Forskning på feilanalyse og behov for håndtering av SF6-brytere

I understation system er høyspenningsbrytere kraftavbryterenheter, hvor SF₆-brytere er de mest vanlige. Slike brytere bruker SF₆-gass som hovedisolering. Basert på virkningen av buelenergi dannes komprimert SF₆-gass for å øyeblikkelig slukke bua, og dermed oppnå avbrudd av nominell strøm og feilstrøm, beskytte strømkuttlinjer og elektrisk utstyr mot skade. Systemet er utstyrt med et komplett driftssystem, som kan kontrollere bryteren gjennom åpne- og lukkeoperasjoner, og har sterke funksjoner.

SF₆-brytere er viktige for normal drift av understationsystem. Hvis en SF₆-bryter misfungerer, vil det direkte påvirke drift av hvert understationsystem. Dette viser viktigheten av vedlikehold og beskyttelse av SF₆-brytere. I slik miljøkontekst har utforskning av feilanalyse og behandlingsmetoder for SF₆-brytere stor praktisk betydning.

1 Analyse av vanlige feil i SF₆-brytere
1.1 Utilstrekkelig SF₆-gasstrykk

Under den faktiske operasjonen av SF₆-brytere kan situasjonen med utilstrekkelig SF₆-gasstrykk oppstå. Når denne feilen oppstår, vil trykkverdien på SF₆-trykkmåleren være lavere enn den nominelle trykkverdien. I fjernstyring vil bakgrunnsstyringssystemet gi en alarm for å varsle administrasjonspersonale om at SF₆-gasstrykket er for lavt.

Dette fenomenet skyldes hovedsakelig lav lufttemperatur i området hvor SF₆-bryteren befinner seg, eller det er gasslekkasje i SF₆-systemet, eller måleværktøyets lesing er feil, noe som fører til mislykket SF₆-tetthetsrelé, som igjen fører til utilstrekkelig SF₆-gasstrykk og følger av dette SF₆-bryterfeil.

1.2 Mislykket åpning eller stenging av SF₆-bryter

Under operasjon av SF₆-bryter, etter at manuelt styrede åpne- og lukkekommandoer er sendt, reagerer ikke SF₆-bryteren, og dette fører til mislykket åpning eller stenging av SF₆-bryteren.

De grunnleggende årsakene til dette feilproblemet inkluderer hovedsakelig tre aspekter. For det første mislykkes fjernergiveresystemet og kan ikke gi energi og kraft til åpne- og lukkeoperasjoner for SF₆-bryteren. For det andre blokkeres kontrollkretsen, noe som fører til en åpen krets og hindrer overføring av åpne- og lukkekommandoer. For det tredje er det en mekanisk koblingfeil. Selv om kommandoen blir overført, kan den ikke fullføres på grunn av mislykket eller skadet mekanisk komponenter.

1.3 Falsk åpningsfeil i SF₆-bryter

Falsk åpningsfeil er en av de vanlige feilene i SF₆-brytere. Den refererer hovedsakelig til situasjonen hvor SF₆-bryteren automatisk åpner uten en operasjonskommando, noe som gjør at SF₆-bryteren mister kontroll og påvirker den normale operasjonen av understationen.

Årsakene til dette feilfenomenet er hovedsakelig menneskelig misoperasjon eller uhell. Det kan også være forårsaket av falsk åpning på grunn av eksterne mekaniske vibrasjoner. Elektriske feil kan også føre til automatisk åpning av SF₆-bryteren, hovedsakelig på grunn av feilaktig beskyttelsesaksjon og feilaktige innstillinger. Under to-punkt jordforbindelse i DC-systemet, etter at positive og negative strømkilder er koblet sammen, blir relébeskyttelsessignaler sendt og mottatt, noe som fører til feilaktige handlinger. I tillegg kan mekaniske feil som mislykket støtte fra låseskive eller forskyvning av justeringsskru, også føre til falsk åpningsfeil i SF₆-bryteren.

1.4 Falsk lukkingsfeil i SF₆-bryter

Falsk lukkingsfeil er en av de vanlige feilene i SF₆-brytere. Det refererer til situasjonen hvor SF₆-bryteren automatisk lukker uten en operasjonskommando, noe som gjør at SF₆-bryteren mister kontroll og påvirker den normale operasjonen av understationen.

Årsakene til dette feilfenomenet er hovedsakelig at positive og negative kontakter i DC-kretsen ikke er koblet, men samtidig jordet, danner en lukkingkontrollkrets, og dermed en lukkingfeil; motstand i kontaktorspolet for lukking er liten, reduserer startspenning, og former en kortvarig puls i DC-systemet, og danner en lukkingfeil; og skade på låseskive-støtte kan også føre til falsk lukkingsfeil i SF₆-bryteren.

2 Behandlingsmetoder for SF₆-bryterfeil
2.1 Behandlingsmetode for utilstrekkelig SF₆-gasstrykkfeil

Når feilen med utilstrekkelig SF₆-gasstrykk oppstår, skal vedlikeholdsansatte først regelmessig notere verdien på SF₆-bryterens trykkmåler og konvertere den til trykkverdi ved standardtemperatur for å bestemme om gasspressingen i SF₆-bryteren er normal. Hvis pressingen fortsetter å synke, blir det diagnovert som gasslekkasje i SF₆-bryteren.

Etter å ha fylt SF₆-bryteren til nominellt trykk, observerer man endringen i trykkmåleren. Bruk en SF₆-lekkasjedetektor for å sjekke alle deler av SF₆-bryteren, inkludert koblingsdeler, tettningsgummiring, og plasseringen av trykkmålerkoblingen. I henhold til den faktiske situasjonen kan soapy vann brukes på mistenkte lekkasedeler for å bestemme lekkasestedet.

Under lekkasjehåndtering, utfør reparasjonsvedting på lekkasedeler. Erstatt lekkende og skadde deler i henhold til bruken av hver del. I praksis, siden mislykket tetthetsrelé også kan føre til at systemet gir lavtrykkalarm, kan vedlikeholdsansatte videre sjekke tetthetsreléen, spesielt indikatorlys og skruddeler, for å utelukke situasjonen med skrudefestning eller kortslutning, og bytte ut den skadete relén i tide for å eliminere feilen.

2.2 Behandlingsmetode for mislykket åpning eller lukking av SF₆-bryterfeil

Ved mislykket åpning eller lukking av SF₆-bryteren, skal feilen elimineres i henhold til den spesifikke årsaken til feilen.

For mislykket åpning eller lukking av SF₆-bryteren forårsaket av mislykket fjernergiveresystem, skal vedlikeholdsansatte sjekke drift av hjelpeswitch og energilagringsmotor i fjernergiveresystemet, og bytte ut komponenter med forbrenningsmerker på ytre overflate i tide. Hvis utseendet er normalt, fjern motorledninger og test om motoren og hjelpeswitch kan fungere normalt. Hvis energilagring er normal etter lukking og motoren holder på å kjøre, fastslås det at hjelpeswitchen for energilagring ikke kan koble fra kretsen i tide på grunn av fuktighet eller kontaktforbrenning, og dermed forårsaker mislykket SF₆-bryter. Vedlikeholdsansatte skal manuelt koble fra energilagringsswitch for å unngå at komponenter forbrennes på grunn av langvarig drift av motoren, bytte ut hjelpeswitch, sjekke om hele utstyret er påvirket av fuktighet eller vanninntrenging, og ta tidsmessige fuktighets- og inntrengingsbeskyttelsesforanstaltninger for å forhindre gjenopptrekk av SF₆-bryterfeil.

For mislykket åpning eller lukking av SF₆-bryteren forårsaket av blokkering av kontrollkretsen, skal vedlikeholdsansatte først sjekke arbeidsstatusen for bryterens åpne- og lukke-spoiler, sjekke om kontrollledninger er brutte, og utelukke løs eller koblet av ledningskontakter og hjelpeswitch-noder. Først skal vedlikeholdsansatte sjekke om spoilerne er overoppvarmet eller forbrent, og bytte ut de skadde spoilerne i tide. Deretter, i henhold til SF₆-bryterens kablingsdiagram, bruk multimeter for å sjekke kretsløpet til bryteren, og utelukke situasjonen med brutte ledninger eller løse koblinger for å sikre at låsekretsen er normal. Når det oppstår en anormalitet, kan feilpunktet umiddelbart bli fastslått, og feilen kan elimineres.

For mislykket åpning eller lukking av SF₆-bryteren forårsaket av mekanisk koblingfeil, skal vedlikeholdsansatte slutte å bruke SF₆-bryteren og rapportere mekanisk feil til overordnet leder. Generelt inkluderer mekaniske feil problemer som mekanisme som står fast, løs låseskive, og kopplingen mellom overføringskoblingen. Vedlikeholdsansatte skal demontere mekanisk defekte komponenter, gjenopprette de opprinnelige mekaniske komponentene til deres opprinnelige posisjoner i henhold til fabrikkinstruksjoner, erstatte de skadde mekaniske komponentene, rense støv fra komponentene, legge til passende smøremidler, og eliminere mekanisk ståfasthet for å oppnå feileliminering.

2.3 Behandlingsmetode for falsk åpningsfeil i SF₆-bryter

For falsk åpningsfeil forårsaket av menneskelig misoperasjon eller uhell, skal vedlikeholdsansatte først sjekke signalvisningen for SF₆-bryteren, utelukke switchfeil, og starte på nytt SF₆-bryteren for strømforsyning. For falsk åpningsfeil forårsaket av elektriske feil, skal vedlikeholdsansatte først sjekke signal og innstilling for SF₆-bryteren, finne feilpunktet, analysere feilårsaken, og eliminere og reparere de feilfulle komponentene i tide. For komponenter som er påvirket av fuktighet på grunn av dårlig tettning, erstatter tettningkomponenter og installerer varmeapparat for fuktighets- og tørkning for å eliminere feilproblemet. For falsk åpningsfeil forårsaket av mekaniske feil, skal vedlikeholdsansatte demontere mekanisk del, rette plasseringen av justeringskroken på nytt, erstatte eller reparere låseskive, eliminere falsk åpningsfeil, og dermed sikre normal drift av SF₆-bryteren.

2.4 Behandlingsmetode for falsk lukkingsfeil i SF₆-bryter

Ved behandling av falsk lukkingsfeil i SF₆-bryteren, skal vedlikeholdsansatte klargjøre hovedårsaken til falsk lukkingsfeil i SF₆-bryteren og bruke målrettede behandlingsmetoder for å eliminere feilen. Vedlikeholdsansatte skal regelmessig sjekke fuktighetsbeskyttelsen for hver komponent i SF₆-bryteren. Hvis lukkingen er forårsaket av samtidig jording av positive og negative kontakter i DC-kretsen, og det konkluderes at det er forårsaket av fuktighet i sekundærkretsen, kan en fuktighets- og tørkningseinrichting installeres i de fuktige delene, og vanninntrengningshullene kan blokkeres i tide for å eliminere feilen. Samtidig skal vedlikeholdsansatte sjekke alle sekundærkrefter, erstatte defekte eller skadde komponenter i tide, og eliminere feilen. I tillegg skal vedlikeholdsansatte sjekke låseskivekomponenten, erstatte den skadde låseskivekomponenten, og eliminere feilen.

3 Caseanalyse
3.1 Feilfenomen

En LW15 - 252 type SF₆-bryter ble satt i drift så tidlig som 2007. Etter at bryteren trippet, var låsen fortsatt i en overposisjon, og det var en uvanlig avstand på omtrent 10mm mellom låsen og lukkeutløser, med uvanlig kontakt. Imidlertid, etter at pulsjestrøm ble gitt, fungerte spolet og utløseren normalt, men låsen kunne fremdeles ikke frigjøres for lukking. Etter manuell frigjøring av låsen, kunne bryteren fremdeles ikke lukke.

3.2 Feilanalyse

Gjennom analyse av driftsdataene for denne bryteren, ble det funnet at bryteren hadde avbrutt strøm 132 ganger under drift. Når strømmen avbrytes, genereres en stor mengde varme, og høytemperaturbua vil fremme akkumulering av kjemiske reaksjonsprodukter. Spesielt for avbrudd av store strømmer, dannes en katalytisk effekt, som forsterker kjemisk reaksjon av interne stoffer og øker en stor mengde støv.

Derfor er den opprinnelige diagnosen av denne bryterfeil at buedekomponeringsprodukter forårsaket av strømavbrudd reagerer kjemisk med silikongreaset i det tette miljøet, danner en stor mengde stoffer som SiF₄ og Si(CH₃)₂F₂. De solidifiserte stoffene ligger i bremsettet, hindrer overføring av bremsettet, resulterer i en ståfasthet og forårsaker lukkningsmislykke av SF₆-bryteren.

3.3 Feileliminering

Vedlikeholdsansatte demonterte den defekte bryteren. I eksterne inspeksjoner ble det funnet at bremsettet var tydelig forurenet, og det var en stor mengde silikongrease på tettet i bremsettsystemet, som klebte til overflaten av bremsettet, økte friksjonen mellom bremsettet og tetten under overføring, resulterte i at bremsettet ikke kunne overføre normalt og forårsaket ståfasthet. Å erstatte komponentene i bremmesystemet kunne ikke løse feilproblemet grunnleggende, det håndterte bare symptomer, men ikke årsaken.

I interne inspeksjoner ble bryterkroppen demontert, og en stor mengde gråhvitt pulver ble funnet klebende til indre veggen av buetilsynsroms-porselenstuben, bremsettet, og isolerende trekken. Disse pulvere er hovedsakelig solidifiserte stoffer som SiF₄ og Si(CH₃)₂F₂ dannet under høytemperaturbue. Når de akkumuleres til en viss grad, kan de forårsake isoleringsnedbrytningsulykker.

4 Konklusjon

Sammenfattende, under daglig administrasjon, bør administratorer være kjent med de vanlige feilene i SF₆-brytere og utvikle praktiske løsninger. Når en feil oppstår, bør feilpunktet identifiseres umiddelbart, og feilen eliminert, fjerner potensielle farer, reduserer strømnedssettingstid, forhindrer forekomsten av uordenlige tripp, og dermed forbedrer sikkerheten og stabiliteten i strømforsyningen i understationer.

Derfor, i tillegg til å erstatte komponentene i bremmesystemet, må vedlikeholdsansatte også erstatte tettkomponenter og buetilsynsdelene, rens støv i buetilsynsrommet. Etter at feilen var eliminert, ble bryteren startet på nytt og fungerte normalt.