signālu, vai savienot šķēršņu, lai atjaunotu elektrosniedzību pēc pagaidu kļūdas novēršanas. Tādējādi tiem ir abas funkcijas - kontrolēšana un aizsardzība. Pašlaik Pīngdingšānas rajonā ir vairāk nekā simts transformatoru staciju. Katrā transformatoru stacijā katram izlaižu līnijas, ieejas līnijas malas un dubultās matu savienojuma šķēršņam ir nepieciešami strāvas izolētāji. Augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāji plaši tiek izmantoti 110 kV un 220 kV transformatoru stacijās tādēļ, ka to priekšrocības ietver spēcīgu izolēšanas spēju, ātru darbības ātrumu, vieglu uzturēšanu un augstu stabilitāti.

Augstsprieguma strāvas izolētāji galvenokārt sastāv no kustīgajiem kontaktiem, nemainīgajiem kontaktiem, lodes iznīcināšanas kameras un strāvas vedējiem. Kustīgie un nemainīgie kontakti atrodas lodes iznīcināšanas kamerā un tiek izmantoti, lai pārtrauktu strāvu. Nemainīgais kontakts paliek vienā un tajā pašā vietā, bet kustīgais kontakts tiek pārveidotā mehānismā, lai strāvas izolētājs varētu veikt atvienošanas un savienošanas operācijas. Pārveidošanas mehānisma saistība ar kustīgo kontakta tiek nodrošināta caur pārnesešanas mehānismu un izolējošu izvelkšanas šķērsli.

Lai arī parasti izmantoto augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju veiktspēja ir salīdzinoši pilnīga, darbības laikā joprojām var rasties kļūdas dēļ elektrotīkla, ārējās vides un iekšējo faktoru maiņas. Ņemot vērā augstsprieguma SF₆ strāvas izolētājus, kas tiek izmantoti 220 kV transformatoru stacijās, šajā rakstā īsumā apspriežas to darbības laikā bieži sastopamās problēmas un atbilstošie risinājumi.

2 Esošo problēmu analīze un ekspluatācijas un apkopes galvenie punkti

Augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju daudzi komponenti, piemēram, pārveidošanas mehānisma, pārnesešanas mehānisma, lodes iznīcināšanas daļa un strāvas vedēja daļa, darbības laikā ir ieinteresētas dažādās kļūdās. Pīngdingšānas rajona transformatoru staciju pagātnē esot notikušas šādas situācijas:

• Augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāji tika piespiestos apturēt darbību dēļ SF₆ gāzes izplešanās.

• Spiediena bloķēšana notika dēļ smagās eļļas izplešanās hidrauliskajā mehānismā, vai enerģijas krājums neizdevās dēļ spraugu mehānismā, kas rezultēja augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju nevarēšanu normāli pārtraukt strāvu.

• Strāvas izolētājs nespēja darboties dēļ problēmām mehānismā patiesībā, piemēram, bojājumi kontroles šķēršņos, kas neļāva to atbilstoši atvienot un savienot.

• Augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāji tika bojāti dēļ porceļāna izolatora sadalīšanās.

• Pārmērīgā karstums, kas radās dēļ strāvas vedēja problēmām, neļāva augstsprieguma SF₆ strāvas izolētājiem normāli darboties.

• Strāvas izolētājs cietā dažādā mērā bojājumus un nevarēja uzturēt normālu darbību dēļ ārējās vides ietekmes vai izolācijas daļas bojājumiem.

Šīs problēmas var izraisīt noteiktu mērā augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju bojājumus un ietekmēt to normālo darbību. Ikdienu inspekcijas un uzturēšanas laikā vajadzētu pievērst lielāku uzmanību šo augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju komponentu pārbaudei, lai uzlabotu elektrosniedzības drošumu. Tālāk šīs problēmas tiks izskatītas atsevišķi.

2.1 Lodes iznīcināšanas daļa

Augstsprieguma SF₆ strāvas izolētājiem jābūt pietiekamai lodes izblāzīšanas spējai un dielektriskās atjaunošanas stiprumam, lai efektīvi novērstu lodes atkaluzņēmšanos strāvas nullei. Augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju lodes iznīcināšanas process notiek lodes iznīcināšanas kamerā, kas galvenokārt sastāv no kustīgajiem un nemainīgajiem galvenajiem kontaktiem, kustīgajiem un nemainīgajiem lodes kontaktiem, lieliem un maziem dzirnavēkiem, kompresijas cilindru un pistons. Konkrēti:

• Galvenie kontakti pārnes strāvu, kad strāvas izolētājs normāli darbojas.

• Lodes kontakti ir savienoti paralēli ar galvenajiem kontaktiem, un tos kontaktēšanas ceļš ir lielāks par galvenajiem kontaktiem. Tie var izturēt visu lodes eroziju strāvas pārtraukuma vai savienošanas laikā, tādējādi aizsargājot galvenos kontaktus no bojājumiem.

• Dzirnavēki ierobežo blāzmas gāzes plūsmas virzienus un ātrumu, lai sasniegtu labāko lodes izblāzīšanas efektu.

• Pistons kompresē gāzi kompresijas cilindrā, kad kustīgais kontakts kustās, palielinot gāzes spiedumu cilindrā, lai sasniegtu optimālo lodes izblāzīšanas gāzes spiedumu.

Darbības laikā SF₆ gāzes izplešanās tieši ietekmēs strāvas izolētāja stabila darbību. Ja gāzes spiediens samazinās zem sliekšņa, strāvas izolētājs izsauks brīdinājumu vai tiks nobloķēts dēļ zema spiediena. Šajā gadījumā var notikt kļūda, kas potenciāli paplašinās elektrosniedzības traucējuma apjomu.

2.2 Mekhāniskā daļa

Augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju mehāniskā veiktspēja tieši nosaka to lodes iznīcināšanas spēju un ietekmē to atvienošanas un savienošanas ātrumu un laiku. Mekhāniskā daļa var tikt aptuveni sadalīta pārveidošanas mehānismā un pārnesešanas mehānismā. Pēc strāvas izolētāju kļūdu statistikas datiem, Ķīnā 63,2% no strāvas izolētāju kļūdām ir izraisītas pārveidošanas mehānismā.

Pīngdingšānas rajonā izmantotie SF₆ strāvas izolētāju pārveidošanas mehānismi 110 kV un augstākos transformatoru stacijās aptuveni tiek sadalīti hidrauliskajā mehānismā un spraugā. Spraugas mehānismi plaši tiek izmantoti tādēļ, ka to priekšrocības ietver vienkāršu mehānisko struktūru, vieglu uzturēšanu, ātru reaģēšanas ātrumu, videi draudzīgu un zemu izmaksu. Tomēr, kā palielinās darbības laiks, spraugas elastība vājināsies. Var notikt situācijas, kad strāvas izolētājs nespēj pārtraukt kļūdaino strāvu dēļ atvienošanas spraugas neizdošanās krāt enerģiju, vai atkārtota savienošana nedarbojas, jo savienošanas spraugas neizdodas krāt enerģiju atkārtotā savienošanā.

Hidrauliski mehānismi ir ar priekšrocībām, piemēram, spēcīgāka uzticamība, augstāka drošība un ilgāka izmantošanas laiks. Ja hidrauliskais vērtība samazinās zem sliekšņa, tiks aktivizēta nulles spiediena bloķēšana, lai izvairītos no lēnas atvienošanas dēļ spiediena zuduma. Kontroles sistēma aktivizēs motoru, lai palielinātu spiedumu, un pēc iestatītā laika laika relis atvienos kontroles šķēršņus, lai apturētu spieduma palielināšanos.

Turklāt pārnesešanas mehānismi, piemēram, savienojumi, svārsts un rotācijas ass, spēlē svarīgu lomu atvienošanas un savienošanas procesā. Saņemot atvienošanas un savienošanas signālus, atvienošanas un savienošanas spraugas izlej enerģiju un pārved kontaktus, lai veiktu atvienošanas un savienošanas uzdevumus, izmantojot pārnesešanas mehānismus, piemēram, savienojumus un svārstus. Ja savienojumi, svārstus vai rotācijas asis ir deformēti vai sadalīti, tas ietekmēs normālo pārnesešanu strāvas izolētāja atvienošanas un savienošanas laikā.

2.3 Darbības vide

Ārējie tipa SF₆ strāvas izolētāji darbības laikā arī jāpievērš uzmanība darbības vides izmaiņu ietekmei. Piemēram, stiprā vēja apstākļos var notikt, ka vadītājstrāvas var nestabilizi svārstīties vai nomierināties. Ja mugurkauls trāpa elektrotīklu vai zemes sistēmu, var notikt pārsprieguma impulsi, kas izraisīs strāvas izolētāju izslēgšanu. Siltumnīcas vai sniega apstākļos strāvas izolētāja virsma ir iecietīga mitrumam, kas var izraisīt koronas izplūdi. Ja virsma ir piesārņota, var notikt nopietnākas piesārņojuma izplūdes. Sniega akumulācijas vai ledāšanas apstākļos savienojumi var pārmērīgi siltēties. Ja temperatūra mainās nenozīmīgi, strāvas izolētāja eļļas līmenis un gāzes spiediens var arī mainīties nenozīmīgi, kas rezultē strāvas izolētāja izolācijas veiktspējas samazināšanos un ietekmē to atvienošanas un savienošanas ātrumu.

2.4 Izolācijas daļa

Izolācijas daļa palīdz izolēt aprīkojumu no gaisa. Bieži izmantotie izolācijas materiāli ietver porceļāna izolatorus, savienojuma izolatorus un silikona gumijas izolatorus. Pašlaik Pīngdingšānas rajonā SF₆ strāvas izolētāju ārējā izolācija bieži tiek izmantota porceļānā.

Darbības laikā porceļāna izolatoru izolācijas veiktspēja var smagi samazināties vai pat zaudēt, dēļ faktoriem, piemēram, tos patiesās kvalitātes trūkuma, neatbilstoša instalēšanas, temperatūras nenozīmīgas izmaiņas vai pārsprieguma impulsi. Ja augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju ārējā izolācija tiek nevienmērīgi apgrūtināta instalēšanas laikā, ārējā izolācija cietīs vēl lielākus bojājumus ilgtermiņa darbības laikā. Smagākajos gadījumos, var notikt spraugas vai sadalīšanās porceļāna virsmā.

Turklāt ārējās temperatūras nenozīmīgas izmaiņas var būtiski samazināt izolācijas materiālu lūkstošanas un izvilināšanas stiprumu. Ja šajā laikā tiek piemērotas mehāniskas spēces, izolācijas daļa var tikt bojāta vai pat pārpilnina. Ja ārējā izolācija tiek apgrūtināta pārsprieguma, var notikt daļējās izplūdes. Ja virsma ir piesārņota ar pulveri vai melni, un vides apstākļi ir mitri, var notikt piesārņojuma izplūde augstsprieguma elektriskā lauka darbībā.

3 Pasākumi

Tā kā 220 kV transformatoru stacijās ir daudz izlaižu līniju, un attiecīgi, liels skaits SF₆ strāvas izolētāju, lai samazinātu minēto problēmu parādīšanos, jāizstrādā saprātīgs inspekcijas cikls un uzturēšanas cikls, jāizveido pilns defektu apstrādes process un aprīkojuma pieņemšanas standarts, koncentrējoties uz nelaimīgu gadījumu novēršanu, un jāizveido pilns slēgtais pārvaldības sistēma.

3.1 Saprātīga inspekcijas cikla izstrāde

Strāvas izolētāju normāla darbība atkarīga no ikdienas inspekcijas no operāciju un uzturēšanas personāla. Izstrādājot saprātīgu inspekcijas ciklu, var laicīgi atklāt strāvas izolētāju defektus, novēršot tos defektu paplašināšanos un nelaimīgu gadījumu parādīšanos. Tālāk īsumā aprakstīti galvenie punkti, kas jāņem vērā 220 kV augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāju inspekcijas laikā.

• Parastās inspekcijas jāveic vismaz reizi nedēļā. Tas galvenokārt ietver parastas inspekcijas par strāvas izolētāju izskatu, neatbilstošiem troksniem, aprīkojuma izplešanos, darbības vidi, un defektu un potenciālo briesmu izsekot un pārbaudīt. Īpašu uzmanību jāpievērš, lai pārbaudītu, vai augstsprieguma SF₆ strāvas izolētāja spiediena vērtība un eļļas līmenis ir normālā diapazonā, ierakstot spiediena vērtību, novērojot, vai eļļas krāsa ir normāla, un vai enerģijas krājums var tikt veikts normāli.

• Pilnīgas inspekcijas jāveic vismaz reizi mēnesī. Pamatojoties uz parastām inspekcijām, tiks atvērtas transformatoru stacijas aprīkojuma durvis, lai tos pārbaudītu. Tiek ierakstīti strāvas izolētāja gāzes spiediena vērtība un eļļas līmenis; pārbaudīts, vai strāvas izolētāja durvis ir cieši aizvērtas, vai atvilktnes ir labi aizbloķētas, un vai mitruma un temperatūras kontrolēšanas ierīces var normāli darboties; vai atvienošanas un savienošanas spirāles ir fārgu mainījušas, vai ir neatbilstoši troksni, vai liecības no degšanas; vai strāvas izolētāja pārveidošanas un pārnesešanas mehānismi ir normāli; un vai otrās līmeņa vadošie šķēršņi ir pārmērīgi karsti, noturēti vai sadalīti.

• Tumsas inspekcijas jāveic vismaz reizi mēnesī. Tas attiecas uz inspekcijām, ko veic vakarā, kad gaismas ir izslēgtas, koncentrējoties uz to, vai vadītājstrāvas, savienojumi un kleitas ir pārmērīgi karsti, un vai ārējā izolācija izplūst.

• Speciālas inspekcijas tiek veiktas, lai novērstu strāvas izolētāju nepareizo darbību, nespēju darboties, strukturālu deformāciju, izolācijas bojājumu, izplūdi vai piesārņojuma izplūdi dēļ ārējās vides vai sistēmas darbības režīma izmaiņām, kas var ietekmēt strāvas izolētāju normālo darbību. Konkrētās situācijas ietver dažādus inspekcijas ciklus.

3.2 Saprātīga uzturēšanas cikla izstrāde

Regulāras inspekcijas vērstas uz labāku problēmu atklāšanu, bet regulāra uzturēšana var labāk novērst mazus defektus, lai tie neattīstītos par lielākiem nelaimīgajiem gadījumiem. Tālāk ir minēti daži parastie strāvas izolētāju uzturēšanas pasākumi.

• Kabīnetu uzturēšana tiek veikta reizi pusgadā. Galvenokārt tiks pārbaudīts, vai uzmetumu, kabīnetu durvju čukšņi un rokām ir bojāti, vai kabīnets ir rokāts, un vai zemes zīmes ir veselas.

• Bloķēšanas uzturēšana tiek veikta reizi mēnesī. Ugnidrošā bloķēšanas materiāla jāizmanto bloķēšanai, un ja nepieciešams, jāizmanto ugnidroši plāksnes, lai nodrošinātu ciešu bloķēšanu un novērstu bloķēšanas materiāla sabrukumu.

• Mitruma un sildīšanas ierīču un gaismas ierīču uzturēšana tiek veikta reizi kvartālā. Tiek noteikts, vai mitruma un sildīšanas ierīces darbojas normāli atbilstoši vides izmaiņām. Tiek pārbaudīts, vai kabīnetā esošās gaismas ierīces ir normālas, un vai tos kontaktēšanas spēles un vadošie šķēršņi ir noturēti.

3.3 Defektu apstrādes procesa izveide

Inspekcijas un uzturēšanas laikā atrastie defekti jāieraksta un jāpaziņo laicīgi, atbilstoši to smaguma pakāpei. Vēlāk uzturēšanas personāls jāveic laicīgi eksperimentus un uzturēšanas darbus. Pēc uzturēšanas, operāciju un uzturēšanas personāls ir atbildīgs par aprīkojuma pieņemšanu, un aprīkojums tiek ievietots darbā tikai pēc tam, kad tā pieņemšana ir veiksmīga. Caurspīdīgā slēgtais pārvaldības sistēma, kas ietver atklāšanu, reģistrēšanu, ziņošanu, apstrādi un pieņemšanu, ne tikai var pagarināt aprīkojuma izmantošanas laiku, bet arī samazināt nelaimīgu gadījumu parādīšanos un labāk nodrošināt augstākā kvalitātei elektrosniedzību lietotājiem.

3.4 Pieņemšanas ieteikumi

Strāvas izolētāji jāpieņem un jāiegūst apstiprinājums pirms to ievietošanas darbā pēc jaunas instalēšanas vai uzturēšanas. Pieņemšanas laikā jānodrošina, ka strāvas izolētājam nav atlikušas uzturēšanas atkritumu; porceļāna izolatoru ir tīrs un nebojāts; SF₆ gāzes spiediena rādītājs un eļļas līmeņa rādītājs ir normāls; hidrauliskais mehānisma vai spraugas mehānisma var krāt enerģiju normāli; kabīnets ir labi aizslēgts, un savienojumi nav noturēti vai deformēti; un pozīcijas signāli un neatbilstoši brīdinājuma signāli var pareizi darboties.

4 Secinājums