การวิจัยเกี่ยวกับวิธีการวิเคราะห์และจัดการกับข้อผิดพลาดของตัวตัดวงจร SF6

ในระบบสถานีไฟฟ้า อุปกรณ์ตัดวงจรแรงสูงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับตัดวงจรไฟฟ้า โดยที่ตัวตัดวงจร SF₆ เป็นที่นิยมมากที่สุด ตัวตัดวงจรเหล่านี้ใช้ก๊าซ SF₆ เป็นสารฉนวนหลัก ตามการกระทำของพลังงานอาร์ค ก๊าซ SF₆ ที่ถูกอัดจะถูกสร้างขึ้นเพื่อดับอาร์คทันที ทำให้สามารถตัดกระแสไฟฟ้าที่กำหนดและกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการลัดวงจรได้ ปกป้องสายไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้าจากการเสียหาย ระบบมีระบบการทำงานที่สมบูรณ์ สามารถควบคุมตัวตัดวงจรผ่านการเปิดและปิด และมีฟังก์ชันการทำงานที่แข็งแกร่ง

ตัวตัดวงจร SF₆ มีความสำคัญต่อการทำงานที่ปกติของสถานีไฟฟ้า หากตัวตัดวงจร SF₆ เกิดปัญหา จะส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของระบบสถานีไฟฟ้าแต่ละแห่ง แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการบำรุงรักษาและการป้องกันตัวตัดวงจร SF₆ ในบริบทดังกล่าว การสำรวจวิเคราะห์และวิธีการแก้ไขปัญหาของตัวตัดวงจร SF₆ มีความหมายเชิงปฏิบัติที่สำคัญ

1 การวิเคราะห์ปัญหาทั่วไปของตัวตัดวงจร SF₆
1.1 แรงดันก๊าซ SF₆ ไม่เพียงพอ

ระหว่างการทำงานจริงของตัวตัดวงจร SF₆ อาจเกิดปัญหาแรงดันก๊าซ SF₆ ไม่เพียงพอ เมื่อเกิดปัญหานี้ ค่าแรงดันบนมาตรวัดแรงดัน SF₆ จะต่ำกว่าค่าแรงดันที่กำหนด ในระบบควบคุมระยะไกล ระบบจัดการหลังบ้านจะส่งสัญญาณเตือนแจ้งเจ้าหน้าที่ว่าแรงดันก๊าซ SF₆ ต่ำเกินไป

ปรากฏการณ์นี้เกิดจากอุณหภูมิแวดล้อมต่ำในพื้นที่ที่ตัวตัดวงจร SF₆ ตั้งอยู่ หรือมีการรั่วก๊าซในระบบ SF₆ หรือค่าที่แสดงบนมาตรวัดไม่ถูกต้อง ส่งผลให้รีเลย์ความหนาแน่น SF₆ ทำงานผิดพลาด ทำให้แรงดันก๊าซ SF₆ ไม่เพียงพอ และทำให้ตัวตัดวงจร SF₆ ทำงานผิดพลาด

1.2 ตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดหรือเปิดได้

ระหว่างการทำงานของตัวตัดวงจร SF₆ หลังจากสั่งการปิดหรือเปิดด้วยการควบคุมด้วยมือ ตัวตัดวงจร SF₆ ไม่ตอบสนอง ทำให้เกิดปัญหาตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดหรือเปิดได้

สาเหตุหลักของปัญหานี้มีสามด้าน ประการแรก ระบบสะสมพลังงานสปริงเสียหาย ไม่สามารถให้พลังงานและกำลังในการปิดหรือเปิดตัวตัดวงจร SF₆ ประการที่สอง วงจรควบคุมถูกปิด ทำให้เกิดวงจรเปิดและขัดขวางการส่งคำสั่งปิดหรือเปิด ประการที่สาม มีปัญหาการเชื่อมโยงทางกลไก แม้ว่าคำสั่งถูกส่ง แต่เนื่องจากชิ้นส่วนกลไกเสียหาย คำสั่งที่ส่งไปไม่สามารถดำเนินการได้

1.3 ปัญหาการเปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆

ปัญหาการเปิดเท็จเป็นปัญหาที่พบบ่อยในตัวตัดวงจร SF₆ หมายถึงกรณีที่ตัวตัดวงจร SF₆ เปิดโดยอัตโนมัติโดยไม่มีคำสั่ง ทำให้ตัวตัดวงจร SF₆ ขาดการควบคุม และส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของสถานีไฟฟ้า

สาเหตุของปัญหานี้ส่วนใหญ่เกิดจากการทำงานผิดพลาดหรือการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากการสั่นสะเทือนทางกลไกภายนอก ปัญหาทางไฟฟ้าก็สามารถทำให้ตัวตัดวงจร SF₆ เปิดโดยอัตโนมัติ เช่น การทำงานป้องกันที่ผิดพลาดและค่าตั้งค่าที่ไม่ถูกต้อง ในกรณีที่ระบบ DC ต่อพ่วงสองจุด หลังจากที่แหล่งพลังงานบวกและลบต่อเข้าด้วยกัน สัญญาณป้องกันรีเลย์ถูกส่งและรับ ส่งผลให้เกิดการทำงานที่ผิดพลาด นอกจากนี้ ปัญหาทางกลไก เช่น ชุดปิดไม่สามารถรองรับหรือสกรูตำแหน่งเคลื่อนที่ อาจทำให้เกิดปัญหาการเปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆

1.4 ปัญหาการปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆

ปัญหาการปิดเท็จเป็นปัญหาที่พบบ่อยในตัวตัดวงจร SF₆ หมายถึงกรณีที่ตัวตัดวงจร SF₆ ปิดโดยอัตโนมัติโดยไม่มีคำสั่ง ทำให้ตัวตัดวงจร SF₆ ขาดการควบคุม และส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของสถานีไฟฟ้า

สาเหตุของปัญหานี้ส่วนใหญ่เกิดจากการที่คอนแทคบวกและลบในวงจร DC ไม่ต่อแต่ต่อกับพื้นพร้อมกัน ทำให้เกิดวงจรควบคุมการปิด ทำให้เกิดปัญหาการปิด ความต้านทานของคอยล์คอนแทคปิดน้อย ลดแรงดันเริ่มต้น ทำให้เกิดพัลส์ชั่วขณะในระบบ DC และทำให้เกิดปัญหาการปิด และความเสียหายของชุดล็อคการปิดก็สามารถทำให้เกิดปัญหาการปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆

2 วิธีการแก้ไขปัญหาของตัวตัดวงจร SF₆
2.1 วิธีการแก้ไขปัญหาแรงดันก๊าซ SF₆ ไม่เพียงพอ

เมื่อเกิดปัญหาแรงดันก๊าซ SF₆ ไม่เพียงพอ พนักงานบำรุงรักษาควรบันทึกค่ามาตรวัดแรงดันของตัวตัดวงจร SF₆ อย่างสม่ำเสมอ และแปลงเป็นค่าแรงดันที่อุณหภูมิมาตรฐาน เพื่อตรวจสอบว่าแรงดันก๊าซในตัวตัดวงจร SF₆ ปกติหรือไม่ ถ้าแรงดันยังคงลดลง จะถูกวินิจฉัยว่ามีการรั่วก๊าซในตัวตัดวงจร SF₆

หลังจากเติมก๊าซ SF₆ ให้ตัวตัดวงจรจนถึงแรงดันที่กำหนด ให้สังเกตการเปลี่ยนแปลงของมาตรวัด ใช้เครื่องตรวจจับการรั่วก๊าซ SF₆ ตรวจสอบส่วนต่างๆ ของตัวตัดวงจร SF₆ รวมถึงส่วนเชื่อมต่อ ยางซีล และตำแหน่งของข้อต่อมาตรวัด ตามสภาพจริง สามารถใช้น้ำยาล้างจานทาที่ส่วนที่สงสัยว่ารั่ว เพื่อกำหนดตำแหน่งที่รั่ว

ในการรักษาการรั่ว ให้ทำการเชื่อมซ่อมส่วนที่รั่ว แล้วเปลี่ยนชิ้นส่วนที่รั่วและเสียหายตามการใช้งานของแต่ละชิ้นส่วน ในทางปฏิบัติ เนื่องจากความผิดพลาดของรีเลย์ความหนาแน่นสามารถทำให้ระบบส่งสัญญาณเตือนแรงดันต่ำ พนักงานบำรุงรักษาสามารถตรวจสอบรีเลย์ความหนาแน่น โดยเฉพาะส่วนไฟแสดงสถานะและสวิตช์ เพื่อขจัดกรณีที่สวิตช์ติดหรือลัดวงจร และเปลี่ยนรีเลย์ที่เสียหายทันท่วงทีเพื่อขจัดปัญหา

2.2 วิธีการแก้ไขปัญหาตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดหรือเปิดได้

ในกรณีที่ตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดหรือเปิดได้ ควรขจัดปัญหาตามสาเหตุที่เฉพาะเจาะจง

สำหรับปัญหาตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดหรือเปิดได้เนื่องจากความเสียหายของระบบสะสมพลังงานสปริง พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบการทำงานของสวิตช์เสริมและมอเตอร์สะสมพลังงานของระบบสะสมพลังงานสปริง และเปลี่ยนชิ้นส่วนที่มีรอยไหม้บนพื้นผิวนอกทันท่วงที ถ้าสภาพภายนอกปกติ ให้ถอดสายไฟมอเตอร์ออกและทดสอบว่าความต้านทานของมอเตอร์สะสมพลังงานและสวิตช์เสริมสามารถทำงานได้ปกติหรือไม่ ถ้าสะสมพลังงานได้ปกติหลังจากปิดและมอเตอร์ยังทำงานต่อเนื่อง แสดงว่าสวิตช์เสริมสะสมพลังงานไม่สามารถตัดวงจรได้ทันเวลา เนื่องจากความชื้นหรือการไหม้ของคอนแทค ทำให้ตัวตัดวงจร SF₆ ทำงานผิดพลาด พนักงานบำรุงรักษาควรปิดสวิตช์สะสมพลังงานด้วยมือเพื่อป้องกันชิ้นส่วนไหม้เนื่องจากมอเตอร์ทำงานนานเกินไป แล้วเปลี่ยนสวิตช์เสริม ตรวจสอบว่าอุปกรณ์ทั้งหมดได้รับความชื้นหรือไม่ และดำเนินการป้องกันความชื้นและน้ำซึมอย่างทันท่วงที เพื่อป้องกันการเกิดปัญหาตัวตัดวงจร SF₆ ซ้ำอีก

สำหรับปัญหาตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดหรือเปิดได้เนื่องจากวงจรควบคุมถูกปิด พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบการทำงานของคอยล์ปิดและเปิดของตัวตัดวงจร ตรวจสอบว่าสายควบคุมมีการขาดหรือไม่ และขจัดความคลายหรือการขาดของเทอร์มินอลและโหนดสวิตช์เสริม ประการแรก พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบว่าคอยล์ปิดและเปิดมีการไหม้หรือไม่ และเปลี่ยนคอยล์ที่เสียหายทันท่วงที ประการที่สอง ตามแผนภาพการเชื่อมต่อของตัวตัดวงจร SF₆ ใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสอบความต่อเนื่องของวงจรตัวตัดวงจร และขจัดกรณีที่สายขาดหรือคลาย เพื่อให้แน่ใจว่าวงจรล็อคทำงานปกติ ถ้าเกิดความผิดปกติ จุดที่มีปัญหาสามารถระบุได้ทันทีและขจัดปัญหาได้

สำหรับปัญหาตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดหรือเปิดได้เนื่องจากความเสียหายของระบบเชื่อมโยงทางกลไก พนักงานบำรุงรักษาควรหยุดใช้ตัวตัดวงจร SF₆ และรายงานความเสียหายทางกลไกให้ผู้บังคับบัญชาทราบ ทั่วไปแล้ว ความเสียหายทางกลไกประกอบด้วยปัญหาเช่น การขัดขวางของกลไก การคลายของล็อคการปิด และการแยกตัวของแท่งเชื่อมต่อ พนักงานบำรุงรักษาควรถอดชิ้นส่วนที่เสียหายทางกลไก ฟื้นฟูชิ้นส่วนกลไกกลับสู่ตำแหน่งเดิมตามคู่มือจากโรงงาน เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหาย ทำความสะอาดฝุ่นบนชิ้นส่วน ใส่น้ำมันหล่อลื่นที่เหมาะสม และขจัดปัญหาการขัดขวางของกลไกเพื่อขจัดปัญหา

2.3 วิธีการแก้ไขปัญหาการเปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆

สำหรับปัญหาการเปิดเท็จที่เกิดจากการทำงานผิดพลาดหรือการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบการแสดงสัญญาณของตัวตัดวงจร SF₆ ขจัดปัญหาสวิตช์ และรีสตาร์ตตัวตัดวงจร SF₆ เพื่อจ่ายไฟ สำหรับปัญหาการเปิดเท็จที่เกิดจากปัญหาทางไฟฟ้า พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบสัญญาณและค่าตั้งค่าของตัวตัดวงจร SF₆ หาจุดที่มีปัญหา วิเคราะห์สาเหตุของปัญหา และขจัดและซ่อมแซมชิ้นส่วนที่เสียหายทันท่วงที สำหรับชิ้นส่วนที่ได้รับความชื้นเนื่องจากการปิดผนึกที่ไม่ดี ควรเปลี่ยนชิ้นส่วนปิดผนึกและติดตั้งอุปกรณ์ทำความร้อนเพื่อป้องกันความชื้นและลดความชื้นเพื่อขจัดปัญหา สำหรับปัญหาการเปิดเท็จที่เกิดจากปัญหาทางกลไก พนักงานบำรุงรักษาควรถอดชิ้นส่วนทางกลไก ปรับตำแหน่งสกรูตำแหน่งใหม่ เปลี่ยนหรือซ่อมแซมชุดปิด ขจัดปัญหาการเปิดเท็จ และทำให้ตัวตัดวงจร SF₆ ทำงานปกติ

2.4 วิธีการแก้ไขปัญหาการปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆

ในการแก้ไขปัญหาการปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆ พนักงานบำรุงรักษาควรระบุสาเหตุหลักของปัญหาการปิดเท็จของตัวตัดวงจร SF₆ และใช้วิธีการแก้ไขที่มุ่งเป้าเพื่อขจัดปัญหา พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบสภาพป้องกันความชื้นของชิ้นส่วนต่างๆ ของตัวตัดวงจร SF₆ อย่างสม่ำเสมอ ถ้าการปิดเกิดจากการต่อพื้นพร้อมกันของคอนแทคบวกและลบในวงจร DC และตรวจสอบว่าเกิดจากความชื้นของวงจรรอง สามารถติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันความชื้นและลดความชื้นในส่วนที่ได้รับความชื้น และปิดรูที่น้ำซึมทันท่วงทีเพื่อขจัดปัญหา พร้อมกันนั้น พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบวงจรรองทั้งหมด เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหายหรือชำรุดทันท่วงที และขจัดปัญหา นอกจากนี้ พนักงานบำรุงรักษาควรตรวจสอบชิ้นส่วนล็อคการปิด เปลี่ยนชิ้นส่วนล็อคการปิดที่เสียหาย และขจัดปัญหา

3 การวิเคราะห์กรณีศึกษา
3.1 ปรากฏการณ์ของปัญหา

ตัวตัดวงจร SF₆ รุ่น LW15 - 252 ถูกนำมาใช้งานตั้งแต่ปี 2007 หลังจากตัวตัดวงจรทริป ล็อคยังคงอยู่ในตำแหน่งที่สูงกว่าปกติ และมีระยะห่างผิดปกติประมาณ 10 มม. ระหว่างล็อคและไตรกเกอร์การปิด แต่เมื่อจ่ายไฟปัจจุบันสำหรับการปิด คอยล์และไตรกเกอร์ทำงานปกติ แต่ล็อคยังไม่สามารถปลดออกเพื่อปิดได้ หลังจากปลดล็อคด้วยมือ สวิตช์ยังไม่สามารถปิดได้

3.2 การวิเคราะห์ปัญหา

จากการวิเคราะห์บันทึกข้อมูลการดำเนินงานของตัวตัดวงจรนี้ พบว่าตัวตัดวงจรได้ตัดกระแสไฟฟ้า 132 ครั้งระหว่างการทำงาน เมื่อตัดกระแสไฟฟ้า จะมีความร้อนสูงเกิดขึ้น และอาร์คความร้อนสูงจะส่งเสริมการสะสมของสารเคมี โดยเฉพาะการตัดกระแสไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่ จะเกิดการเร่งปฏิกิริยาเคมีภายในและเพิ่มปริมาณฝุ่นจำนวนมาก

ดังนั้น การวินิจฉัยเบื้องต้นของปัญหาตัวตัดวงจรนี้คือ สารแตกตัวจากการตัดอาร์คไฟฟ้าทำปฏิกิริยากับซิลิโคนกรีสในสภาพแวดล้อมที่ปิดสนิท ทำให้เกิดสารจำนวนมากเช่น SiF₄ และ Si(CH₃)₂F₂ สารที่แข็งตัวเหล่านี้สะสมอยู่ในแท่งปิด ขัดขวางการส่งผ่านของแท่งปิด ทำให้เกิดการขัดขวางและทำให้ตัวตัดวงจร SF₆ ไม่สามารถปิดได้

3.3 การขจัดปัญหา

พนักงานบำรุงรักษารื้อตัวตัดวงจรที่เสียหาย ในการตรวจสอบภายนอก พบว่าแท่งปิดมีสิ่งสกปรกอย่างชัดเจน และมีซิลิโคนกรีสจำนวนมากบนวงแหวนปิดในระบบปิด ทำให้ติดอยู่บนพื้นผิวของแท่งปิด เพิ่มแรงเสียดทานระหว่างแท่งปิดและวงแหวนปิดในการส่งผ่าน ทำให้แท่งปิดไม่สามารถส่งผ่านได้ปกติและเกิดการขัดขวาง การเปลี่ยนชิ้นส่วนของระบบปิดไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้ในระดับรากฐาน แต่เพียงแก้ไขอาการเท่านั้น

ในการตรวจสอบภายใน รื้อตัวสวิตช์ พบว่ามีผงสีขาวเทาจำนวนมากติดอยู่บนผนังภายในของขั้วเซรามิคในห้องดับอาร์ค แท่งปิด และแท่งฉนวน ผงเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นสารแข็งตัวเช่น SiF₄ และ Si(CH₃)₂F₂ ที่เกิดขึ้นภายใต้อาร์คความร้อนสูง ถ้าสะสมถึงระดับหนึ่ง อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุการทะลุวงจร

4 สรุป

สรุปแล้ว ในระหว่างการจัดการประจำวัน ผู้ดูแลระบบควรคุ้นเคยกับปัญหาทั่วไปของตัวตัดวงจร SF₆ และพัฒนาแนวทางการแก้ไขที่เป็นประโยชน์ ทันทีที่เกิดปัญหา จุดที่มีปัญหาควรได้รับการระบุและขจัดปัญหาอย่างรวดเร็ว ขจัดอันตราย ลดเวลาการหยุดไฟฟ้า ป้องกันการทริปแบบไม่คาดคิด และเพิ่มความปลอดภัยและความมั่นคงของการจ่ายไฟฟ้าในสถานีไฟฟ้า

ดังนั้น นอกจากการเปลี่ยนชิ้นส่วนของระบบปิด พนักงานบำรุงรักษาต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนปิดผนึกและชิ้นส่วนดับอาร์ค ทำความสะอาดฝุ่นในห้องดับอาร์ค หลังจากขจัดปัญหา ตัวตัดวงจรถูกรีสตาร์ตและทำงานปกติ