SF6-pyssyjen vika-analyysin ja käsittelymenetelmien tutkimus

Laitosjärjestelmässä korkean jännitteen sähkökatkaisimet ovat virran keskeyttäviä laitteita, joista SF₆-sähkökatkaisimet ovat yleisimpiä. Tällaiset sähkökatkaisimet käyttävät SF₆-kaasua pääeristämateriaalina. Kaasu muodostuu tiheäksi SF₆-kaasuksi kaaren energian vaikutuksesta ja sammuttaa kaaren välittömästi, mikä mahdollistaa suunnitellun virran ja vika-ajan virran keskeyttämisen, suojelee sähkölinjoja ja -laitteita vahingolta. Järjestelmä on varustettu täydellisellä toimintajärjestelmällä, jolla voidaan ohjata sähkökatkaisinta avauksilla ja sulkemisilla, ja sillä on vahva toiminnallisuus.

SF₆-sähkökatkaisimet ovat olennaisia laitosjärjestelmien normaalille toiminnalle. Kun SF₆-sähkökatkaisin epäonnistuu, se vaikuttaa suoraan jokaiseen laitosjärjestelmään. Tämä osoittaa SF₆-sähkökatkaisijoiden huolto- ja suojelutyöskentelyn tärkeyttä. Tällaisessa ympäristökontekstissa SF₆-sähkökatkaisijoiden vika-analyysin ja hoitomuotojen tutkiminen on tärkeä käytännön merkitys.

1 Yleisten SF₆-sähkökatkaisijoiden vianalyysi
1.1 Riittämätön SF₆-kaasupaine

SF₆-sähkökatkaisijoiden todellisessa toiminnassa on todennäköistä, että tapahtuu riittämättömän SF₆-kaasupaineen tilanne. Kun tämä vika ilmenee, SF₆-painemittarin lukema on alhaisempi kuin suunniteltu paine. Etäohjauksessa taustajärjestelmä antaa hälytyksen muistutuksena siitä, että SF₆-kaasupaine on liian alhainen.

Tämä ilmiö johtuu pääasiassa alhaiseen lämpötilaan alueella, jossa SF₆-sähkökatkaisin sijaitsee, tai kaasuvuodon tapahtumiseen SF₆-järjestelmässä, tai painemittarin lukemisen olevan väärä, mikä aiheuttaa SF₆-tiheyden relaissensorin epäonnistumisen, mikä puolestaan aiheuttaa riittämättömän SF₆-kaasupaineen ja johtaa SF₆-sähkökatkaisimen epäonnistumiseen.

1.2 SF₆-sähkökatkaisimen sulkeutumisen tai avaamisen epäonnistuminen

SF₆-sähkökatkaisimen toiminnassa, kun sulku- ja avauskomennot annetaan manuaalisesti, SF₆-sähkökatkaisin ei vastaa, mikä aiheuttaa SF₆-sähkökatkaisimen sulkeutumisen tai avaamisen epäonnistumisen.

Tämän vian syynä on kolme pääasiallista tekijää. Ensimmäiseksi, kevytvarastojärjestelmä epäonnistuu eikä voi tarjota energiaa ja voimaa SF₆-sähkökatkaisimen sulku- ja avaustoimintoihin. Toiseksi, ohjauspiiri on estetty, mikä aiheuttaa avoimen piirin ja hankaloittaa sulku- ja avauskomentojen lähettämisen. Kolmanneksi, on mekaaninen linkkihäiriö. Vaikka komento lähettetään, mekaanisten osien vika tai vaurio tarkoittaa, että annettu komento ei voida suorittaa.

1.3 SF₆-sähkökatkaisimen väärä sulku

Väärä sulku on yleinen vika SF₆-sähkökatkaisijoissa. Se viittaa tilanteeseen, jossa SF₆-sähkökatkaisin sulkeutuu automaattisesti ilman operaatiokomentoa, mikä saa SF₆-sähkökatkaisimen menettämään kontrollinsa ja vaikuttaa laitosjärjestelmän normaaliin toimintaan.

Tämän vian syynä on pääasiassa ihmisen virheellinen toiminta tai sattumanvarainen kosketus. Se voi myös johtua ulkoisesta mekaanisesta värähtelystä, joka aiheuttaa väärän sulkemisen. Sähköiset vianpaikat voivat myös johtaa SF₆-sähkökatkaisimen automaattiseen sulkemiseen, pääasiassa väärästä suojatoiminnasta ja väärästä asetuksesta. Kaksipisteen maantumisessa DC-järjestelmässä, kun positiivinen ja negatiivinen virta yhdistyy, relaissuojan signaali välitetään ja vastaanotetaan, mikä aiheuttaa väärät toiminnot. Lisäksi mekaaniset vianpaikat, kuten sulku-työkalun tuen epäonnistuminen tai paikannussiltauksen siirtymä, voivat myös aiheuttaa SF₆-sähkökatkaisimen väärän sulkemisen.

1.4 SF₆-sähkökatkaisimen väärä sulku

Väärä sulku on yleinen vika SF₆-sähkökatkaisijoissa. Se viittaa tilanteeseen, jossa SF₆-sähkökatkaisin sulkeutuu automaattisesti ilman operaatiokomentoa, mikä saa SF₆-sähkökatkaisimen menettämään kontrollinsa ja vaikuttaa laitosjärjestelmän normaaliin toimintaan.

Tämän vian syynä on pääasiassa, että DC-piirin positiiviset ja negatiiviset yhteydet eivät ole yhdistetty, mutta ne on yhdistetty maahan samaan aikaan, mikä muodostaa sulkuohjauspiirin, mikä aiheuttaa sulkuvirheen. Sulku-kontaktoriytimen vastus on pieni, mikä vähentää aloitusjännitettä, mikä aiheuttaa hetkellisen pulssiin DC-järjestelmässä ja muodostaa sulkuvirheen. Lisäksi avaamislukitusmekanismi tuen vaurio voi myös aiheuttaa SF₆-sähkökatkaisimen väärän sulkemisen.

2 Hoitomenetelmät SF₆-sähkökatkaisijoiden vikoille
2.1 Hoitomenetelmä riittämättömälle SF₆-kaasupaineelle

Kun riittämättömän SF₆-kaasupaineen vika ilmenee, huoltohenkilökunnan tulisi ensin kirjata säännöllisesti SF₆-sähkökatkaisimen painemittarin arvo ja muuntaa se standarditemperatuuden painearvoksi määrittääksesi, onko SF₆-sähkökatkaisimen kaasupaine normaali. Jos paine jatkaa laskua, diagnoositetaan SF₆-sähkökatkaisimeen kaasuvuoto.

Kun SF₆-sähkökatkaisin on ladattu suunnitellulle paineelle, tarkkaile painemittarin muutosta. Käytä SF₆-vuotoilmintilausta tarkistamaan kaikki SF₆-sähkökatkaisimen osat, mukaan lukien yhdistepuoli, tiiviistysrenkaat ja painemittarin yhdistepuoli. Oikeastaan, soapuvoidaan epäillyt vuoto-osat määrittääksesi vuoto-osan.

Vuodon korjaamisen aikana suoritetaan korjauskytjäys vuoto-osissa. Vaihdetaan vuotavia ja vaurioituneita osia niiden käyttöä mukaillen. Praktiikassa, koska tiheyden relaissensorin epäonnistuminen voi myös aiheuttaa järjestelmän antavan alhaisen painehälytyksen, huoltohenkilökunta voi tarkistaa tiheyden relaissensorin, erityisesti valon ja kytkimen osat, poistaakseen kytkimen kiinnittymisen tai lyhytyksen, ja vaihtaa vaurioituneen relaissensornin ajoissa vian poistamiseksi.

2.2 Hoitomenetelmä SF₆-sähkökatkaisimen sulkeutumisen tai avaamisen epäonnistumiselle

Jos SF₆-sähkökatkaisin ei sulje tai avaudu, vian tulisi poistaa sen erityisen syy perusteella.

Jos SF₆-sähkökatkaisimen sulkeutumisen tai avaamisen epäonnistuminen johtuu kevytvarastojärjestelmän epäonnistumisesta, huoltohenkilökunnan tulisi tarkistaa kevytvarastojärjestelmän apukytkimen ja -moottorin toiminta, ja vaihtaa ajoissa osat, joilla on ulkopuolella palamismerkkejä. Jos ulkonäkö on normaali, irrotetaan moottorin johtot, ja testataan, toimiiko kevytvarastomoottorin ja apukytkimen vastus normaalisti. Jos varasto on normaali suljetun jälkeen ja moottori jatkaa toimintaa, päätellään, että kevytvaraston apukytkin ei voi katkaista piiriä ajoissa kostuksen, kiinnittymisen tai kontaktin palamisen takia, mikä aiheuttaa SF₆-sähkökatkaisimen epäonnistumisen. Huoltohenkilökunnan tulisi katkaista ajoissa kevytvaraston virrankytkin, estääksesi komponenttien palamisen moottorin pitkäaikaisen toiminnan takia, vaihtaa apukytkin, tarkistaa, onko koko laite kostunut tai veden suistunut, ja ottaa ajoissa kosteus- ja vesisuistumistoimenpiteitä estääksesi SF₆-sähkökatkaisimen vian uudelleen ilmenemisen.

Jos SF₆-sähkökatkaisimen sulkeutumisen tai avaamisen epäonnistuminen johtuu ohjauspiirin estymisestä, huoltohenkilökunnan tulisi ensin tarkistaa sähkökatkaisimen avaamisen ja sulkeutumisen ympyröiden toimintatila, tarkistaa, onko ohjausjohtot pois, ja poistaa johtopäätteiden ja apukytkinten solmujen löysyys tai erottaminen. Ensiksi, huoltohenkilökunnan tulisi tarkistaa, onko avaamisen ja sulkeutumisen ympyrät ylipaistuneet tai palaneet, ja vaihtaa ajoissa vaurioituneet avaamisen ja sulkeutumisen ympyrät. Toiseksi, SF₆-sähkökatkaisimen johtokuvion mukaan käytetään multimeteriä tarkistamaan sähkökatkaisimen ympyrän yhteyden, ja ajoissa poistetaan poisjohtavien tai löysojen tilanteet varmistaaksesi, että lukituspiiri on normaali. Kun anomalia ilmenee, vian paikka voidaan välittömästi määrittää ja vika voidaan poistaa.

Jos SF₆-sähkökatkaisimen sulkeutumisen tai avaamisen epäonnistuminen johtuu mekaanisen linkin epäonnistumisesta, huoltohenkilökunnan tulisi lopettaa SF₆-sähkökatkaisimen käyttö ja raportoida mekaaninen vika ylemmälle johtajalle. Yleensä mekaaniset vianpaikat sisältävät ongelmia, kuten mekanismiin jääminen, avaamislukituksen löysyys ja siirtymislinkkipuolen eroittuminen. Huoltohenkilökunnan tulisi purkaa mekaanisesti vaurioituneet komponentit, palauttaa alkuperäiset mekaaniset komponentit tehtävänoppaiden mukaan, vaihtaa vaurioituneet mekaaniset komponentit, puhdistaa komponenttien pöly, lisätä sopivaa silikoomia, ja poistaa mekanismin jäämisen ongelma vian poistamiseksi.

2.3 Hoitomenetelmä SF₆-sähkökatkaisimen väärälle sulkeutumiselle

Jos väärä sulku johtuu ihmisen virheellisestä toiminnasta tai sattumanvaraisesta kosketuksesta, huoltohenkilökunnan tulisi ensin tarkistaa SF₆-sähkökatkaisimen signaalinäyttö, poistaa kytkinvirhe, ja käynnistää uudelleen SF₆-sähkökatkaisin virrannuttamiseksi. Jos väärä sulku johtuu sähköisestä vianpaikasta, huoltohenkilökunnan tulisi ensin tarkistaa SF₆-sähkökatkaisimen signaali ja asetusarvo, löytää vian paikka, analysoida vian syy, ja ajoissa poistaa ja korjata vaurioituneet komponentit. Komponentteja, jotka on vaikuttanut kostuuteen huonon tiivistämisen vuoksi, vaihdetaan tiivistävät komponentit ja asennetaan kosteuspoisto- ja kuivatuslaitteita kostuuden ja kuivuuden poistamiseksi vian poistamiseksi. Mekaanisista vianpaikoista johtuva väärä sulku, huoltohenkilökunnan tulisi purkaa mekaaninen osa, korjata uudelleen paikannussiltauksen sijainti, vaihtaa tai korjata sulku-työkalu, poistaa väärä sulku, ja siten varmistaa SF₆-sähkökatkaisimen normaalin toiminnan.

2.4 Hoitomenetelmä SF₆-sähkökatkaisimen väärälle sulkeutumiselle

SF₆-sähkökatkaisimen väärän sulkeutumisen hoitamisessa, huoltohenkilökunnan tulisi selvittää SF₆-sähkökatkaisimen väärän sulkeutumisen pääasiallinen syy ja käyttää kohdennettuja hoitomenetelmiä vian poistamiseksi. Huoltohenkilökunnan tulisi säännöllisesti tarkistaa jokaisen SF₆-sähkökatkaisimen komponentin kosteuspoisto. Jos sulku johtuu DC-piirin positiivisten ja negatiivisten yhteyksien yhtäaikaiseen maantumiseen, ja päätellään, että se johtuu sekundääripiirin kostuuteen, kosteuspoisto- ja kuivatuslaite voidaan asentaa kostuneisiin osiin, ja veden suistumishaut voidaan ajoissa estää vian poistamiseksi. Samalla, huoltohenkilökunnan tulisi tarkistaa kaikki sekundääripiirit, vaihtaa ajoissa vaurioituneet tai vaurioituneet komponentit, ja poistaa vian. Lisäksi, huoltohenkilökunnan tulisi tarkistaa avaamislukituskomponentti, vaihtaa vaurioitunut avaamislukituskomponentti, ja poistaa vian.

3 Tapausanalyysi
3.1 Vian ilmeneminen

LW15 - 252 -tyypin SF₆-sähkökatkaisin otettiin käyttöön jo vuonna 2007. Kun sähkökatkaisin sulkeutui, lukitus oli edelleen yli-asennossa, ja lukitus ja sulku-aktivointi välillä oli noin 10 mm mittainen epänormaali etäisyys, mikä aiheutti epänormaalin yhteyden. Kuitenkin, kun sulku-pulssivirta tarjottiin, ympyrä ja aktivointi toimivat normaalisti, mutta lukitus ei edelleenkään vapautunut sulkeutumiseen. Manuaalisesti lukituksen vapauttamisen jälkeen kytkin ei edelleenkään sulkeutunut.

3.2 Vian analyysi

Tämän sähkökatkaisimen toiminnan tiedostojen analyysin perusteella havaittiin, että sähkökatkaisin oli keskeyttänyt virran 132 kertaa toiminnassaan. Virran keskeyttäessä syntyy paljon lämpöä, ja korkea lämpötilan kaari edistää kemiallisten reaktioiden aineiden kasautumista. Erityisesti suuren virran keskeyttämisessä muodostuu katalysaattori, joka nopeuttaa sisäisten aineiden kemiallista reaktiota ja lisää paljon pölyä.

Siksi tämän sähkökatkaisimen vian alkuperäinen diagnosointi on, että virran keskeyttäminen aiheuttamien kaarien hajoamistuotteet reagoivat kemiallisesti tiivistetyssä ympäristössä olevan silikoonivahon kanssa, muodostaen paljon aineita, kuten SiF₄ ja Si(CH₃)₂F₂. Kiinteistyneet aineet pysyvät jarrutuksen tiivisteputkessa, estävät jarrutuksen tiivisteputken siirtymisen, aiheuttaen jarrutuksen ja SF₆-sähkökatkaisimen sulkeutumisen epäonnistumisen.

3.3 Vian poistaminen

Huoltohenkilökunta purki vaurioitunutta sähkökatkaisimen runkoa. Ulkopuolisen tarkastuksen aikana havaittiin, että jarrutuksen tiivisteputki oli selvästi likainen, ja tiivisteputkijärjestelmässä oli paljon silikoonivahoa tiivistysrenkaaseen, joka kiinnittyi jarrutuksen tiivisteputken pintaan, lisäämässä jarrutuksen tiivisteputken ja tiivistysrengas välistä kitkatehoa siirtymisprosessissa, mikä aiheutti jarrutuksen tiivisteputken epäonnistumisen ja jarrutuksen. Jarrutusjärjestelmän komponenttien vaihto ei ratkaissut perinpohjaisesti vian ongelmaa, joka vain käsiteli oireita, ei syytä.

Sisäisessä tarkastuksessa kytkimen runko purkettiin, ja paljon harmaa-valkoista jauhetta havaittiin kiinnittynä kaarien tukahdytin magneettiputken sisäpintaan, jarrutuksen tiivisteputkeen ja eristysputkeen. Nämä jauheet ovat pääasiassa kiinteistyneitä aineita, kuten SiF₄ ja Si(CH₃)₂F₂, jotka muodostuvat korkean lämpötilan kaaren vaikutuksesta. Kun ne kertyvät tiettyyn määrään, ne voivat aiheuttaa eristysrikkomisongelmia.

4 Johtopäätös

Yhteenvetona, päivittäisessä hallinnossa, hallintohenkilökunnan tulisi olla perillä SF₆-sähkökatkaisijoiden yleisistä vioista ja laatia käytännöllisiä ratkaisuja. Kun vika ilmenee, vian paikka tulisi tunnistaa välittömästi ja vika poistaa, poistaa potentiaalisia vaaroja, vähentää sähkökatkosten aikaa, estää järjestelmän rikkoutumista, ja siten parantaa laitosjärjestelmien sähköntoimituksen turvallisuutta ja vakautta.

Siksi, lisäksi jarrutusjärjestelmän komponenttien vaihtamiseen, huoltohenkilökunnan tulisi vaihtaa tiivistävät komponentit ja kaarien tukahduttavat komponentit, puhdistaa kaarien tukahdytin magneettiputken pöly. Vian poistamisen jälkeen sähkökatkaisin käynnistettiin uudelleen ja toimi normaalisti.