Pagsasaliksik sa Pagsusuri ng Kamalian at mga Paraan ng Pagtugon para sa mga SF6 Circuit Breakers

Sa sistema ng substation, ang mga high-voltage circuit breakers ay mga aparato para sa pag-interrupt ng enerhiya, kung saan ang mga SF₆ circuit breaker ang pinakakaraniwan. Ang mga circuit breaker na ito ay gumagamit ng gas na SF₆ bilang pangunahing insulating medium. Batay sa aksyon ng arc energy, ang compressed gas na SF₆ ay nabubuo upang agad na mawala ang arc, kaya't natutugunan ang pag-interrupt ng rated current at fault current, protektado ang mga 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 functionalidad.

Ang mga SF₆ circuit breaker ay mahalaga para sa normal na operasyon ng mga substation. Kapag mayroong pagkakamali sa isang SF₆ circuit breaker, ito ay direktang mag-aapekto sa operasyon ng bawat sistema ng substation. Ito ay nagpapakita ng importansya ng maintenance at protection work para sa mga SF₆ circuit breaker. Sa ganitong kontekstong pangkapaligiran, ang pag-aaral ng fault analysis at treatment methods ng mga SF₆ circuit breaker ay may mahalagang praktikal na kahulugan.

1 Pagsusuri ng Karaniwang Mga Pagkakamali ng SF₆ Circuit Breaker
1.1 Hindi Sapat na Pressure ng Gas na SF₆

Sa aktwal na operasyon ng mga SF₆ circuit breaker, maaaring mangyari ang kalagayan ng hindi sapat na pressure ng gas na SF₆. Kapag nangyari ang pagkakamali na ito, ang halaga ng pressure sa gauge ng SF₆ pressure ay mas mababa kaysa sa rated pressure value. Sa remote control, ang background management system ay magbibigay ng alarm upang paalamin ang mga personnel na ang pressure ng gas na SF₆ ay sobrang mababa.

Ang fenomenong ito ay pangunahing dahil sa mababang temperatura ng kapaligiran kung saan matatagpuan ang SF₆ circuit breaker, o mayroong pagbabawas ng gas sa sistema ng SF₆, o mali ang reading ng pressure gauge, na nagreresulta sa pagkakamali ng SF₆ density relay, na sa kanyang pagkakataon, nagdudulot ng hindi sapat na pressure ng gas na SF₆ at nagdudulot ng pagkakamali ng SF₆ circuit breaker.

1.2 Pagkakamali ng SF₆ Circuit Breaker sa Pagbubukas o Pagsasara

Sa operasyon ng SF₆ circuit breaker, pagkatapos maipadala ang mga command ng pagbubukas at pagsasara sa ilalim ng manual operation, ang SF₆ circuit breaker ay hindi sumasagot, kaya't nagdudulot ng pagkakamali sa pagbubukas o pagsasara ng SF₆ circuit breaker.

Ang mga ugat ng pagkakamali na ito ay pangunahing kinabibilangan ng tatlong aspeto. Una, ang spring energy-storage system ay nagkakamali at hindi maaaring magbigay ng enerhiya at lakas para sa mga operasyon ng pagbubukas at pagsasara ng SF₆ circuit breaker. Pangalawa, ang control circuit ay nakablock, nagresulta sa open circuit at hinahadlangan ang pagpapadala ng mga command ng pagbubukas at pagsasara. Pangatlo, mayroong mechanical linkage failure. Kahit na ipinadala ang command, dahil sa pagkakamali o pinsala ng mga komponente ng mekanikal, ang ipinadalang command ay hindi matutugunan.

1.3 Falso na Pagbubukas ng SF₆ Circuit Breaker

Ang falso na pagbubukas ay isa sa mga karaniwang pagkakamali ng SF₆ circuit breaker. Ito ay pangunahing tumutukoy sa kalagayang ang SF₆ circuit breaker ay awtomatikong bubuksan nang walang operational command, nagpapawala ng kontrol ang SF₆ circuit breaker at nakakaapekto sa normal na operasyon ng substation.

Ang mga sanhi ng fenomenong ito ay pangunahing mali na operasyon o accidental touch. Maaari rin itong dulot ng external mechanical vibration. Ang mga electrical faults ay maaari ring magresulta sa awtomatikong pagbubukas ng SF₆ circuit breaker, pangunahin dahil sa maling protection actions at maling setting values. Sa dalawang-punto grounding ng DC system, pagkatapos makonekta ang positive at negative power supplies, ang signal ng relay protection ay inipinadala at natanggap, nagresulta sa maling aksyon. Bukod dito, ang mga mechanical faults tulad ng pagkakamali ng closing bracket na suportahan o displacement ng positioning screw ay maaari ring magdulot ng falso na pagbubukas ng SF₆ circuit breaker.

1.4 Falso na Pagsasara ng SF₆ Circuit Breaker

Ang falso na pagsasara ay isa sa mga karaniwang pagkakamali ng SF₆ circuit breaker. Ito ay tumutukoy sa kalagayang ang SF₆ circuit breaker ay awtomatikong sasara nang walang operational command, nagpapawala ng kontrol ang SF₆ circuit breaker at nakakaapekto sa normal na operasyon ng substation.

Ang mga sanhi ng fenomenong ito ay pangunahing dahil ang positive at negative contacts sa DC circuit ay hindi konektado ngunit grounded nang parehong oras, nabubuo ang closing control circuit, kaya't nagdudulot ng closing fault; ang resistance ng coil ng closing contactor ay maliit, binabawasan ang starting voltage, nagdudulot ng momentary pulse sa DC system at nabubuo ang closing fault; at ang pinsala sa opening latch support ay maaari ring magdulot ng falso na pagsasara ng SF₆ circuit breaker.

2 Pamamaraan ng Treatment para sa Mga Pagkakamali ng SF₆ Circuit Breaker
2.1 Pamamaraan ng Treatment para sa Pagkakamali ng Hindi Sapat na Pressure ng Gas na SF₆

Kapag nangyari ang pagkakamali ng hindi sapat na pressure ng gas na SF₆, ang maintenance personnel ay dapat unang irekord ang halaga ng pressure gauge ng SF₆ circuit breaker regular at i-convert ito sa pressure value sa standard temperature upang matukoy kung normal ba ang gas pressure sa SF₆ circuit breaker. Kung patuloy na bumababa ang pressure, ito ay tinukoy bilang pagbabawas ng gas 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 posisyon ng pressure gauge joint. Ayon sa aktwal na sitwasyon, maaaring ilagay ang sabon na tubig sa mga suspected leakage parts upang matukoy ang lugar ng pagbabawas.

Sa panahon ng pagtreat ng pagbabawas, gawin ang repair welding sa mga parte ng pagbabawas. Palitan ang mga leaking at damaged parts ayon sa paggamit ng bawat bahagi. Sa praktika, dahil ang pagkakamali ng density relay ay maaari ring magresulta sa low-pressure alarm, ang maintenance personnel ay maaaring lalo pang suriin ang density relay, lalo na ang indicator light at switch parts, upang alisin ang sitwasyon ng switch adhesion o short-circuit, at palitan ang nasirang relay nang agaran upang alisin ang pagkakamali.

2.2 Pamamaraan ng Treatment para sa Pagkakamali ng Failure to Close or Open Fault ng SF₆ Circuit Breaker

Sa kaso ng failure to close or open fault ng SF₆ circuit breaker, ang pagkakamali ay dapat mailayo ayon sa espesipikong sanhi ng pagkakamali.

Para sa failure to close or open fault ng SF₆ circuit breaker na dulot ng pagkakamali ng spring energy-storage system, ang 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 agaran. Kung normal ang hitsura, alisin ang mga wire ng motor at suriin kung ang resistance ng energy-storage motor at auxiliary switch ay maaaring gumana nang normal. Kung normal ang energy storage pagkatapos magsara at patuloy ang motor, ito ay tinukoy na ang energy-storage auxiliary switch ay hindi maaaring agad na hiwalayin ang circuit dahil sa mga dahilan tulad ng moisture-induced adhesion o contact burnout, kaya't nagdudulot ng pagkakamali ng SF₆ circuit breaker. Ang maintenance personnel ay dapat manu-manong hiwalayin ang energy-storage power switch upang maprevent ang mga component na maburn out dahil sa mahabang operasyon ng motor, palitan ang auxiliary switch, suriin kung ang buong equipment ay naapektuhan ng moisture o water seepage, at gawin ang agaran na moisture-proof at seepage-proof measures upang maprevent ang pag-uulit ng pagkakamali ng SF₆ circuit breaker.

Para sa failure to close or open fault ng SF₆ circuit breaker na dulot ng blockage ng control circuit, ang 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 maintenance personnel ay dapat suriin kung overheated o burnt out ang opening at closing coils, at palitan ang damaged opening at closing coils nang agaran. Pangalawa, ayon sa wiring diagram ng SF₆ circuit breaker, gamitin ang multimeter upang suriin ang connectivity ng circuit breaker circuit, at agaran na alisin ang sitwasyon ng broken wires o loose connections upang siguruhin na normal ang locking circuit. Kapag may abnormality, agad na maaaring matukoy ang fault point at mailayo ang pagkakamali.

Para sa failure to close or open fault ng SF₆ circuit breaker na dulot ng mechanical linkage failure, ang maintenance personnel ay dapat hinto ang paggamit ng SF₆ circuit breaker at ireport ang mechanical failure sa superior leader. Karaniwan, ang mga mechanical failures ay kinabibilangan ng mga problema tulad ng mechanism jamming, loose opening latch, at detachment ng transmission connecting rod. Ang maintenance personnel ay dapat alisin ang mga 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 mailayo ang pagkakamali.

2.3 Pamamaraan ng Treatment para sa Falso na Pagbubukas Fault ng SF₆ Circuit Breaker

Para sa falso na pagbubukas fault na dulot ng mali na operasyon o accidental touch, ang maintenance personnel ay dapat unang suriin ang signal display ng SF₆ circuit breaker, alisin ang switch fault, at muling irestart ang SF₆ circuit breaker upang mag-supply ng power. Para sa falso na pagbubukas fault na dulot ng electrical faults, ang maintenance personnel ay dapat unang suriin ang signal at setting value ng SF₆ circuit breaker, hanapin ang fault point, analisin ang sanhi ng pagkakamali, at agaran na mailayo at irepair ang mga defective components. Para sa mga component na naapektuhan ng moisture dahil sa hindi mabuting sealing, palitan ang sealing components at i-install ang heating device para sa moisture-proof at dehumidification upang mailayo ang fault problem. Para sa falso na pagbubukas fault na dulot ng mechanical faults, ang maintenance personnel ay dapat alisin ang mechanical part, re-correct ang posisyon ng positioning screw, palitan o irepair ang closing bracket, mailayo ang falso na pagbubukas fault, at sa gayon siguruhin ang normal na operasyon ng SF₆ circuit breaker.

2.4 Pamamaraan ng Treatment para sa Falso na Pagsasara Fault ng SF₆ Circuit Breaker

Sa pagtreat ng falso na pagsasara fault ng SF₆ circuit breaker, ang maintenance personnel ay dapat klarin ang pangunahing sanhi ng falso na pagsasara fault ng SF₆ circuit breaker at gamitin ang targeted treatment methods upang mailayo ang pagkakamali. Ang maintenance personnel ay dapat regular na suriin ang moisture-proof situation ng bawat component ng SF₆ circuit breaker. Kung ang pagsasara ay dulot ng parehong grounding ng positive at negative contacts sa DC circuit at itinukoy na ito ay dulot ng moisture ng secondary circuit, maaaring i-install ang moisture-proof at dehumidification device sa mga affected parts, at agaran na ilagyan ng block ang water-seepage holes upang mailayo ang pagkakamali. Sa parehong oras, ang maintenance personnel ay dapat suriin ang lahat ng secondary circuits, palitan ang defective o damaged components nang agaran, at mailayo ang pagkakamali. Bukod dito, ang maintenance personnel ay dapat suriin ang opening latch component, palitan ang damaged opening latch component, at mailayo ang pagkakamali.

3 Case Analysis
3.1 Fault Phenomenon

Isang LW15 - 252 type SF₆ circuit breaker ay na-operate 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, may abnormal contact. Gayunpaman, pagkatapos maibigay ang closing pulse power supply, ang coil at trigger ay gumana nang normal, pero ang latch ay hindi pa rin mabubuksan para sa closing. Pagkatapos manually disengage ang latch, ang switch ay hindi pa rin magsasara.

3.2 Fault Analysis

Sa pamamagitan ng pagsusuri ng operation data records ng circuit breaker na ito, natuklasan na ang circuit breaker ay nainterrupt ang current 132 beses sa panahon ng operasyon. Kapag nainterrupt ang current, lumilikha ng malaking init, at ang mataas na temperatura ng arc ay nagpopromote ng accumulation ng chemical reaction substances. Lalo na para sa interruption ng malaking currents, nabubuo ang catalytic effect, nagpapabilis ng chemical reaction ng internal substances at nagdudulot ng malaking amount ng dust.

Kaya, ang initial diagnosis ng fault ng circuit breaker na ito ay ang arc decomposition products na dulot ng current interruption ay nagsasagawa ng chemical reaction sa silicone grease sa sealed environment, nabubuo ng malaking amount ng substances tulad ng SiF₄ at Si(CH₃)₂F₂. Ang solidified substances ay nananatili sa braking seal rod, naghadlang sa transmission ng braking seal rod, nagresulta sa jamming phenomenon at nagdudulot ng closing failure ng SF₆ circuit breaker.

3.3 Fault Elimination

Ang maintenance personnel ay dinisassemble ang faulty circuit breaker body. Sa external inspection, natuklasan na ang braking seal rod ay obvious na marumi, at may malaking amount ng silicone grease sa sealing ring sa braking seal system, nakadikit sa surface ng braking seal rod, nagdadagdag ng friction sa pagitan ng braking seal rod at sealing ring sa proseso ng transmission, nagresulta sa hindi normal na transmission ng braking seal rod at nagdudulot ng jamming. Ang pagpalit ng mga component ng braking system ay hindi maaaring fundamental na mailayo ang fault problem, na nag-address lamang ng sintomas ngunit hindi ang ugat ng problema.

Sa internal inspection, dinisassemble ang switch body, at natuklasan ang malaking 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 pangunahing solidified substances tulad ng SiF₄ at Si(CH₃)₂F₂ na nabuo sa ilalim ng high-temperature arc. Kapag nakalikom na ito sa tiyak na antas, maaari itong magdulot ng insulation breakdown accidents.

4 Conclusion

Sa kabuuan, sa araw-araw na pagmamanage, ang mga administrator ay dapat kilala ang mga karaniwang pagkakamali ng SF₆ circuit breaker at gumawa ng practical solutions. Kapag nangyari ang pagkakamali, agad na dapat matukoy ang fault point at mailayo ang pagkakamali, alisin ang mga potential hazards, bawasan ang power-outage time, at maprevent ang out-of-sequence tripping, at sa gayon ay mapataas ang seguridad at estabilidad ng power supply sa mga substation.

Kaya, bukod sa pagpalit ng mga component ng braking system, ang maintenance personnel ay din kailangan palitan ang sealing components at arc-extinguishing components, linisin ang dust sa arc-extinguishing chamber. Pagkatapos mailayo ang pagkakamali, muling irestart ang circuit breaker at gumana nang normal.