Analyse af fejlårsager og håndteringsprocedurer for SF6-afbrydere

I en SF₆-bryder kan SF₆-gassen dekomponere sig til giftige og korrosive gasser samt vand i et højtemperaturmiljø, hvilket kan skade isoleringslaget. For at forebygge denne situation og effektivt styrke beskyttelsen af elektriske komponenter, bør isolationsniveauet også forbedres. Desuden bør fejl analyseres, og der skal træffes passende foranstaltninger til behandling.

1. Sagsoversigt

En 110 kV-bryder i en understation blev ramt af lyn, hvilket fik en genstartningsproblematik i bryderintervallet. Ud fra udseendet af bryderen var der ingen anormale fænomener. Efter test af bryderen konstateredes dog, at strømmen i fase A var meget højere end i fase B og C. Personale fra testafdelingen i understationen undersøgte bryderen. Undersøgelsen blev udført gennem forsøg, og indholdet omfattede primært isolationsmodstanden, bryderens driftscharakteristika, kredsløbsmodstanden og en AC-spændingstålighedstest. Gennem denne metode kan bogenfejl indeni bryderen inspiceres, og SF₆-gassammensætningen i bryderen kan også testes. Bryderen i dette interval er produceret af SIEMENS i Hangzhou, og modellen er 3AP1FG. Testresultaterne vedrørende bryderintervallenes bryder er som følger:

• Isolationsmodstanden for bryderen forbundet til CT: fase A er 22,5 G, fase B er 17,4 G, og fase C er 17,8 G.

• Bryderens driftscharakteristika, ifølge produktionsrapportens indhold, er lukketid 65 ms; åbnetid 18 ms. Resultaterne opnået gennem testen er som følger: for fase A er lukketiden 61,1 ms, og åbnetiden 16,8 ms; for fase B er lukketiden 61,1 ms, og åbnetiden 16,1 ms; for fase C er lukketiden 58,9 ms, og åbnetiden 16,4 ms. Lukkens synkronisering er 1,2 ms; åbnings-synkroniseringen er 0,3 ms.

• Resultatet af AC-spændingstålighedstesten på bryderens afbryder: 75 kV, 1 minut, bestået.

• Testen af gassammensætningen i SF₆ i bryderen viser, at for fase A er svovldioxid 4,13 l/L, og svovelbrint 3,15 l/L; for fase B er svovldioxid 0 l/L, og svovelbrint 0 l/L; for fase C er svovldioxid 0 l/L, og svovelbrint 0 l/L. Ifølge relevante bestemmelser i forebyggende testrutiner for elektrisk udstyr, bør indholdet af svovldioxid være lavere end 3 l/L, og indholdet af svovelbrint bør være lavere end 2 l/L. Testresultaterne af SF₆-gassammensætningen i fase A's bryder viser, at det overstiger den angivne værdi, så testerne skal tage højde for dette.

• Testen af kredsløbsmodstanden i bryderen. Ifølge relevante bestemmelser i testrutinerne, bør måleværdien være lavere end 120% af værdien angivet af producenten. Kredsløbsmodstandsmåler anvendes til denne test, og dataene opnået gennem tre tester er som følger: det første testresultat: fase A er 1368 μΩ; fase B er 694 μΩ; fase C er 579 μΩ; det andet testresultat: fase A er 38 μΩ; fase B er 36 μΩ; fase C er 35 μΩ; det tredje testresultat: fase A er 38 μΩ; fase B er 39 μΩ; fase C er 38 μΩ.

Ved analyse af testdataene kan nogle karakteristika identificeres: Først og fremmest er testværdien for fase A meget højere end for fase B og C, og den overstiger endda 1000 μΩ, hvilket alvorligt overstiger den normale modstands-værdi. Andet, fra resultaterne af de tre tester, varierer testresultaterne for fase A betydeligt og er meget ustabile, og der er næsten ingen gentagelighed i de tre tester. Tredje, ved sammenligning af testresultaterne mellem fase A, B og C, er værdierne meget forskellige. Fjerde, testresultatet for fase A har været markant stigende i forhold til tidligere tester. Gennem testmetoden og analysen af de erhvervede dataoplysninger kan det konkluderes, at isoleringsvirknigen for fase A i bryderen er god, og bryderens driftscharakteristika overholder relevante bestemmelser. Dog overstiger SF₆-gassammensætningen i fase A's bryder alvorligt den angivne standard, og kredsløbsmodstanden overstiger den angivne standard. Derfor, efter demontering og analyse, er bryderens karakteristika som følger: Først, der er sort pulver vedfæstet til kontaktpunkterne for fase A. Selvom mængden ikke er stor, er pletter og klodset på overfladen meget tydelige. Andet, der findes spor af buebrand ved de bevægelige kontaktpunkter.

2. Fejl i SF₆-brydere og årsager til fejl

Den ovenstående sag er en fejl i SF₆-bryderens bryder, der manifesterer sig som en genstartningsproblematik. Når en defekt bryder fortsat bruges, kan eksistensen af en sådan brydefejl føre til weigefejl, misoperationer og isoleringsfejl, hvilket er meget skadeligt.

2.1 Weigefejl og misoperationsfejl i SF₆-brydere

Weigefejlen i SF₆-bryderen, dvs. weigefejl ved åbning og lukning, betyder, at bryderen ikke udfører de relevante handlinger efter, at åbning eller lukningssignal er sendt. Misoperationsfejlen i bryderen betyder, at bryderen udfører åbning eller lukning uden at modtage en driftsbefaling, og det er også muligt, at bryderens handlinger ikke svarer til driftsbefalingen. SF₆-bryderen kan også have problemet med "uautoriseret trip", dvs. at beskyttelsesenheden ikke sender en aktiveringssignal, og bryderen automatisk tripper uden manuel drift. Der er mange årsager til weigefejl eller misoperationsproblemer i bryderen, som mekaniske fejl i bryderen, fejl i elektrisk udstyr og fejl i relæbeskyttelsesenheder.

2.2 Isoleringsfejl i SF₆-brydere

Hvis bryderen har isoleringsfejl, vil der opstå SF₆-gaslekkage, og der vil også opstå mekaniske fejl, hovedsageligt manifesteret som internt isoleringsflashovernedbrydning til jorden, flashovernedbrydning forårsaget af overspænding på grund af lyn, kapacitive bushtoppes flashover, eksterne isoleringsflashovernedbrydning til jorden, og flashover af porcelænsbushtopper og isoleringsstab.

2.3 Hovedårsager til weigefejl og misoperationsfejl

Den mekaniske årsag til weigefejlen i bryderen er, at der er mangler i produktion, installation, justering eller teknisk vedligeholdelse af bryderen, hvilket fører til kvalitetsproblemer. Weigefejl i bryderen forårsaget af sådanne mekaniske fejl udgør mere end 60% af alle weigefejl i bryderen. Fejl i bryderen forårsaget af elektriske årsager er hovedsageligt manifesterede som problemer i sekundære kablingsforbindelser, blokering af åbning og lukning jernkerne, spændingsbobiners brand, brand i åbningssløjfen, fejl i låsesystemet relæbeskyttelsesenheder, fejl i driftsstrømkilden og fejl i hjælpebrydere.

2.4 Årsager til isoleringsfejl

Årsagerne til interne isoleringsfejl i bryderen inkluderer, at der findes metalobjekter indeni bryderen, hvilket fører til lednings- og udladningsfejl; at der findes en flydende potentiel indeni bryderen, hvilket forårsager udladningsfejl; flashoverfejl langs overfladen af bryderens isolerende dele, og utilfredsstillende design af isolerende dele. Årsagerne til eksterne isoleringsfejl i bryderen er, at krybavstanden af eksterne isoleringer i porcelænsbushtopper ikke opfylder de angivne standarder, og hvad angår udseendet, opfylder specifikationerne ikke kravene, hvilket sandsynligvis vil forårsage eksterne isoleringsflashover i porcelænsbushtopper. Hvis der findes kvalitetsproblemer i produktionen af porcelænsbushtopper og arbejdsmiljøet er forurenet, vil der også opstå isoleringsflashover.

3. Behandlingsmetoder for SF₆-bryderfejl
3.1 Måling af hovedkredsløbsmodstanden

Når bryderens bryder er i lukket tilstand, måles hovedkredsløbsmodstanden mellem indgang og udgang. Strømmen kan være enhver værdi mellem 100 A og den nominelle strøm. Hvis bolten i jordbryderens ledningsrør kan effektivt adskilles fra isolationen, kan parallelmodstanden af ledrør-casingen måles, og DC-modstanden af ledrør-casingen kan også måles.

3.2 Udførelse af en AC-spændingstålighedstest på bryderen

Udførelse af en AC-spændingstålighedstest på bryderen kan afsløre prøveobjektets defekter. Simuler drift af prøveobjektet for at forstå dets evne til at modstå overspændinger. Når forskellige impuriteter af frie ledbare partikler inspiceres, er AC-spændingens sensitivitet meget høj.

3.3 Udførelse af rutinekontroller og eksperimentelle tester

For at undgå fejl under drift af bryderen, bør rutinekontroller og eksperimentelle tester udføres, herunder kontrol af bryderens nominelle driftsspænding og test af dens tidscharakteristika. Når bryderens mekaniske egenskaber kontrolleres, bør alle mekaniske komponenter inspiceres, og udseendet af driftsmeget bør også inspiceres for at sikre, at åbning og lukningsspole er i god stand.

3.4 Test af bryderen ved demontering og kemisk metode

Når bryderen er i normal drift, reagerer SF₆ ikke kemisk med metalmaterialer og organiske faste materialer. Budeforlad kan spille en katalytisk rolle, hvilket resulterer i kemiske reaktioner. Når SF₆-gasens nedbrydningsprodukter testes, er de primære kemiske komponenter, der skal testes, svovldioxid, svovelbrint, metan og kulbrinter. Ved at analysere gasens koncentration kan potentielle skjulte fejl i SF₆-bryderen vurderes.

4. Konklusion

Konklusion, SF₆-bryderen spiller en stadig vigtigere rolle i strømsystemet. Effektiv vedligeholdelse af SF₆-bryderens normale drift er afgørende for systemets sikre drift. For drifts- og vedligeholdelsespersonale er det blevet nødvendige professionelle færdigheder at forstå bryderens ydeevne, kende årsagerne til fejl, og finde rimelige behandlingsmetoder i henhold til årsagerne for at sikre strømsystemets sikre drift.