بحث حول تحليل الأعطال وطرق التعامل معها في مفاتيح الدائرة من نوع SF6

في نظام المحطة الكهربائية، تعتبر مفاتيح الدائرة ذات الجهد العالي أجهزة قاطعة للتيار الكهربائي، ومن بينها فإن مفاتيح الدائرة SF₆ هي الأكثر شيوعًا. تستخدم هذه المفاتيح غاز SF₆ كوسيلة عزل رئيسية. بناءً على تأثير طاقة القوس الكهربائي، يتم تشكيل غاز SF₆ المضغوط ليطفئ القوس الكهربائي فورًا، مما يحقق انقطاع التيار المقنن والتيار المعطوب، ويعمل على حماية خطوط القطع والتجهيزات الكهربائية من التلف. يتم تجهيز النظام بجهاز تشغيل كامل يمكنه التحكم في مفتاح الدائرة عبر عمليات الفتح والإغلاق، ويتميز بأداء قوي.

تعتبر مفاتيح الدائرة SF₆ ضرورية لعمل محطات التحويل بشكل طبيعي. بمجرد حدوث خلل في مفتاح الدائرة SF₆، سيؤثر ذلك مباشرة على عمل كل نظام في محطة التحويل. هذا يظهر أهمية أعمال الصيانة والحماية لمفاتيح الدائرة SF₆. في هذا السياق البيئي، فإن استكشاف طرق تحليل وأساليب معالجة أعطال مفاتيح الدائرة SF₆ له أهمية عملية كبيرة.

1 تحليل الأعطال الشائعة لمفاتيح الدائرة SF₆
1.1 ضعف ضغط غاز SF₆

خلال التشغيل الفعلي لمفاتيح الدائرة SF₆، من المرجح حدوث حالة ضعف ضغط غاز SF₆. بمجرد حدوث هذا الخلل، سيكون قيمة الضغط على مقياس ضغط SF₆ أقل من القيمة المقننة للضغط. في التحكم عن بعد، سيصدر نظام الإدارة الخلفي إنذارًا لتحذير الموظفين الإداريين بأن ضغط غاز SF₆ منخفض جدًا.

هذه الظاهرة تحدث بشكل أساسي بسبب انخفاض درجة الحرارة المحيطة في المنطقة التي يوجد فيها مفتاح الدائرة SF₆، أو وجود تسريب للغاز في نظام SF₆، أو عدم دقة قراءة مقياس الضغط، مما يؤدي إلى فشل جهاز الاستشعار الكثافة لـ SF₆ وبالتالي يؤدي إلى ضعف ضغط غاز SF₆ وتسبب فشل مفتاح الدائرة SF₆.

1.2 فشل مفتاح الدائرة SF₆ في الإغلاق أو الفتح

خلال تشغيل مفتاح الدائرة SF₆، بعد إصدار الأوامر الفعلية للفتح والإغلاق تحت التحكم اليدوي، لا يستجيب مفتاح الدائرة SF₆، مما يتسبب في فشل مفتاح الدائرة SF₆ في الإغلاق أو الفتح.

تشمل أسباب هذا المشكل الرئيسي ثلاثة جوانب. أولاً، فشل نظام تخزين الطاقة بالزنبرك وعدم قدرته على توفير الطاقة والقوة لعمليات الفتح والإغلاق لمفتاح الدائرة SF₆. ثانيًا، انسداد الدائرة التحكمية مما يؤدي إلى فتح دائرة وإعاقة نقل أوامر الفتح والإغلاق. ثالثًا، هناك فشل في الربط الميكانيكي. حتى لو تم نقل الأمر، فإن فشل أو تلف المكونات الميكانيكية يجعل الأمر المنقول غير قابل للتنفيذ.

1.3 خلل الفتح الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆

خطل الفتح الوهمي هو أحد الأعطال الشائعة لمفاتيح الدائرة SF₆. يشير بشكل أساسي إلى حالة تفتح فيها مفتاح الدائرة SF₆ تلقائيًا دون أمر تشغيلي، مما يجعل مفتاح الدائرة SF₆ خارج السيطرة ويؤثر على التشغيل الطبيعي للمحطة الكهربائية.

أسباب هذا الخلل تشمل بشكل رئيسي الخطأ البشري أو اللمس العرضي. قد يكون أيضًا نتيجة للاهتزاز الميكانيكي الخارجي. يمكن أن تؤدي الأعطال الكهربائية أيضًا إلى الفتح التلقائي لمفتاح الدائرة SF₆، وذلك أساساً بسبب الحماية الخاطئة وقيم الإعداد الخاطئة. أثناء التوصيل الثنائي الأرضي لنظام التيار المستمر، بعد توصيل مصدر الطاقة الموجب والسالب، يتم نقل وإرسال إشارة حماية التوقيت، مما يؤدي إلى أفعال خاطئة. بالإضافة إلى ذلك، الأعطال الميكانيكية مثل فشل داعم الإغلاق أو تحول برغي التثبيت قد تسبب أيضًا خلل الفتح الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆.

1.4 خلل الإغلاق الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆

خطل الإغلاق الوهمي هو أحد الأعطال الشائعة لمفاتيح الدائرة SF₆. يشير إلى حالة تغلق فيها مفتاح الدائرة SF₆ تلقائيًا دون أمر تشغيلي، مما يجعل مفتاح الدائرة SF₆ خارج السيطرة ويؤثر على التشغيل الطبيعي للمحطة الكهربائية.

الأسباب الرئيسية لهذا الخلل تشمل عدم توصيل نقاط التلامس الموجبة والسالبة في الدائرة المستمرة ولكن توصيلهما بالأرض في نفس الوقت، مما يشكل دائرة تحكم بالإغلاق وبالتالي يسبب خلل الإغلاق؛ المقاومة الصغيرة للفائف ماسحة الإغلاق تقلل من الجهد التشغيلي، مما يسبب نبضة مؤقتة في النظام المستمر ويؤدي إلى خلل الإغلاق؛ ويمكن أن تسبب أيضًا تلف داعم الفتح خلل الإغلاق الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆.

2 طرق المعالجة لأعطال مفاتيح الدائرة SF₆
2.1 طريقة معالجة خلل ضعف ضغط غاز SF₆

بمجرد حدوث خلل ضعف ضغط غاز SF₆، يجب على فنيي الصيانة أولاً تسجيل قيمة مقياس الضغط لمفتاح الدائرة SF₆ بشكل منتظم وتحويلها إلى قيمة الضغط عند درجة الحرارة القياسية لتحديد ما إذا كان ضغط الغاز في مفتاح الدائرة SF₆ طبيعيًا. إذا استمر الضغط في الانخفاض، يتم تشخيصه بأنه تسرب للغاز في مفتاح الدائرة SF₆.

بعد شحن مفتاح الدائرة SF₆ إلى الضغط المقنن، يجب مراقبة تغير مقياس الضغط. استخدم كاشف تسرب SF₆ لفحص جميع أجزاء مفتاح الدائرة SF₆، بما في ذلك الأجزاء المتصلة، وخواتم المطاط المختومة، وموضع مفصل مقياس الضغط. وفقًا للحالة الفعلية، يمكن وضع ماء الصابون على الأجزاء المشتبهة بالتسرب لتحديد موقع التسرب.

خلال معالجة التسرب، يجب إجراء لحام إصلاح للأجزاء المتسربة. استبدل الأجزاء المتسربة والتالفة وفقًا لاستخدام كل جزء. في الممارسة العملية، يمكن أن يؤدي فشل جهاز الاستشعار الكثافة أيضًا إلى إصدار الإنذار المنخفض للضغط، يمكن لفنيي الصيانة فحص جهاز الاستشعار الكثافة، خاصة أجزاء المؤشر والswith، لاستبعاد حالة التصاق أو قصر الدائرة، واستبدال جهاز الاستشعار التالف في الوقت المناسب لإزالة الخلل.

2.2 طريقة معالجة خلل فشل مفتاح الدائرة SF₆ في الإغلاق أو الفتح

في حالة فشل مفتاح الدائرة SF₆ في الإغلاق أو الفتح، يجب إزالة الخلل وفقًا للسبب المحدد للفشل.

بالنسبة لفشل مفتاح الدائرة SF₆ في الإغلاق أو الفتح بسبب فشل نظام تخزين الطاقة بالزنبرك، يجب على فنيي الصيانة فحص تشغيل الswith المساعد والمحرك لتوفير الطاقة في نظام تخزين الطاقة بالزنبرك، واستبدال المكونات التي لديها علامات الاحتراق على السطح الخارجي في الوقت المناسب. إذا كانت المظهر طبيعيًا، يجب إزالة أسلاك المحرك واختبار ما إذا كانت مقاومة المحرك وسوستة الطاقة المساعدة تعمل بشكل طبيعي. إذا كانت الطاقة مخزنة بشكل طبيعي بعد الإغلاق واستمر المحرك في العمل، يتم تحديد أن سوستة الطاقة المساعدة لا يمكنها قطع الدائرة في الوقت المناسب بسبب الأسباب مثل التصاق الرطوبة أو الاحتراق، مما يؤدي إلى فشل مفتاح الدائرة SF₆. يجب على فنيي الصيانة قطع سوستة الطاقة يدويًا لمنع احتراق المكونات بسبب التشغيل الطويل الأمد للمحرك، واستبدال السوستة المساعدة، وفحص ما إذا كان الجهاز بأكمله متأثرًا بالرطوبة أو التسرب، واتخاذ تدابير مكافحة الرطوبة والتسرب في الوقت المناسب لمنع تكرار فشل مفتاح الدائرة SF₆.

بالنسبة لفشل مفتاح الدائرة SF₆ في الإغلاق أو الفتح بسبب انسداد الدائرة التحكمية، يجب على فنيي الصيانة أولاً فحص حالة ملفات الفتح والإغلاق للمفتاح، وفحص ما إذا كانت الأسلاك التحكمية مقطوعة، واستبعاد فضاعة أو انفصال نقاط التوصيل والswith المساعدة. أولاً، يجب على فنيي الصيانة فحص ما إذا كانت ملفات الفتح والإغلاق محمومة أو محترقة، واستبدال ملفات الفتح والإغلاق التالفة في الوقت المناسب. ثانيًا، وفقًا لرسم الدائرة لمفتاح الدائرة SF₆، استخدم متر متعدد لفحص الاتصال بدائرة المفتاح، واستبعاد حالة انقطاع الأسلاك أو فضاعة التوصيلات لضمان أن الدائرة القفلية طبيعية. بمجرد حدوث أي استثناء، يمكن تحديد نقطة الخلل فورًا وإزالة الخلل.

بالنسبة لفشل مفتاح الدائرة SF₆ في الإغلاق أو الفتح بسبب فشل الربط الميكانيكي، يجب على فنيي الصيانة التوقف عن استخدام مفتاح الدائرة SF₆ وإبلاغ الزعيم الأعلى عن الفشل الميكانيكي. عادةً ما تشمل الأعطال الميكانيكية مشكلات مثل تعقيد الآلية، وفك صلابة داعم الفتح، وانفصال قضيب الربط. يجب على فنيي الصيانة فك المكونات الميكانيكية التالفة، واستعادة المكونات الميكانيكية الأصلية إلى مواقعها الأصلية وفقًا لدليل المصنع، واستبدال المكونات الميكانيكية التالفة، وتنظيف الغبار على المكونات، وإضافة زيت التشحيم المناسب، وإزالة مشكلة تعقيد الآلية لتحقيق إزالة الخلل.

2.3 طريقة معالجة خلل الفتح الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆

بالنسبة لخلل الفتح الوهمي الناجم عن الخطأ البشري أو اللمس العرضي، يجب على فنيي الصيانة أولاً فحص عرض الإشارة لمفتاح الدائرة SF₆، واستبعاد خلل السوستة، وإعادة تشغيل مفتاح الدائرة SF₆ لتزويد الطاقة. بالنسبة لخلل الفتح الوهمي الناجم عن الأعطال الكهربائية، يجب على فنيي الصيانة أولاً فحص الإشارة وقيمة الإعداد لمفتاح الدائرة SF₆، والعثور على نقطة الخلل، وتحليل سبب الخلل، وإزالة وإصلاح المكونات التالفة في الوقت المناسب. بالنسبة للمكونات التي تتأثر بالرطوبة بسبب الختم السيء، استبدل المكونات الختمية وقم بتثبيت جهاز تسخين لمكافحة الرطوبة وجفاف الهواء لإزالة مشكلة الخلل. بالنسبة لخلل الفتح الوهمي الناجم عن الأعطال الميكانيكية، يجب على فنيي الصيانة فك الجزء الميكانيكي، وإعادة تصحيح موقع برغي التثبيت، واستبدال أو إصلاح داعم الإغلاق، وإزالة خلل الفتح الوهمي، وبالتالي ضمان التشغيل الطبيعي لمفتاح الدائرة SF₆.

2.4 طريقة معالجة خلل الإغلاق الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆

في معالجة خلل الإغلاق الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆، يجب على فنيي الصيانة تحديد السبب الرئيسي لخلل الإغلاق الوهمي لمفتاح الدائرة SF₆ واعتماد طرق معالجة مستهدفة لإزالة الخلل. يجب على فنيي الصيانة فحص حالة مكافحة الرطوبة لكل مكون من مكونات مفتاح الدائرة SF₆ بشكل منتظم. إذا كان الإغلاق ناتجًا عن توصيل نقاط التلامس الموجبة والسالبة بالأرض في نفس الوقت، ويتم الحكم على أنه ناتج عن الرطوبة في الدائرة الثانوية، يمكن تركيب جهاز مكافحة الرطوبة وجفاف الهواء في الأجزاء المتأثرة بالرطوبة، وسد الثقوب المتسربة للمياه في الوقت المناسب لإزالة الخلل. في الوقت نفسه، يجب على فنيي الصيانة فحص جميع الدوائر الثانوية، واستبدال المكونات التالفة أو التالفة في الوقت المناسب، وإزالة الخلل. بالإضافة إلى ذلك، يجب على فنيي الصيانة فحص مكون داعم الفتح، واستبدال مكون داعم الفتح التالف، وإزالة الخلل.

3 تحليل الحالة
3.1 ظاهرة الخلل

تم تشغيل مفتاح دارة LW15 - 252 من نوع SF₆ في عام 2007. بعد انقطاع المفتاح، ظل القفل في وضع مفرط، وكان هناك فاصل غير طبيعي حوالي 10 ملم بين القفل والموجه الإغلاق، مع تلامس غير طبيعي. ومع ذلك، بعد تقديم مصدر الطاقة النبضي للإغلاق، عملت الملف والموجه بشكل طبيعي، لكن القفل لا يزال غير قادر على التحرر للإغلاق. بعد فك القفل يدويًا، لا يزال المفتاح غير قادر على الإغلاق.

3.2 تحليل الخلل

من خلال تحليل سجل بيانات التشغيل لهذا المفتاح، تم اكتشاف أن المفتاح قام بقطع التيار 132 مرة أثناء التشغيل. عندما يتم قطع التيار، يتم إنتاج كمية كبيرة من الحرارة، وسي способ القوس الكهربائي ذو الحرارة العالية لتعزيز تراكم المواد الناتجة عن التفاعل الكيميائي. خاصة لقطع التيار الكبير، يتم تشكيل تأثير كاتاليكي، مما يسرع التفاعل الكيميائي للمواد الداخلية ويزيد من كمية الغبار.

لذلك، التشخيص الأولي لهذا خلل المفتاح هو أن منتجات تحلل القوس الكهربائي الناتجة عن قطع التيار تتفاعل كيميائيًا مع زيت السيليكون في البيئة المختومة، مما يشكل كمية كبيرة من المواد مثل SiF₄ و Si(CH₃)₂F₂. تتجمد هذه المواد الصلبة في قضيب الختم المكبح، مما يعيق نقل قضيب الختم المكبح، مما يؤدي إلى ظاهرة الانغلاق ويسبب فشل الإغلاق لمفتاح الدائرة SF₆.

3.3 إزالة الخلل

قام فنيو الصيانة بتفكيك جسم المفتاح المعيب. في الفحص الخارجي، تم اكتشاف أن قضيب الختم المكبح كان متسخًا بشكل واضح، وكان هناك كمية كبيرة من زيت السيليكون على خاتم الختم في نظام الختم المكبح، ملتصقًا بسطح قضيب الختم المكبح، مما يزيد من الاحتكاك بين قضيب الختم المكبح وخاتم الختم أثناء عملية النقل، مما يؤدي إلى عدم قدرة قضيب الختم المكبح على النقل بشكل طبيعي وحدوث الانغلاق. استبدال مكونات نظام الكبح لا يمكن أن يحل المشكلة بشكل جذري، حيث أنه يعالج الأعراض وليس السبب الجذري.

في الفحص الداخلي، تم تفكيك جسم المفتاح، وتم اكتشاف كمية كبيرة من المسحوق الرمادي والأبيض الملتصق بجدار أنبوب الفخار المطفئ للقوس الكهربائي، وقضيب الختم المكبح، وقضيب العزل. هذه المساحيق هي أساسا مواد صلبة مثل SiF₄ و Si(CH₃)₂F₂ التي تكونت تحت القوس الكهربائي ذو الحرارة العالية. بمجرد تراكمها إلى مستوى معين، قد تسبب حوادث انهيار العزل.

4 الخلاصة

باختصار، خلال الإدارة اليومية، يجب على المسؤولين أن يكونوا على دراية بالأعطال الشائعة لمفاتيح الدائرة SF₆ وأن يطوروا حلولًا عملية. بمجرد حدوث خلل، يجب تحديد نقطة الخلل وإزالتها في الوقت المناسب، وإزالة المخاطر، وتقليل وقت انقطاع التيار الكهربائي، ومنع حدوث انقطاع التيار الكهربائي خارج التسلسل، وبالتالي تعزيز سلامة واستقرار التزويد بالطاقة في محطات التحويل.

لذلك، بالإضافة إلى استبدال مكونات نظام الكبح، يحتاج فنيو الصيانة أيضًا إلى استبدال مكونات الختم والقضاء على المكونات، وتنظيف الغبار في غرفة القضاء على القوس الكهربائي. بعد إزالة الخلل، تم إعادة تشغيل المفتاح وعمل بشكل طبيعي.