Pagsasaliksik sa Pagsusuri ng Kamalian at mga Paraan ng Pagtrato sa SF6 Circuit Breakers

Sa sistema ng substation, ang high-voltage circuit breakers ay mga power-interrupting devices, kung saan ang SF₆ circuit breakers ang pinakakaraniwan. Ang mga circuit breaker na ito ay gumagamit ng SF₆ gas bilang pangunahing insulating medium. Batay sa pag-act ng arc energy, nabubuo ang compressed SF₆ gas upang agad na mawala ang arc, na nagpapahintulot sa pag-interrupt ng rated current at fault current, at nagpaprotekta sa power-cutting lines at electrical equipment mula sa pinsala. Ang sistema ay may buong operating system, na maaaring kontrolin ang circuit breaker sa pamamagitan ng pagbubukas at pagsasara, at may malakas na functionality.

Ang mga SF₆ circuit breakers ay mahalaga para sa normal na operasyon ng mga substation. Kapag mayroong malfunction ang isang SF₆ circuit breaker, direktang maapektuhan ang operasyon ng bawat sistema ng substation. Ito ay nagpapakita ng importansya ng maintenance at protection work para sa mga SF₆ circuit breakers. Sa ganitong konteksto ng kapaligiran, ang pag-aaral ng fault analysis at treatment methods ng mga SF₆ circuit breakers ay may mahalagang praktikal na kahalagahan.

1 Pagsusuri ng Karaniwang Mga Fault ng SF₆ Circuit Breakers
1.1 Hindi Sapat na Presyon ng SF₆ Gas

Sa aktwal na operasyon ng mga SF₆ circuit breakers, maaaring mangyari ang sitwasyon ng hindi sapat na presyon ng SF₆ gas. Kapag nangyari ang fault na ito, ang halaga ng presyon sa SF₆ pressure gauge ay mas mababa kaysa sa rated pressure value. Sa remote control, ang background management system ay magbibigay ng alarm upang ipaalala sa mga tauhan ng management na ang presyon ng SF₆ gas ay masyadong mababa.

Ang phenomenon na ito ay pangunahing dahil sa mababang temperatura ng kapaligiran kung saan nakalokal ang SF₆ circuit breaker, o mayroong gas leakage sa sistema ng SF₆, o mali ang reading ng pressure gauge, na nagreresulta sa failure ng SF₆ density relay, na nagsisimula ng hindi sapat na presyon ng SF₆ gas at nagdudulot ng failure ng SF₆ circuit breaker.

1.2 Failure ng SF₆ Circuit Breaker na Makapagsara o Magbukas

Sa operasyon ng SF₆ circuit breaker, pagkatapos magbigay ng utos ng pagbubukas at pagsasara sa ilalim ng manual na operasyon, ang SF₆ circuit breaker ay hindi sumasagot, na nagdudulot ng failure ng SF₆ circuit breaker na makapagsara o magbukas.

Ang mga ugat ng problema ng fault na ito ay pangunahing tatlong aspeto. Una, ang spring energy-storage system ay bumibigay at hindi maaaring magbigay ng enerhiya at lakas para sa pagbubukas at pagsasara ng SF₆ circuit breaker. Pangalawa, ang control circuit ay nabihisan, na nagreresulta sa open circuit at nagbabanta sa transmisyon ng utos ng pagbubukas at pagsasara. Pangatlo, mayroong mechanical linkage failure. Kahit na maipadala ang utos, dahil sa failure o pinsala ng mga mechanical components, ang inilabas na utos ay hindi matutugunan.

1.3 False Opening Fault ng SF₆ Circuit Breaker

Ang false opening fault ay isa sa mga karaniwang fault ng SF₆ circuit breakers. Ito ay pangunahing tumutukoy sa sitwasyon kung saan ang SF₆ circuit breaker ay awtomatikong nagbubukas nang walang utos ng operasyon, na nagpapalayas ng SF₆ circuit breaker at nag-aapekto sa normal na operasyon ng substation.

Ang mga sanhi ng fault phenomenon na ito ay pangunahing human error o accidental touch. Maaari rin itong dulot ng external mechanical vibration. Ang mga electrical faults ay maaari ring maging dahilan ng awtomatikong pagbubukas ng SF₆ circuit breaker, pangunahin dahil sa mali na protection actions at maling setting values. Sa dalawang punto grounding ng DC system, pagkatapos mag-connection ang positive at negative power supplies, ang relay protection signal ay inilalabas at tinatanggap, na nagreresulta sa maling actions. Bukod dito, ang mga mechanical faults tulad ng failure ng closing bracket na suportahan o ang displacement ng positioning screw ay maaari ring maging dahilan ng false opening fault ng SF₆ circuit breaker.

1.4 False Closing Fault ng SF₆ Circuit Breaker

Ang false closing fault ay isa sa mga karaniwang fault ng SF₆ circuit breakers. Ito ay tumutukoy sa sitwasyon kung saan ang SF₆ circuit breaker ay awtomatikong nagbubukas nang walang utos ng operasyon, na nagpapalayas ng SF₆ circuit breaker at nag-aapekto sa normal na operasyon ng substation.

Ang mga sanhi ng fault phenomenon na ito ay pangunahing dahil sa hindi konektado ang positive at negative contacts sa DC circuit ngunit parehong grounded, na nagpapabuo ng closing control circuit, na nagdudulot ng closing fault; ang resistance ng closing contactor coil ay maliit, na binabawasan ang starting voltage, na nagpapabuo ng momentary pulse sa DC system at nagpapabuo ng closing fault; at ang pinsala sa opening latch support ay maaari ring maging dahilan ng false closing fault ng SF₆ circuit breaker.

2 Pamamaraan ng Treatment para sa Mga Fault ng SF₆ Circuit Breaker
2.1 Treatment Method para sa Insufficient SF₆ Gas Pressure Fault

Kapag nangyari ang insufficient SF₆ gas pressure fault, ang mga maintenance personnel ay dapat unang irecord ang pressure gauge value ng SF₆ circuit breaker nang regular at i-convert ito sa pressure value sa standard temperature upang matukoy kung normal ang gas pressure sa SF₆ circuit breaker. Kung patuloy na bumababa ang presyon, ito ay dinaglat na may gas leakage sa SF₆ circuit breaker.

Pagkatapos icharge ang SF₆ circuit breaker sa rated pressure, obserbahan ang pagbabago ng pressure gauge. Gumamit ng SF₆ leak detector upang suriin ang lahat ng bahagi ng SF₆ circuit breaker, kasama ang connecting parts, sealing rubber rings, at ang posisyon ng pressure gauge joint. Ayon sa aktwal na sitwasyon, maaaring ilagay ang soapy water sa suspected leakage parts upang matukoy ang lugar ng leakage.

Sa panahon ng pagtreat ng leakage, gawin ang repair welding sa mga leaking parts. Palitan ang mga leaking at damaged parts ayon sa usage ng bawat part. Sa praktika, dahil ang density relay failure ay maaari ring magresulta sa low-pressure alarm, ang maintenance personnel ay maaaring suriin ang density relay, lalo na ang indicator light at switch parts, upang alisin ang situation ng switch adhesion o short-circuit, at palitan ang nasirang relay sa oras upang alisin ang fault.

2.2 Treatment Method para sa Failure ng SF₆ Circuit Breaker na Makapagsara o Magbukas Fault

Sa kaso ng failure ng SF₆ circuit breaker na makapagsara o magbukas, ang fault ay dapat alisin ayon sa tiyak na sanhi ng failure.

Para sa failure ng SF₆ circuit breaker na makapagsara o magbukas dahil sa failure ng spring energy-storage system, ang mga maintenance personnel ay dapat suriin ang operasyon ng auxiliary switch at energy-storage motor ng spring energy-storage system, at palitan ang mga component na may burnt-out marks sa outer surface nang agad. Kung normal ang hitsura, alisin ang motor wires at suriin kung ang resistance ng energy-storage motor at auxiliary switch ay maaaring gumana nang normal. Kung normal ang energy storage pagkatapos magbukas at patuloy na gumagalaw ang motor, ito ay dinaglat na ang energy-storage auxiliary switch ay hindi maaaring idisconnect ang circuit nang agad dahil sa mga sanhi tulad ng moisture-induced adhesion o contact burnout, na nagdudulot ng failure ng SF₆ circuit breaker. Ang mga maintenance personnel ay dapat manu-manong idisconnect ang energy-storage power switch upang maprevent ang mga component na maburn out dahil sa matagal na operasyon ng motor, palitan ang auxiliary switch, suriin kung ang buong equipment ay naapektohan ng moisture o water seepage, at gawin ang timely moisture-proof at seepage-proof measures upang maprevent ang recurrence ng failure ng SF₆ circuit breaker.

Para sa failure ng SF₆ circuit breaker na makapagsara o magbukas dahil sa blockage ng control circuit, ang mga maintenance personnel ay dapat unang suriin ang working state ng opening at closing coils ng circuit breaker, suriin kung broken ang control wires, at alisin ang looseness o disconnection ng wiring terminals at auxiliary switch nodes. Unang-una, ang mga maintenance personnel ay dapat suriin kung overheated o burnt out ang opening at closing coils, at palitan ang damaged opening at closing coils nang agad. Pangalawa, ayon sa wiring diagram ng SF₆ circuit breaker, gamitin ang multimeter upang suriin ang connectivity ng circuit breaker circuit, at alisin nang agad ang situation ng broken wires o loose connections upang siguruhin na normal ang locking circuit. Kapag may abnormality, agad na matutukoy ang fault point at alisin ang fault.

Para sa failure ng SF₆ circuit breaker na makapagsara o magbukas dahil sa mechanical linkage failure, ang mga maintenance personnel ay dapat stop ang paggamit ng SF₆ circuit breaker at ireport ang mechanical failure sa superior leader. Sa pangkalahatan, ang mga mechanical failures ay kasama ang mga problema tulad ng mechanism jamming, loose opening latch, at detachment ng transmission connecting rod. Ang mga maintenance personnel ay dapat ibuwag ang mechanically faulty components, ibalik ang original mechanical components sa kanilang orihinal na posisyon ayon sa factory instruction manual, palitan ang damaged mechanical components, linisin ang dust sa mga component, idagdag ang appropriate lubricating oil, at alisin ang mechanism jamming problem upang maisagawa ang fault elimination.

2.3 Treatment Method para sa False Opening Fault ng SF₆ Circuit Breaker

Para sa false opening fault na dulot ng human misoperation o accidental touch, ang mga maintenance personnel ay dapat unang suriin ang signal display ng SF₆ circuit breaker, alisin ang switch fault, at i-restart ang SF₆ circuit breaker upang magbigay ng power. Para sa false opening fault na dulot ng electrical faults, ang mga maintenance personnel ay dapat unang suriin ang signal at setting value ng SF₆ circuit breaker, hanapin ang fault point, analisin ang sanhi ng fault, at alisin nang agad at irepair ang mga defective components. Para sa mga component na naapektohan ng moisture dahil sa poor sealing, palitan ang sealing components at i-install ang heating device para sa moisture-proof at dehumidification upang alisin ang fault problem. Para sa false opening fault na dulot ng mechanical faults, ang mga maintenance personnel ay dapat ibuwag ang mechanical part, re-correct ang posisyon ng positioning screw, palitan o irepair ang closing bracket, alisin ang false opening fault, at kaya't matiyak ang normal na operasyon ng SF₆ circuit breaker.

2.4 Treatment Method para sa False Closing Fault ng SF₆ Circuit Breaker

Sa pagtreat ng false closing fault ng SF₆ circuit breaker, ang mga maintenance personnel ay dapat malinaw ang pangunahing sanhi ng false closing fault ng SF₆ circuit breaker at gumamit ng targeted treatment methods upang alisin ang fault. Ang mga maintenance personnel ay dapat regular na suriin ang moisture-proof situation ng bawat component ng SF₆ circuit breaker. Kung ang closing ay dulot ng simultaneous grounding ng positive at negative contacts sa DC circuit at ito ay dinaglat na dahil sa moisture ng secondary circuit, maaaring i-install ang moisture-proof at dehumidification device sa mga naapektuhan ng moisture, at i-block ang water-seepage holes nang agad upang alisin ang fault. Sa parehong panahon, ang mga maintenance personnel ay dapat suriin ang lahat ng secondary circuits, palitan ang defective o damaged components nang agad, at alisin ang fault. Bukod dito, ang mga maintenance personnel ay dapat suriin ang opening latch component, palitan ang damaged opening latch component, at alisin ang fault.

3 Case Analysis
3.1 Fault Phenomenon

Isang LW15 - 252 type SF₆ circuit breaker ay nailapat pa noong 2007. Pagkatapos trip ang circuit breaker, ang latch ay nasa over-position pa, at may abnormal spacing ng humigit-kumulang 10mm sa pagitan ng latch at closing trigger, na may abnormal contact. Gayunpaman, pagkatapos magbigay ng closing pulse power supply, ang coil at trigger ay gumana nang normal, ngunit ang latch ay hindi pa rin makuha upang magbukas. Pagkatapos manu-manong ibukas ang latch, ang switch ay hindi pa rin mabukas.

3.2 Fault Analysis

Sa pamamagitan ng pagsusuri ng operation data records ng circuit breaker na ito, natuklasan na ang circuit breaker ay nag-interrupt ng current 132 beses sa panahon ng operasyon. Kapag nag-interrupt ang current, ginagawa ito ng malaking init, at ang mataas na temperatura ng arc ay nagpapapromote ng accumulation ng chemical reaction substances. Lalo na para sa interruption ng malaking current, nabubuo ang catalytic effect, na nagpapabilis ng chemical reaction ng internal substances at nagdadagdag ng malaking amount ng dust.

Dahil dito, ang initial diagnosis ng fault ng circuit breaker na ito ay ang arc decomposition products na dulot ng current interruption ay nagreact chemical sa silicone grease sa sealed environment, na nagpapabuo ng malaking amount ng substances tulad ng SiF₄ at Si(CH₃)₂F₂. Ang solidified substances ay naiwan sa braking seal rod, na nagpapahinto sa transmission ng braking seal rod, na nagpapabuo ng jamming phenomenon at nagdudulot ng closing failure ng SF₆ circuit breaker.

3.3 Fault Elimination

Ang mga maintenance personnel ay ibinuwag ang faulty circuit breaker body. Sa external inspection, natuklasan na ang braking seal rod ay malinaw na marumi, at may malaking amount ng silicone grease sa sealing ring sa braking seal system, na nakadikit sa surface ng braking seal rod, na nagpapalaki ng friction sa pagitan ng braking seal rod at sealing ring sa proseso ng transmission, na nagpapahinto ng normal na transmission ng braking seal rod at nagpapabuo ng jamming. Ang pagpalit ng mga component ng braking system ay hindi maaaring tugunan nang fundamental ang fault problem, na nag-aaddress lamang ng sintomas at hindi ang ugat ng problema.

Sa internal inspection, ibinuwag ang switch body, at natuklasan ang malaking amount ng gray-white powder na nakadikit sa inner wall ng arc-extinguishing chamber porcelain bushing, braking seal rod, at insulating pull rod. Ang mga powders na ito ay pangunahin solidified substances tulad ng SiF₄ at Si(CH₃)₂F₂ na nabuo sa ilalim ng high-temperature arc. Kapag napuno na ito sa tiyak na antas, maaari itong magresulta sa insulation breakdown accidents.

4 Conclusion

Sa kabuuan, sa araw-araw na pagmamaneho, ang mga administrator ay dapat kilala ang mga karaniwang faults ng SF₆ circuit breakers at lumikha ng practical solutions. Kapag nangyari ang fault, dapat agad na matukoy ang fault point at alisin ang fault, na nagtatanggal ng potential hazards, nagbabawas ng power-outage time, at nagpaprevent ng occurrence ng out-of-sequence tripping, at kaya't nagpapa-enhance ng safety at stability ng power supply sa mga substation.

Dahil dito, bukod sa pagpalit ng mga component ng braking system, ang mga maintenance personnel ay dapat palitan din ang sealing components at arc-extinguishing components, linisin ang dust sa arc-extinguishing chamber. Pagkatapos malutas ang fault, inirestart ang circuit breaker at gumana nang normal.