Forskning i fejlanalyse og behandlemetoder for SF6-brydere

I understation system bruger højspændingsbrydere som strømafbrydende enheder, hvoraf SF₆-bryderen er den mest almindelige. Disse brydere bruger SF₆-gas som det primære isolerende medium. Baseret på arke-energiens virkning dannes komprimeret SF₆-gas for at øjeblikkeligt slukke arken, og dermed opnås afbrydelse af den nominale strøm og fejlstrøm, hvilket beskytter strømafbrydende linjer og elektriske anlæg mod skade. Systemet er udstyret med et komplekst driftssystem, der kan kontrollere bryderen gennem åbnings- og lukningsoperationer, og har en stærk funktionalitet.

SF₆-brydere er afgørende for den normale drift af understationer. Hvis en SF₆-bryder mislykkes, vil det direkte påvirke drift af hvert understationsystem. Dette viser vigtigheden af vedligeholdelse og beskyttelse af SF₆-brydere. I denne miljøkontekst har undersøgelsen af fejlanalyse og behandlingsmetoder for SF₆-brydere stor praktisk betydning.

1 Analyse af almindelige fejl hos SF₆-brydere
1.1 Utilstrækkelig SF₆-gas tryk

Under den faktiske drift af SF₆-brydere kan situationen med utilstrækkeligt SF₆-gas tryk opstå. Når denne fejl forekommer, vil trykværdien på SF₆-trykmåleren være lavere end den nominale trykværdi. Under fjernstyring vil baggrundshåndteringssystemet udsende en alarm for at advare ledelsespersonellet om, at SF₆-gas trykket er for lavt.

Dette fænomen skyldes hovedsagelig lav ambienttemperatur i området, hvor SF₆-bryderen befinder sig, eller der er en gaslekkage i SF₆-systemet, eller trykmålerens læsning er forkert, hvilket fører til en fejl i SF₆-tæthedslæberen, hvilket igen resulterer i utilstrækkeligt SF₆-gas tryk og følger heraf SF₆-bryderens fejl.

1.2 Fejl hos SF₆-bryderen ved lukning eller åbning

Under drift af SF₆-bryderen, efter at åbnings- og lukningskommandoer er udsendt under manuel operation, reagerer ikke SF₆-bryderen, hvilket fører til fejl hos SF₆-bryderen ved lukning eller åbning.

De grundlæggende årsager til dette fejlproblem inkluderer tre aspekter. For det første mislykkes spændingslagringssystemet og kan ikke give energi og kraft til åbnings- og lukningsoperationerne for SF₆-bryderen. For det andet er kontrolcircuitet blokeret, hvilket resulterer i en åben circuit og hindrer overførslen af åbnings- og lukningskommandoer. For det tredje er der en mekanisk koblingfejl. Selvom kommandoen overføres, kan den ikke udføres pga. fejl eller skade på mekaniske komponenter.

1.3 Falsk lukningsfejl hos SF₆-bryderen

Falsk lukningsfejl er en af de almindelige fejl hos SF₆-bryderne. Det refererer hovedsagelig til situationen, hvor SF₆-bryderen automatisk lukker uden en operationskommando, hvilket gør SF₆-bryderen ude af kontrol og påvirker den normale drift af understationen.

Årsagerne til dette fejl-fænomen er hovedsageligt menneskelige fejlhandlinger eller uheldig berøring. Det kan også skyldes falsk lukning på grund af ekstern mekanisk vibration. Elektriske fejl kan også føre til automatisk lukning af SF₆-bryderen, hovedsagelig pga. forkerte beskyttelseshandlinger og forkerte indstillingsværdier. Under to-punkt jordforbindelse af DC-systemet, efter at positive og negative strømforsyninger er forbundet, sendes og modtages relæbeskyttelsessignaler, hvilket fører til forkerte handlinger. Desuden kan mekaniske fejl såsom fejl i lukningsrammen til at støtte eller forskydning af positioneringsskruen også forårsage falsk lukningsfejl hos SF₆-bryderen.

1.4 Falsk åbningsfejl hos SF₆-bryderen

Falsk åbningsfejl er en af de almindelige fejl hos SF₆-bryderne. Det refererer til situationen, hvor SF₆-bryderen automatisk åbner uden en operationskommando, hvilket gør SF₆-bryderen ude af kontrol og påvirker den normale drift af understationen.

Årsagerne til dette fejl-fænomen er hovedsageligt, at positive og negative kontakter i DC-circuitet ikke er forbundet, men jordet samtidig, danner en åbningskontrolcircuit, hvilket fører til en åbningsfejl; resistansen i åbningskontaktorenspolen er lille, reducerer startspændingen, forårsager et kortvarigt puls i DC-systemet og danner en åbningsfejl; og skaden på lukningslåsesupport kan også forårsage falsk åbningsfejl hos SF₆-bryderen.

2 Behandlingsmetoder for SF₆-bryderfejl
2.1 Behandlingsmetode for utilstrækkeligt SF₆-gas tryk fejl

Når fejlen med utilstrækkeligt SF₆-gas tryk forekommer, skal vedligeholdelsespersonalet først regelmæssigt notere trykmålerens værdi for SF₆-bryderen og konvertere den til trykværdien ved standardtemperatur for at fastslå, om gaspresset i SF₆-bryderen er normalt. Hvis presset fortsætter med at falde, bliver det diagnosticeret som en gaslekkage i SF₆-bryderen.

Efter opladning af SF₆-bryderen til den nominale trykværdi, observeres ændringer i trykmåleren. Brug en SF₆-lekkagedetektor til at kontrollere alle dele af SF₆-bryderen, herunder forbindelsesdele, tætningsgummi og positionen af trykmålerforbindelsen. Ifølge den faktiske situation kan sæbevand anvendes på de mistænkte lekkageområder for at bestemme lekkagepositionen.

Under lekkagebehandling udføres reparationslasning på lekkageområder. Udarbedes udskiftning af lekkende og skadede dele ifølge brugen af hver del. I praksis kan da tæthedslæberens fejl også forårsage, at systemet udsender en lavtryksalarm, kan vedligeholdelsespersonalet yderligere kontrollere tæthedslæberen, især for indikatorlamper og switch-dele, for at udelukke situationen med switch-klibning eller kortslutning, og udskifte den skadede lækker i tide for at eliminere fejlen.

2.2 Behandlingsmetode for fejl hos SF₆-bryderen ved lukning eller åbning

I tilfælde af fejl hos SF₆-bryderen ved lukning eller åbning, skal fejlen elimineres i henhold til den specifikke årsag til fejlen.

For fejl hos SF₆-bryderen ved lukning eller åbning, forårsaget af fejl i spændingslagringssystemet, skal vedligeholdelsespersonalet kontrollere funktionen af hjælpeswitch og lagringsmotor i spændingslagringssystemet, og udskifte komponenterne med brændemærker på den ydre overflade i tide. Hvis udseendet er normalt, fjernes motorens ledninger, og testes, om resistansen af lagringsmotoren og hjælpeswitch kan fungere normalt. Hvis lagringen er normal efter lukning, og motoren fortsætter med at køre, fastslås det, at lagringshjælpeswitch ikke kan afbryde circuiten i tide pga. fuktighedsvåd klibning eller kontaktbrænding, hvilket forårsager fejl hos SF₆-bryderen. Vedligeholdelsespersonalet skal manuelt afbryde lagringsstrømkilden for at forhindre, at komponenterne brændes ud pga. langvarig drift af motoren, udskifte hjælpeswitch, kontrollere, om hele udstyret er påvirket af fugt eller vandindtrængen, og træffe tidsmæssige fugt- og vandindtrængningsforanstaltninger for at forhindre genopståelsen af fejl hos SF₆-bryderen.

For fejl hos SF₆-bryderen ved lukning eller åbning, forårsaget af blokering af kontrolcircuitet, skal vedligeholdelsespersonalet først kontrollere arbejdstillstanden for bryderens åbnings- og lukningsbobiner, kontrollere, om kontrolledninger er brudt, og udelukke løshed eller afkopling af ledningsslutninger og hjælpeswitch-noder. Først skal vedligeholdelsespersonalet kontrollere, om åbnings- og lukningsbobiner er overophedet eller brændt, og udskifte de skadede åbnings- og lukningsbobiner i tide. Andet, ifølge SF₆-bryderens forbindelseskort, bruges en multimeter til at kontrollere forbindelsen i brydercircuitet, og udelukke situationen med brudte ledninger eller løse forbindelser for at sikre, at låsecircuitet er normalt. Når en anomalitet opstår, kan fejlpunktet umiddelbart fastslås, og fejlen kan eliminere.

For fejl hos SF₆-bryderen ved lukning eller åbning, forårsaget af mekanisk koblingfejl, skal vedligeholdelsespersonalet stoppe brugen af SF₆-bryderen og rapportere den mekaniske fejl til superiør leder. Generelt inkluderer mekaniske fejl problemer som mekanisme-stopp, løs lukningslås, og frigørelse af transmissionsforbindelsesrør. Vedligeholdelsespersonalet skal demontere de mekanisk defekte komponenter, genskabe de originale mekaniske komponenter til deres oprindelige positioner ifølge fabriksinstruktionerne, udskifte de skadede mekaniske komponenter, rense støv fra komponenterne, tilføje passende smørematerialer, og eliminere mekanisme-stopp-problemet for at opnå fejludvikling.

2.3 Behandlingsmetode for falsk lukningsfejl hos SF₆-bryderen

For falsk lukningsfejl forårsaget af menneskelig fejlhandling eller uheldig berøring, skal vedligeholdelsespersonalet først kontrollere signaludvisningen for SF₆-bryderen, udelukke switch-fejl, og genstarte SF₆-bryderen for strømforsyning. For falsk lukningsfejl forårsaget af elektriske fejl, skal vedligeholdelsespersonalet først kontrollere signal og indstillingsværdi for SF₆-bryderen, finde fejlpunktet, analysere fejlens årsag, og udtidlig eliminere og reparere de fejlbehæftede komponenter. For komponenter, der er påvirket af fugt pga. dårlig tæthed, erstattes tætningskomponenterne, og en varmeenhed installeres for fugt- og tørretiltag for at eliminere fejlproblemet. For falsk lukningsfejl forårsaget af mekaniske fejl, skal vedligeholdelsespersonalet demontere den mekaniske del, korrigere positionen af positioneringsskruen, udskifte eller reparere lukningsrammen, eliminere falsk lukningsfejl, og dermed sikre den normale drift af SF₆-bryderen.

2.4 Behandlingsmetode for falsk åbningsfejl hos SF₆-bryderen

Under behandlingen af falsk åbningsfejl hos SF₆-bryderen, skal vedligeholdelsespersonalet klargøre den primære årsag til falsk åbningsfejl hos SF₆-bryderen og anvende målrettede behandlingsmetoder for at eliminere fejlen. Vedligeholdelsespersonalet skal regelmæssigt kontrollere fugt-situationen for hver del af SF₆-bryderen. Hvis åbningen er forårsaget af samtidig jordforbindelse af positive og negative kontakter i DC-circuitet, og det konkluderes, at det er forårsaget af fugt i sekundær circuit, kan en fugt- og tørret-enhed installeres i de fugtondrukkede dele, og vandindtrængningshullerne kan blokeres i tide for at eliminere fejlen. Samtidig skal vedligeholdelsespersonalet kontrollere alle sekundære circuit, udskifte de defekte eller skadede komponenter i tide, og eliminere fejlen. Yderligere skal vedligeholdelsespersonalet kontrollere lukningslåsekompontent, udskifte den skadede lukningslåsekompontent, og eliminere fejlen.

3 Saganalyse
3.1 Fejl-fænomen

En LW15 - 252 type SF₆-bryder blev sat i drift så tidligt som 2007. Efter at bryderen trippede, var låsen stadig i en over-position, og der var en unormal afstand på cirka 10mm mellem låsen og lukningsudløseren, med unormal kontakt. Men efter at lukningsimpulsstrømforsyningen blev leveret, arbejdede spolen og udløseren normalt, men låsen kunne stadig ikke løses for lukning. Efter manuel løsning af låsen kunne switchen stadig ikke lukke.

3.2 Fejl-analyse

Gennem analyse af driftsdataoptegnelserne for denne bryder blev det fundet, at bryderen havde afbrudt strøm 132 gange under drift. Når strømmen afbrydes, genereres en stor mængde varme, og højtemperaturarken vil fremme akkumulation af kemiske reaktionsstoffer. Især for afbrydelse af store strømme dannes en katalysator-effekt, der accelererer kemiske reaktioner af interne stoffer og øger en stor mængde støv.

Derfor er den initielle diagnose af denne bryderfejl, at arkeopdelingsprodukter, forårsaget af strømafbrydelse, reagerer kemisk med silikongrease i det tætte miljø, danner en stor mængde stoffer som SiF₄ og Si(CH₃)₂F₂. De solidificerede stoffer opholder sig i bremse-seal rod, hindrer transmissionen af bremse-seal rod, resulterer i en stoppet effekt og forårsager lukningsfejl hos SF₆-bryderen.

3.3 Fejl-eliminering

Vedligeholdelsespersonalet demonterede den defekte bryderkrop. Under ekstern inspektion blev det fundet, at bremse-seal rod var tydeligt forurenet, og der var en stor mængde silikongrease på tætningsringen i bremse-seal systemet, der hæftede til overfladen af bremse-seal rod, øgede friktionen mellem bremse-seal rod og tætningsring under transmissionsprocessen, resulterede i, at bremse-seal rod ikke kunne overføre normalt, og forårsagede stoppet effekt. Udskiftning af komponenterne i bremse-systemet kunne ikke fundamentalt løse fejlproblemet, kun behandle symptomer, men ikke roden.

Under intern inspektion blev switch-kroppen demonteret, og en stor mængde grå-hvid pulver blev fundet, der hæftede til indervæggen af ark-slukningskammerets porcelæn-buske, bremse-seal rod, og isolerende dragstang. Disse pulver er hovedsageligt solidificerede stoffer som SiF₄ og Si(CH₃)₂F₂, dannet under højtemperaturark. Når det akkumuleres til en vis grad, kan det forårsage isoleringsnedbrydelsesulykker.

4 Konklusion

Samlet set, under daglig ledelse, skal administratorer være bekendte med de almindelige fejl hos SF₆-bryderne og udarbejde praktiske løsninger. Når en fejl opstår, skal fejlpunktet hurtigt identificeres, og fejlen eliminere, fjerne potentielle farer, reducere strømnedbrydningstid, forhindre uordenlige tripping, og dermed forbedre sikkerheden og stabiliteten af strømforsyningen i understationer.

Derfor, ud over udskiftning af komponenterne i bremse-systemet, skal vedligeholdelsespersonalet også udskifte tætningskomponenterne og ark-slukningskomponenterne, renske støv i ark-slukningskammeret. Efter fejlen blev eliminere, blev bryderen genstartet og fungerede normalt.