Ricerca sull'Analisi dei Guasti e sui Metodi di Gestione degli Interruttori SF6
Nel sistema della sottostazione, gli interruttori ad alta tensione sono dispositivi di interruzione del flusso elettrico, tra cui gli interruttori SF₆ sono i più comuni. Questi interruttori utilizzano il gas SF₆ come principale mezzo isolante. In base all'azione dell'energia dell'arco, si forma un gas SF₆ compresso per estinguere istantaneamente l'arco, così da ottenere l'interruzione della corrente nominale e della corrente di guasto, proteggendo le linee di alimentazione elettrica e le apparecchiature elettriche dal danno. Il sistema è dotato di un sistema operativo completo, che può controllare l'interruttore attraverso operazioni di apertura e chiusura, e ha funzionalità molto potenti.
Gli interruttori SF₆ sono cruciali per il normale funzionamento delle sottostazioni. Una volta che un interruttore SF₆ si guasta, influenzerà direttamente l'operatività di ogni sistema di sottostazione. Ciò dimostra l'importanza della manutenzione e della protezione degli interruttori SF₆. In tale contesto ambientale, esplorare l'analisi dei guasti e i metodi di trattamento degli interruttori SF₆ ha una significativa importanza pratica.
1 Analisi dei guasti comuni degli interruttori SF₆
1.1 Pressione insufficiente del gas SF₆
Durante l'effettiva operatività degli interruttori SF₆, è possibile che si verifichi la situazione di pressione insufficiente del gas SF₆. Una volta che si verifica questo guasto, il valore di pressione sul manometro del gas SF₆ sarà inferiore al valore di pressione nominale. Nel controllo remoto, il sistema di gestione di background emetterà un allarme per avvertire il personale di gestione che la pressione del gas SF₆ è troppo bassa.
Questo fenomeno è principalmente causato dalla bassa temperatura ambiente nell'area in cui si trova l'interruttore SF₆, o c'è una perdita di gas nel sistema SF₆, o la lettura del manometro è errata, causando un malfunzionamento del relè di densità SF₆, che a sua volta causa una pressione insufficiente del gas SF₆ e porta al guasto dell'interruttore SF₆.
1.2 Mancato chiusura o apertura dell'interruttore SF₆
Durante l'operatività dell'interruttore SF₆, dopo che vengono emessi comandi di apertura e chiusura con un'operazione manuale, l'interruttore SF₆ non risponde, causando il malfunzionamento di chiusura o apertura dell'interruttore SF₆.
Le cause radicate di questo problema di guasto includono principalmente tre aspetti. Primo, il sistema di accumulazione di energia a molla fallisce e non può fornire energia e potenza per le operazioni di apertura e chiusura dell'interruttore SF₆. Secondo, il circuito di controllo è bloccato, causando un cortocircuito e ostacolando la trasmissione dei comandi di apertura e chiusura. Terzo, c'è un malfunzionamento del collegamento meccanico. Anche se il comando viene trasmesso, a causa del malfunzionamento o del danno dei componenti meccanici, il comando emesso non può essere completato.
1.3 Falso guasto di apertura dell'interruttore SF₆
Il falso guasto di apertura è uno dei guasti comuni degli interruttori SF₆. Si riferisce principalmente alla situazione in cui l'interruttore SF₆ si apre automaticamente senza un comando di operazione, rendendo l'interruttore SF₆ fuori controllo e influenzando l'operatività normale della sottostazione.
Le ragioni per questo fenomeno di guasto sono principalmente dovute a un errore di operazione umana o a un tocco accidentale. Può anche essere causato da un falso apertura a causa di vibrazioni meccaniche esterne. I guasti elettrici possono anche portare all'apertura automatica dell'interruttore SF₆, principalmente a causa di azioni di protezione errate e valori di impostazione errati. Durante il due punti di terra del sistema DC, dopo che le alimentazioni positive e negative sono collegate, il segnale di protezione del relè viene trasmesso e ricevuto, causando azioni errate. Inoltre, guasti meccanici come il mancato supporto della staffa di chiusura o lo spostamento del bullone di posizionamento possono anche causare il falso guasto di apertura dell'interruttore SF₆.
1.4 Falso guasto di chiusura dell'interruttore SF₆
Il falso guasto di chiusura è uno dei guasti comuni degli interruttori SF₆. Si riferisce alla situazione in cui l'interruttore SF₆ si chiude automaticamente senza un comando di operazione, rendendo l'interruttore SF₆ fuori controllo e influenzando l'operatività normale della sottostazione.
Le ragioni per questo fenomeno di guasto sono principalmente che i contatti positivi e negativi nel circuito DC non sono connessi ma sono messi a terra simultaneamente, formando un circuito di controllo di chiusura, causando quindi un guasto di chiusura; la resistenza della bobina del contattatore di chiusura è piccola, riducendo la tensione di avviamento, causando un impulso momentaneo nel sistema DC e formando un guasto di chiusura; e il danno del supporto del blocco di apertura può anche causare il falso guasto di chiusura dell'interruttore SF₆.
2 Metodi di trattamento dei guasti degli interruttori SF₆
2.1 Metodo di trattamento del guasto di pressione insufficiente del gas SF₆
Una volta che si verifica il guasto di pressione insufficiente del gas SF₆, il personale di manutenzione dovrebbe prima registrare regolarmente il valore del manometro dell'interruttore SF₆ e convertirlo nel valore di pressione alla temperatura standard per determinare se la pressione del gas nell'interruttore SF₆ è normale. Se la pressione continua a diminuire, si diagnostica come una perdita di gas nell'interruttore SF₆.
Dopo aver caricato l'interruttore SF₆ alla pressione nominale, osservare la variazione del manometro. Utilizzare un rilevatore di fughe di SF₆ per controllare tutte le parti dell'interruttore SF₆, inclusi i pezzi di connessione, gli anelli di gomma sigillanti e la posizione della giunzione del manometro. A seconda della situazione effettiva, è possibile applicare acqua saponata alle parti sospette di fuga per determinare la posizione della fuga.
Durante il trattamento della fuga, eseguire saldature di riparazione sulle parti in fuga. Sostituire le parti in fuga e danneggiate in base all'utilizzo di ciascuna parte. Nella pratica, poiché il malfunzionamento del relè di densità può anche causare al sistema di emettere un allarme di bassa pressione, il personale di manutenzione può ulteriormente controllare il relè di densità, specialmente per le parti dell'indicatore luminoso e dello switch, per escludere la situazione di adesione o cortocircuito dello switch, e sostituire tempestivamente il relè danneggiato per eliminare il guasto.
2.2 Metodo di trattamento del guasto di malfunzionamento di chiusura o apertura dell'interruttore SF₆
In caso di malfunzionamento di chiusura o apertura dell'interruttore SF₆, il guasto dovrebbe essere eliminato in base alla causa specifica del malfunzionamento.
Per il malfunzionamento di chiusura o apertura dell'interruttore SF₆ causato dal malfunzionamento del sistema di accumulazione di energia a molla, il personale di manutenzione dovrebbe controllare il funzionamento dello switch ausiliario e del motore di accumulazione di energia del sistema di accumulazione di energia a molla, e sostituire tempestivamente i componenti con segni di bruciatura sulla superficie esterna. Se l'aspetto è normale, rimuovere i fili del motore e testare se la resistenza del motore di accumulazione di energia e dello switch ausiliario possano funzionare normalmente. Se l'accumulazione di energia è normale dopo la chiusura e il motore continua a funzionare, si determina che lo switch ausiliario di accumulazione di energia non può disconnettere il circuito in tempo a causa di motivi come l'adesione dovuta all'umidità o il bruciamento del contatto, causando il malfunzionamento dell'interruttore SF₆. Il personale di manutenzione dovrebbe disconnettere manualmente l'interruttore di alimentazione di accumulazione di energia per prevenire che i componenti si brucino a causa del funzionamento prolungato del motore, sostituire lo switch ausiliario, controllare se l'intero equipaggiamento è influenzato dall'umidità o dall'infiltrazione d'acqua, e adottare tempestivamente misure antiumidità e anti-infiltrazione per prevenire il ricorso del malfunzionamento dell'interruttore SF₆.
Per il malfunzionamento di chiusura o apertura dell'interruttore SF₆ causato dal blocco del circuito di controllo, il personale di manutenzione dovrebbe prima controllare lo stato di funzionamento delle bobine di apertura e chiusura dell'interruttore, controllare se i fili di controllo sono rotti, e escludere la flessibilità o la disconnessione dei terminali di connessione e dei nodi dello switch ausiliario. Prima, il personale di manutenzione dovrebbe controllare se le bobine di apertura e chiusura sono surriscaldate o bruciate, e sostituire tempestivamente le bobine di apertura e chiusura danneggiate. Secondo, secondo il diagramma di cablaggio dell'interruttore SF₆, utilizzare un multimetro per controllare la continuità del circuito dell'interruttore, e escludere tempestivamente la situazione di fili rotti o connessioni allentate per assicurare che il circuito di blocco sia normale. Una volta che si verifica un'anomalia, il punto di guasto può essere immediatamente determinato ed il guasto può essere eliminato.
Per il malfunzionamento di chiusura o apertura dell'interruttore SF₆ causato dal malfunzionamento del collegamento meccanico, il personale di manutenzione dovrebbe smettere di utilizzare l'interruttore SF₆ e segnalare il malfunzionamento meccanico al superiore. Generalmente, i malfunzionamenti meccanici includono problemi come il blocco del meccanismo, la flessibilità del blocco di apertura e la separazione della barra di trasmissione. Il personale di manutenzione dovrebbe smontare i componenti meccanicamente difettosi, ripristinare i componenti meccanici originali nelle loro posizioni originali secondo il manuale di istruzioni del produttore, sostituire i componenti meccanici danneggiati, pulire la polvere sui componenti, aggiungere olio lubrificante appropriato, e eliminare il problema di blocco del meccanismo per ottenere l'eliminazione del guasto.
2.3 Metodo di trattamento del guasto di falso apertura dell'interruttore SF₆
Per il guasto di falso apertura causato da un errore di operazione umana o da un tocco accidentale, il personale di manutenzione dovrebbe prima controllare il segnale visivo dell'interruttore SF₆, escludere il guasto dello switch, e riavviare l'interruttore SF₆ per l'alimentazione. Per il guasto di falso apertura causato da guasti elettrici, il personale di manutenzione dovrebbe prima controllare il segnale e il valore di impostazione dell'interruttore SF₆, trovare il punto di guasto, analizzare la causa del guasto, e tempestivamente eliminare e riparare i componenti difettosi. Per i componenti influenzati dall'umidità a causa di una cattiva sigillatura, sostituire i componenti di sigillatura e installare un dispositivo di riscaldamento per l'antiumidità e la deumidificazione per eliminare il problema del guasto. Per il guasto di falso apertura causato da guasti meccanici, il personale di manutenzione dovrebbe smontare la parte meccanica, ricalibrare la posizione del bullone di posizionamento, sostituire o riparare la staffa di chiusura, eliminare il guasto di falso apertura, e quindi assicurare il normale funzionamento dell'interruttore SF₆.
2.4 Metodo di trattamento del guasto di falso chiusura dell'interruttore SF₆
Nel trattamento del guasto di falso chiusura dell'interruttore SF₆, il personale di manutenzione dovrebbe chiarire la causa principale del guasto di falso chiusura dell'interruttore SF₆ e adottare metodi di trattamento mirati per eliminare il guasto. Il personale di manutenzione dovrebbe controllare regolarmente la situazione antiumidità di ciascun componente dell'interruttore SF₆. Se la chiusura è causata dalla messa a terra simultanea dei contatti positivi e negativi nel circuito DC e si ritiene che sia causata dall'umidità del circuito secondario, si può installare un dispositivo di antiumidità e deumidificazione nelle parti interessate, e bloccare tempestivamente i fori di infiltrazione d'acqua per eliminare il guasto. Allo stesso tempo, il personale di manutenzione dovrebbe controllare tutti i circuiti secondari, sostituire tempestivamente i componenti difettosi o danneggiati, e eliminare il guasto. Inoltre, il personale di manutenzione dovrebbe controllare il componente del blocco di apertura, sostituire il componente del blocco di apertura danneggiato, e eliminare il guasto.
3 Analisi di caso
3.1 Fenomeno del guasto
Un interruttore SF₆ di tipo LW15-252 è stato messo in servizio già nel 2007. Dopo che l'interruttore ha tripilato, il blocco era ancora in posizione sovrastante, e c'era uno spazio anomalo di circa 10 mm tra il blocco e il trigger di chiusura, con un contatto anomalo. Tuttavia, dopo che è stata fornita l'alimentazione a impulsi di chiusura, la bobina e il trigger hanno funzionato normalmente, ma il blocco non poteva ancora essere rilasciato per la chiusura. Dopo aver rilasciato manualmente il blocco, l'interruttore non poteva ancora chiudersi.
3.2 Analisi del guasto
Attraverso l'analisi dei registri dei dati di funzionamento di questo interruttore, si è scoperto che l'interruttore ha interrotto la corrente 132 volte durante l'operazione. Quando la corrente viene interrotta, viene generata una grande quantità di calore, e l'arco ad alta temperatura promuove l'accumulo di sostanze reagenti chimiche. Specialmente per l'interruzione di correnti elevate, si forma un effetto catalitico, accelerando la reazione chimica delle sostanze interne e aumentando una grande quantità di polvere.
Pertanto, la diagnosi iniziale di questo guasto dell'interruttore è che i prodotti di decomposizione dell'arco causati dall'interruzione della corrente reagiscono chimicamente con il grasso silicone in un ambiente sigillato, formando una grande quantità di sostanze come SiF₄ e Si(CH₃)₂F₂. Le sostanze solidificate rimangono nella bacchetta di sigillaggio frenante, ostruendo la trasmissione della bacchetta di sigillaggio frenante, causando un fenomeno di blocco e provocando il malfunzionamento di chiusura dell'interruttore SF₆.
3.3 Eliminazione del guasto
Il personale di manutenzione ha smontato il corpo dell'interruttore difettoso. Durante l'ispezione esterna, si è notato che la bacchetta di sigillaggio frenante era visibilmente sporca, e c'era una grande quantità di grasso silicone nell'anello di sigillatura del sistema di sigillaggio frenante, aderente alla superficie della bacchetta di sigillaggio frenante, aumentando l'attrito tra la bacchetta di sigillaggio frenante e l'anello di sigillatura durante il processo di trasmissione, rendendo impossibile la trasmissione normale della bacchetta di sigillaggio frenante e causando un blocco. Sostituire i componenti del sistema frenante non poteva risolvere fondamentalmente il problema del guasto, che risolveva solo i sintomi ma non la causa radicale.
Durante l'ispezione interna, è stato smontato il corpo dell'interruttore, e si è trovata una grande quantità di polvere grigio-bianca aderente alla parete interna del cappello ceramico della camera di spegnimento dell'arco, alla bacchetta di sigillaggio frenante e alla barra isolante. Queste polveri sono principalmente sostanze solidificate come SiF₄ e Si(CH₃)₂F₂ formate sotto l'arco ad alta temperatura. Una volta accumulate fino a un certo livello, possono causare incidenti di rotture di isolamento.
4 Conclusione
In sintesi, durante la gestione quotidiana, gli amministratori dovrebbero essere familiari con i guasti comuni degli interruttori SF₆ e sviluppare soluzioni pratiche. Una volta che si verifica un guasto, il punto di guasto dovrebbe essere identificato tempestivamente e il guasto eliminato, rimuovendo i pericoli latenti, riducendo il tempo di interruzione dell'energia, prevenendo l'occasione di salti fuori sequenza, e quindi migliorando la sicurezza e la stabilità dell'approvvigionamento di energia nelle sottostazioni.
Quindi, oltre a sostituire i componenti del sistema frenante, il personale di manutenzione deve anche sostituire i componenti di sigillatura e di spegnimento dell'arco, pulire la polvere nella camera di spegnimento dell'arco. Dopo l'eliminazione del guasto, l'interruttore è stato riavviato e ha funzionato normalmente.
