SF6 lülitiplahvrikute veateaduste analüüsi ja lahendamise sammude analüüs

SF₆ lülitaja kõrgepinges keskkonnas SF₆ gaas võib laguneda toksilisteks ja korrooveerivaks gaasideks ning veeks, mis võivad kahjustada isolatsioonikihti. Selle olukorra ennetamiseks tuleb efektiivselt tugevdada elektriseadmete kaitset, parandada isolatsioonitasemel ja analüüsida vigu, rakendades vastavaid meetmeid nende parandamiseks.

1 Juhtumianalüüs

Ühisverkuses asuv 110 kV lülitaja tabati salvestikuga, mis põhjustas lülitajavahemiku ümberlülitamisel probleeme. Lülitaja välimuse järgi ei olnud nähtavat ebatavalikke märke. Kuid lülitaja testimisel avastati, et faasi A vool oli palju suurem kui faaside B ja C vool. Ühisverkuse testtöötajad uurisid lülitajat. Testimine hõlmas isolatsioonipindresistentsi, lülitaja tööomadusi, tsirkviitresistentsi ja vooluvedavuse katset. See meetod võimaldab kontrollida sisemisi plazmafaulte ja SF₆ gaasi komponentide analüüsi. Lülitaja on Hangzhou Siemensilt toodud, mudel 3AP1FG. Lülitaja testimisel saadi järgmine tulemus:

• Lülitaja CT-ga ühendusega isolatsioonipindresistents: faas A on 22,5 G, faas B on 17,4 G ja faas C on 17,8 G.

• Lülitaja tööomadused, vastavalt toote tootmise aruandele, sulgemisaeg on 65 ms; avamisaeg on 18 ms. Testimisel saadud tulemused on järgmised: faas A sulgemisaeg on 61,1 ms, avamisaeg on 16,8 ms; faas B sulgemisaeg on 61,1 ms, avamisaeg on 16,1 ms; faas C sulgemisaeg on 58,9 ms, avamisaeg on 16,4 ms. Sulgemissünkronism on 1,2 ms; avamissünkronism on 0,3 ms.

• Lülitaja eralduslülitaja vooluvedavuse katse tulemus: 75 kV, 1 minut, läbitud.

• Faasi A SF₆ gaasi komponentide test tulemused näitavad, et süsinikdioksiidi kogus on 4,13 l/L ja süsinikväride kogus on 3,15 l/L; faasi B puhul on süsinikdioksiidi kogus 0 l/L ja süsinikväride kogus 0 l/L; faasi C puhul on süsinikdioksiidi kogus 0 l/L ja süsinikväride kogus 0 l/L. Elektriseadmete ennetavate katsete menetluste vastavates sätetes öeldakse, et süsinikdioksiidi kogus peaks olema alla 3 l/L ja süsinikväride kogus alla 2 l/L. Faasi A lülitaja SF₆ gaasi komponentide testide tulemused ületasid määratud limiiti, mistõttu testijad peavad seda silmas pidama.

• Tsirkviitresistentsi testimine. Vastavalt katsete menetlustele peaks mõõdetud väärtus olema alla 120% tootja poolt määratud väärtusest. Tsirkviitresistentsi mõõtmiseks kasutatakse tsirkviitresistentsmõõturit, kolme katse käigus saadud andmed on järgmised: esimese katse tulemus: faas A on 1368 μΩ; faas B on 694 μΩ; faas C on 579 μΩ; teise katse tulemus: faas A on 38 μΩ; faas B on 36 μΩ; faas C on 35 μΩ; kolmanda katse tulemus: faas A on 38 μΩ; faas B on 39 μΩ; faas C on 38 μΩ.

Testimisel saadud andmete analüüsil saab tuua välja mõned omadused: Esiteks, faasi A testväärtus on palju suurem kui faaside B ja C väärtused, isegi ületab 1000 μΩ, mis on tõsiselt ületanud normaalse vastupanu. Teiseks, kolme katse tulemustest on faasi A tulemused väga erinevad ja ebastabiilsed, kordumatlikkus kolmes katsetes on peaaegu puuduv. Kolmandaks, faasi A, B ja C testitulemuste võrdlemisel on väärtused suurte erinevustega. Neljandaks, faasi A testitulemused on võrreldes varasemat testiga oluliselt kasvanud. Testimeetodi ja saadud andmete analüüsi abil võib järeldada, et faasi A lülitaja isolatsioon on hea ja lülitaja tööomadused vastavad nõuetele. Kuid faasi A lülitaja SF₆ gaasi komponendid on tõsiselt ületanud määratud standardi ja tsirkviitresistents on ületanud määratud standardi. Seega, pärast demonteerimist ja analüüsi, on lülitaja omadused järgmised: esiteks, faasi A kontaktidel on must raua, kuigi selle kogus on väike, siiski on pinnal selged tippid ja villid. Teiseks, liiguvatel kontaktidel on leitud plazmate kirjamärgid.

2 SF₆ lülitaja vigade ja nende põhjuste kohta

Eelpool mainitud juhtum on SF₆ lülitaja viga, mis väljendub ümberlülitamise probleemina. Kui vigane lülitaja jätkab kasutamist, võib selline lülitaja viga põhjustada keeldumispinge- ja operatsioonivigade ning isolatsioonivigade, mis on väga kahjulikud.

2.1 SF₆ lülitaja keeldumispinge- ja operatsioonivigade

SF₆ lülitaja keeldumine, st avamise ja sulgemise keeldumine, tähendab, et lülitaja ei reageeri vastavalt saatud signaalile. Lülitaja valeoperatsioon tähendab, et lülitaja sooritab avamise või sulgemise tegusid ilma operatsioonikäskluse taotlemata, võib ka juhtuda, et lülitaja tegud ei vasta käsklusele. SF₆ lülitajal võib ilmneda ka "automaatne tripping" probleem, st kaitseseade ei saada tegusignaali, lülitaja automaatselt trippib ilma manuaalse operatsioonita. Keeldumispinge- ja valeoperatsiooniprobleemide põhjuste on mitmeid, nagu lülitaja mehaanilised vigad, elektriseadmete vigad ja reliveoiguste seadmete vigad.

2.2 SF₆ lülitaja isolatsioonivigade

Kui lülitajal on isolatsioonivigad, tekib SF₆ gaasi tõkke, mis võib põhjustada ka mehaanilisi vigu, mis väljenduvad sisemise isolatsiooni kiirklahvimise, salvestiku tõttu tekkinud ülevoltaga tingitud kiirklahvimise, kondensaatorite tubade kiirklahvimise, välise isolatsiooni maaplaneerimise ja porseeliinide ja isolatsioonipalade kiirklahvimise kujul.

2.3 Peamised keeldumispinge- ja valeoperatsioonivigade põhjused

Mehaaniline põhjus lülitaja keeldumisviga puhul on, et lülitaja tootmisel, paigaldamisel, reguleerimisel või tehnilises hoolduses on tekkinud vigu, mis põhjustavad kvaliteediprobleeme. Selliste mehaaniliste vigade tõttu tekkinud lülitaja keeldumine moodustab rohkem kui 60% kõigist lülitaja keeldumisvigadest. Elektriliste põhjuste tõttu tekkinud lülitaja vigad väljenduvad peamiselt sekundaarse joonte, avamise ja sulgemise raudse südame mahajäämise, spiraalide põletumise, avamise tsirkviitresistentsi põletumise, lukustamise reliveoiguse seadme vigade, tööenergiaallika vigade ja abilülitajate vigade kujul.

2.4 Isolatsioonivigade põhjused

Lülitaja sisemise isolatsiooniviga põhjuste hulka kuuluvad metalliliste objektide olemasolu lülitaja sees, mis põhjustab juhtimis- ja laengufaide; lülitaja sees oleva ujuva potentsiaali, mis põhjustab laengufaide; lülitaja isolatsiooniosade pinnal tekkinud kiirklahvimiste ja isolatsiooniosade ebatäiuslik disain. Lülitaja välise isolatsiooniviga põhjuste hulka kuuluvad porseeliintubade välise isolatsiooni kraapimisvahemaa mittevastavus määratud standardile, ja ulatuslikult vaadatuna ei vasta nõuetega, mis võib põhjustada porseeliintuba välise isolatsiooni kiirklahvimise. Kui porseeliintuba tootmisel on kvaliteediprobleeme ja töökeskkond on saanud saastunud, võib ilmneda ka isolatsioonikiirklahvimine.

3 Meetodid SF₆ lülitaja vigade lahendamiseks
3.1 Põhitsermi vastupanu mõõtmine

Kui lülitaja on sulgenud, mõõdatakse põhitsermi vastupanu sisse- ja väljaviigute vahel. Vool võib olla 100 A-st kuni niminaalseni. Kui maadingujoone juhendivara kuju võib tõhusalt eraldada isolatsioonist, saab mõõta paralleelselt juhendivarakuju vastupanu ja DC vastupanu.

3.2 AC pingekatse lülitaja jaoks

AC pingekatse lülitaja jaoks võimaldab tuua välja proovispetsiimide puudusi. Simuleerides proovispetsiimi tööd, saab hinnata selle ülevoltide vastupidavust. Vabadest juhivtest osakeste impurite kontrollimisel on AC pingevool väga tundlik.

3.3 Tavaliste inspekteeringute ja katsete läbiviimine

Lülitaja töötingimuste vigade vältimiseks tuleb läbi viia tavalised inspekteeringud ja katseprojektid, sealhulgas lülitaja niminaalset tööpinget kontrollida ja tema ajaomadused testida. Kontrollides lülitaja mehaanilisi omadusi, tuleb kontrollida kõiki mehaanilisi osi ja operatsioonimehhanismi välimust, et tagada avamise ja sulgemise spiraalide hea seisund.

3.4 Lülitaja testimine deemontere ja keemilise meetodi abil

Kui lülitaja töötab normaalselt, ei reageeri SF₆ kemialiselt metallide ja orgaaniliste kõrgemolekuliste materjalidega. Plazmale on katalüütiline roll, mis võib põhjustada kemialisi reaktsioone. SF₆ gaasi lagunemistoodete detekteerimisel tuleb peamiselt mõõta süsinikdioksiidi, süsinikväri, metäänide ja monooksiidi konsentratsioone. Gaasi konsentratsiooni analüüsimine võimaldab hinnata SF₆ lülitaja potentsiaalseid varjatud vigu.

4 Järeldus

Kokkuvõttes mängib SF₆ lülitaja tähtsamat rolli elektrisüsteemis. SF₆ lülitaja normaalse töö säilitamine on oluline samm süsteemi ohutuks töötamiseks. Operatsioonipersonali ja hooldajate jaoks on lülitaja tööomaduste mõistmine, vigade põhjuste tuvastamine ja vastavate põhjuste alusel sobivate lahendusmeetodite leidmine muutunud vajalikuks professionaalseks oskuseks, et tagada elektrisüsteemi ohutu töö.