Исследование методов анализа и устранения неисправностей выключателей SF6

В системе подстанции высоковольтные выключатели являются устройствами для прерывания тока, среди которых наиболее распространенными являются выключатели на основе SF₆. Такие выключатели используют газ SF₆ в качестве основного изоляционного материала. На основе действия энергии дуги образуется сжатый газ SF₆, который мгновенно гасит дугу, тем самым обеспечивая прерывание номинального и аварийного тока, защищая линии электропередачи и электрооборудование от повреждений. Система оснащена полной системой управления, которая может контролировать выключатель через операции включения и отключения, и имеет мощную функциональность.

Выключатели на основе SF₆ играют ключевую роль в нормальной работе подстанций. Если выключатель на основе SF₆ выходит из строя, это напрямую влияет на работу каждой системы подстанции. Это показывает важность технического обслуживания и защиты выключателей на основе SF₆. В таком контексте исследование методов анализа и устранения неисправностей выключателей на основе SF₆ имеет важное практическое значение.

1 Анализ распространенных неисправностей выключателей на основе SF₆
1.1 Недостаточное давление газа SF₆

Во время фактической эксплуатации выключателей на основе SF₆ может возникнуть ситуация недостаточного давления газа SF₆. При возникновении этой неисправности значение давления на манометре SF₆ будет ниже номинального значения давления. В удаленном управлении система управления выдаст предупреждение, чтобы оповестить персонал о том, что давление газа SF₆ слишком низкое.

Это явление в основном вызвано низкой температурой окружающей среды в районе, где расположен выключатель на основе SF₆, или утечкой газа в системе SF₆, или неправильным показанием манометра, что приводит к отказу реле плотности SF₆, что, в свою очередь, вызывает недостаточное давление газа SF₆ и приводит к отказу выключателя на основе SF₆.

1.2 Неисправность включения или отключения выключателя на основе SF₆

Во время работы выключателя на основе SF₆ после выдачи команд на включение или отключение вручную выключатель на основе SF₆ не реагирует, что приводит к неисправности включения или отключения выключателя на основе SF₆.

Основные причины этой неисправности включают три аспекта. Во-первых, система накопления энергии в пружине выходит из строя и не может обеспечить энергию и мощность для операций включения и отключения выключателя на основе SF₆. Во-вторых, цепь управления блокируется, что приводит к разрыву цепи и препятствует передаче команд включения и отключения. В-третьих, возникает механическая неисправность связи. Даже если команда передается, из-за неисправности или повреждения механических компонентов, команда не может быть выполнена.

1.3 Ложная неисправность отключения выключателя на основе SF₆

Ложная неисправность отключения является одной из распространенных неисправностей выключателей на основе SF₆. Она в основном относится к ситуации, когда выключатель на основе SF₆ автоматически отключается без команды на управление, что делает выключатель на основе SF₆ неконтролируемым и влияет на нормальную работу подстанции.

Причины этого явления неисправности в основном связаны с ошибками в работе человека или случайным прикосновением. Также это может быть вызвано ложным отключением из-за внешней механической вибрации. Электрические неисправности также могут привести к автоматическому отключению выключателя на основе SF₆, главным образом из-за неправильных действий защиты и неправильных настроек. При двухточечном заземлении постоянного тока, после соединения положительного и отрицательного питания, сигналы реле защиты передаются и принимаются, что приводит к неправильным действиям. Кроме того, механические неисправности, такие как неспособность поддерживающей скобы закрываться или смещение винта позиционирования, также могут вызвать ложную неисправность отключения выключателя на основе SF₆.

1.4 Ложная неисправность включения выключателя на основе SF₆

Ложная неисправность включения является одной из распространенных неисправностей выключателей на основе SF₆. Она относится к ситуации, когда выключатель на основе SF₆ автоматически включается без команды на управление, что делает выключатель на основе SF₆ неконтролируемым и влияет на нормальную работу подстанции.

Причины этого явления неисправности в основном заключаются в том, что положительные и отрицательные контакты в цепи постоянного тока не соединены, но одновременно заземлены, формируя цепь управления включением, что приводит к неисправности включения; сопротивление катушки контактора включения мало, что снижает начальное напряжение, вызывая импульс в системе постоянного тока и формируя неисправность включения; повреждение поддерживающей скобы отключения также может вызвать ложную неисправность включения выключателя на основе SF₆.

2 Методы устранения неисправностей выключателей на основе SF₆
2.1 Метод устранения неисправности недостаточного давления газа SF₆

При возникновении неисправности недостаточного давления газа SF₆, обслуживающий персонал должен сначала регулярно записывать показания манометра выключателя на основе SF₆ и переводить их в значение давления при стандартной температуре, чтобы определить, является ли давление газа в выключателе на основе SF₆ нормальным. Если давление продолжает падать, диагностируется утечка газа в выключателе на основе SF₆.

После зарядки выключателя на основе SF₆ до номинального давления наблюдайте за изменением показаний манометра. Используйте детектор утечек SF₆ для проверки всех частей выключателя на основе SF₆, включая соединительные части, уплотнительные резиновые кольца и место соединения манометра. В зависимости от实际情况看来，您希望将电力科技领域的文档翻译成俄语。根据您的要求，我将继续翻译剩余的内容。以下是翻译结果：

После зарядки выключателя на основе SF₆ до номинального давления наблюдайте за изменением показаний манометра. Используйте детектор утечек SF₆ для проверки всех частей выключателя на основе SF₆, включая соединительные части, уплотнительные резиновые кольца и место соединения манометра. В зависимости от实际情况看来，您希望将电力科技领域的文档翻译成俄语。根据您的要求，我将继续翻译剩余的内容。以下是翻译结果：

После зарядки выключателя на основе SF₆ до номинального давления наблюдайте за изменением показаний манометра. Используйте детектор утечек SF₆ для проверки всех частей выключателя на основе SF₆, включая соединительные части, уплотнительные резиновые кольца и место соединения манометра. В зависимости от实际情况看来，您希望将电力科技领域的文档翻译成俄语。根据您的要求，我将继续翻译剩余的内容。以下是翻译结果：

После зарядки выключателя на основе SF₆ до номинального давления наблюдайте за изменением показаний манометра. Используйте детектор утечек SF₆ для проверки всех частей выключателя на основе SF₆, включая соединительные части, уплотнительные резиновые кольца и место соединения манометра. В зависимости от конкретной ситуации можно нанести мыльный раствор на подозреваемые места утечки, чтобы определить местоположение утечки.

При устранении утечки проведите ремонт сваркой утечающих участков. Замените утечающие и поврежденные части в соответствии с их использованием. На практике, поскольку отказ реле плотности также может вызвать систему выдачи тревоги о низком давлении, обслуживающий персонал может дополнительно проверить реле плотности, особенно индикаторные лампы и контактные части, чтобы исключить ситуацию прилипания или короткого замыкания, и своевременно заменить поврежденное реле, чтобы устранить неисправность.

2.2 Метод устранения неисправности отказа выключателя на основе SF₆ включаться или отключаться

При отказе выключателя на основе SF₆ включаться или отключаться, неисправность должна быть устранена в соответствии с конкретной причиной отказа.

Для отказа выключателя на основе SF₆ включаться или отключаться, вызванного отказом системы накопления энергии в пружине, обслуживающий персонал должен проверить работу вспомогательного выключателя и двигателя накопления энергии системы накопления энергии в пружине, и своевременно заменить компоненты, имеющие следы обгорания на внешней поверхности. Если внешний вид нормальный, снимите провода двигателя и проверьте, могут ли сопротивление двигателя накопления энергии и вспомогательный выключатель работать нормально. Если накопление энергии нормальное после включения и двигатель продолжает работать, определяется, что вспомогательный выключатель накопления энергии не может своевременно разорвать цепь по причинам, таким как прилипание из-за влаги или обгорание контактов, что приводит к отказу выключателя на основе SF₆. Обслуживающий персонал должен вручную разорвать выключатель питания накопления энергии, чтобы предотвратить обгорание компонентов из-за длительной работы двигателя, заменить вспомогательный выключатель, проверить, не подверглось ли все оборудование воздействию влаги или проникновению воды, и своевременно принять меры по предотвращению влаги и проникновения, чтобы предотвратить повторное возникновение отказа выключателя на основе SF₆.

Для отказа выключателя на основе SF₆ включаться или отключаться, вызванного блокировкой цепи управления, обслуживающий персонал должен сначала проверить состояние катушек включения и отключения выключателя, проверить, не оборваны ли контрольные провода, и исключить ослабление или разъединение клемм и узлов вспомогательного выключателя. Сначала обслуживающий персонал должен проверить, не перегрелись или не обгорели ли катушки включения и отключения, и своевременно заменить поврежденные катушки включения и отключения. Во-вторых, в соответствии со схемой подключения выключателя на основе SF₆, используйте мультиметр для проверки проводимости цепи выключателя, и своевременно исключите ситуацию обрыва проводов или ослабления соединений, чтобы обеспечить нормальную работу запирающей цепи. При возникновении аномалии можно немедленно определить точку неисправности и устранить неисправность.

Для отказа выключателя на основе SF₆ включаться или отключаться, вызванного механической неисправностью связи, обслуживающий персонал должен прекратить использование выключателя на основе SF₆ и сообщить о механической неисправности старшему руководителю. Обычно механические неисправности включают проблемы, такие как заклинивание механизма, ослабление защелки включения и отсоединение тяги передачи. Обслуживающий персонал должен разобрать механически неисправные компоненты, восстановить оригинальные механические компоненты в их исходные позиции в соответствии с заводской инструкцией, заменить поврежденные механические компоненты, очистить пыль на компонентах, добавить соответствующее смазочное масло и устранить проблему заклинивания, чтобы достичь устранения неисправности.

2.3 Метод устранения ложной неисправности отключения выключателя на основе SF₆

Для ложной неисправности отключения, вызванной ошибками в работе человека или случайным прикосновением, обслуживающий персонал должен сначала проверить индикацию сигнала выключателя на основе SF₆, исключить неисправность выключателя, и перезапустить выключатель на основе SF₆ для подачи питания. Для ложной неисправности отключения, вызванной электрическими неисправностями, обслуживающий персонал должен сначала проверить сигнал и настройки выключателя на основе SF₆, найти точку неисправности, проанализировать причину неисправности, и своевременно устранить и отремонтировать поврежденные компоненты. Для компонентов, которые подверглись воздействию влаги из-за плохой герметизации, замените герметизирующие компоненты и установите устройство для предотвращения влаги и удаления влаги, чтобы устранить проблему неисправности. Для ложной неисправности отключения, вызванной механическими неисправностями, обслуживающий персонал должен разобрать механическую часть, заново скорректировать положение винта позиционирования, заменить или отремонтировать скобу включения, устранить ложную неисправность отключения, и таким образом обеспечить нормальную работу выключателя на основе SF₆.

2.4 Метод устранения ложной неисправности включения выключателя на основе SF₆

При устранении ложной неисправности включения выключателя на основе SF₆, обслуживающий персонал должен уточнить основную причину ложной неисправности включения выключателя на основе SF₆ и применить целенаправленные методы устранения, чтобы устранить неисправность. Обслуживающий персонал должен регулярно проверять защиту от влаги каждого компонента выключателя на основе SF₆. Если включение вызвано одновременным заземлением положительных и отрицательных контактов в цепи постоянного тока и определено, что это вызвано влагой вторичной цепи, можно установить устройство для предотвращения влаги и удаления влаги в местах, подверженных воздействию влаги, и своевременно заблокировать отверстия для проникновения воды, чтобы устранить неисправность. Одновременно обслуживающий персонал должен проверить все вторичные цепи, своевременно заменить дефектные или поврежденные компоненты, и устранить неисправность. Кроме того, обслуживающий персонал должен проверить компонент защелки включения, заменить поврежденный компонент защелки включения, и устранить неисправность.

3 Анализ случаев
3.1 Феномен неисправности

Выключатель типа LW15-252 на основе SF₆ был введен в эксплуатацию еще в 2007 году. После отключения выключателя защелка оставалась в переустановленном положении, и между защелкой и триггером включения было аномальное расстояние около 10 мм, с аномальным контактом. Однако, после подачи импульса питания для включения, катушка и триггер работали нормально, но защелка все равно не могла быть отпущена для включения. После ручного отпускания защелки выключатель все равно не мог включиться.

3.2 Анализ неисправности

На основе анализа записей данных работы этого выключателя было установлено, что во время работы выключатель прерывал ток 132 раза. При прерывании тока выделяется большое количество тепла, и высокотемпературная дуга способствует накоплению продуктов химических реакций. Особенно при прерывании больших токов, происходит каталитический эффект, ускоряющий химическую реакцию внутренних веществ и увеличивающий большое количество пыли.

Следовательно, первоначальная диагностика этой неисправности выключателя заключается в том, что продукты разложения дуги, вызванные прерыванием тока, химически реагируют с силиконовой смазкой в герметичной среде, образуя большое количество веществ, таких как SiF₄ и Si(CH₃)₂F₂. Твердые вещества остаются на тормозной уплотняющей штанге, препятствуя передаче тормозной уплотняющей штанги, что приводит к заклиниванию и вызывает отказ включения выключателя на основе SF₆.

3.3 Устранение неисправности

Обслуживающий персонал разобрал корпус неисправного выключателя. При внешнем осмотре было обнаружено, что тормозная уплотняющая штанга была явно загрязнена, и на уплотнительном кольце в тормозной уплотняющей системе находилось большое количество силиконовой смазки, прилипающей к поверхности тормозной уплотняющей штанги, что увеличивало трение между тормозной уплотняющей штангой и уплотнительным кольцом при передаче, что приводило к невозможности нормальной передачи тормозной уплотняющей штанги и вызывало заклинивание. Замена компонентов тормозной системы не могла радикально решить проблему неисправности, что только устраняло симптомы, но не причину.

При внутреннем осмотре было разобрано тело выключателя, и было обнаружено, что на внутренней стенке фарфорового изолятора камеры гашения дуги, тормозной уплотняющей штанге и изоляционной тяге прилипло большое количество серо-белого порошка. Эти порошки в основном состоят из твердых веществ, таких как SiF₄ и Si(CH₃)₂F₂, образовавшихся при высокотемпературной дуге. При накоплении до определенного уровня это может вызвать аварии пробоя изоляции.

4 Заключение

Таким образом, в повседневном управлении администраторы должны быть знакомы с распространенными неисправностями выключателей на основе SF₆ и разрабатывать практические решения. При возникновении неисправности необходимо своевременно определить точку неисправности и устранить неисправность, удалив потенциальные опасности, сократив время отключения, предотвратив последовательное отключение, и, таким образом, повысив безопасность и стабильность электроснабжения на подстанциях.

Поэтому, помимо замены компонентов тормозной системы, обслуживающему персоналу также необходимо заменить уплотняющие компоненты и компоненты гашения дуги, очистить пыль в камере гашения дуги. После устранения неисправности выключатель был перезапущен и работал нормально.