در شکن دایرهای SF₆، گاز SF₆ میتواند در محیط با دمای بالا به گازهای سمی و خورنده و آب تجزیه شود که میتواند لایه عایق را آسیب ببیند. برای جلوگیری از این وضعیت، همزمان با تقویت موثر محافظت از قطعات الکتریکی، سطح عایقبندی نیز باید بهبود یابد. علاوه بر این، باید خطاهای موجود تحلیل شوند و تدابیر مناسب برای درمان آنها اتخاذ شود.
1 تحلیل مورد
سوئیچ 110 کیلوولت در یک زیرстанسیون توسط صاعقه ضربه خورد و مشکل بازبستن در فاصله سوئیچ ایجاد شد. از نظر ظاهری سوئیچ، هیچ پدیده غیرعادی وجود ندارد. اما پس از تست کردن شکن دایرهای، مشخص شد که جریان فاز A بسیار بیشتر از فاز B و C است. کارکنان کلاس تست زیرستانسیون شکن دایرهای را بررسی کردند. این بررسی از طریق آزمایشها انجام شد و محتوای آن عمدتا شامل مقاومت عایق، ویژگیهای عملکردی سوئیچ، مقاومت حلقه و آزمون تحمل ولتاژ متناوب است. از طریق این روش تشخیص، میتوان خطای داخلی سوئیچ و همچنین مولفههای گاز SF₆ در شکن دایرهای را بررسی کرد. شکن دایرهای در این فاصله توسط شرکت SIEMENS در هانگژو تولید شده و مدل آن 3AP1FG است. نتایج بدست آمده از بررسی سوئیچ شکن دایرهای این فاصله به شرح زیر است:
مقاومت عایق سوئیچ متصل به CT: فاز A 22.5 G، فاز B 17.4 G و فاز C 17.8 G است.
ویژگیهای عملکردی سوئیچ شکن دایرهای، طبق محتوای گزارش تولید محصول، زمان بستن 65 میلیثانیه و زمان باز کردن 18 میلیثانیه است. نتایج بدست آمده از طریق تشخیص به شرح زیر است: برای فاز A، زمان بستن 61.1 میلیثانیه و زمان باز کردن 16.8 میلیثانیه؛ برای فاز B، زمان بستن 61.1 میلیثانیه و زمان باز کردن 16.1 میلیثانیه؛ برای فاز C، زمان بستن 58.9 میلیثانیه و زمان باز کردن 16.4 میلیثانیه. همزمانی بستن 1.2 میلیثانیه و همزمانی باز کردن 0.3 میلیثانیه است.
نتیجه آزمون تحمل ولتاژ متناوب روی سوئیچ جداکننده: 75 کیلوولت، 1 دقیقه، با موفقیت انجام شد.
آزمون مولفههای گازی SF₆ سوئیچ نشان میدهد که برای فاز A، دیاکسید سولفور 4.13 لیتر/لیتر و سولفید هیدروژن 3.15 لیتر/لیتر است؛ برای فاز B، دیاکسید سولفور 0 لیتر/لیتر و سولفید هیدروژن 0 لیتر/لیتر است؛ برای فاز C، دیاکسید سولفور 0 لیتر/لیتر و سولفید هیدروژن 0 لیتر/لیتر است. بر اساس مقررات مربوطه در روشهای آزمایش پیشگیرانه تجهیزات الکتریکی، محتوای دیاکسید سولفور باید کمتر از 3 لیتر/لیتر و محتوای سولفید هیدروژن باید کمتر از 2 لیتر/لیتر باشد. نتایج آزمون مولفههای گازی SF₆ سوئیچ فاز A نشان میدهد که از مقدار مشخص شده فراتر رفته است، بنابراین آزمایشگران باید به این موضوع توجه کنند.
آزمون مقاومت حلقه سوئیچ شکن دایرهای. بر اساس مقررات مربوطه در روشهای آزمایش، مقدار اندازهگیری شده باید کمتر از 120٪ مقدار مشخص شده توسط سازنده باشد. برای این آزمون از دستگاه آزمایش مقاومت حلقه استفاده شده و دادههای بدست آمده از سه آزمون به شرح زیر است: نتیجه آزمون اول: فاز A 1368 میکروامپر؛ فاز B 694 میکروامپر؛ فاز C 579 میکروامپر؛ نتیجه آزمون دوم: فاز A 38 میکروامپر؛ فاز B 36 میکروامپر؛ فاز C 35 میکروامپر؛ نتیجه آزمون سوم: فاز A 38 میکروامپر؛ فاز B 39 میکروامپر؛ فاز C 38 میکروامپر.
با تحلیل اطلاعات دادهای بدست آمده از آزمون، میتوان برخی ویژگیها را شناسایی کرد: ابتدا، مقدار آزمون فاز A بسیار بیشتر از فاز B و C است و حتی بیش از 1000 میکروامپر است که به طور جدی از مقدار مقاومت عادی فراتر رفته است. ثانیا، از نتایج سه آزمون، نتایج آزمون فاز A بسیار متغیر و ناپایدار است و تکرارپذیری تقریباً در سه آزمون وجود ندارد. ثالثا، با مقایسه نتایج آزمون بین فاز A، B و C، مقادیر تفاوت بزرگی دارند. رابعا، نتیجه آزمون فاز A نسبت به آزمونهای قبلی به طور قابل توجهی افزایش یافته است. از طریق روش آزمون و تحلیل اطلاعات دادهای بدست آمده، میتوان تعیین کرد که عایقبندی فاز A شکن دایرهای خوب است و ویژگیهای عملکردی سوئیچ شکن دایرهای با مقررات مربوطه سازگار است. اما مولفههای گازی SF₆ سوئیچ فاز A به طور جدی از استاندارد مشخص شده فراتر رفته و مقاومت حلقه از استاندارد مشخص شده فراتر رفته است. بنابراین، پس از تجزیه و تحلیل، ویژگیهای شکن دایرهای به شرح زیر است: اولا، پودر سیاهی به تماسهای فاز A متصل شده است. اگرچه مقدار آن زیاد نیست، اما دانهها و پرزهای روی سطح بسیار واضح است. ثانیا، نشانههای سوختگی قوس الکتریکی در تماسهای متحرک یافت شده است.
2 خطاهای شکن دایرهای SF₆ و دلایل خطاهای
مورد فوق یک خطای سوئیچ شکن دایرهای SF₆ است که به صورت مشکل بازبستن ظاهر میشود. وقتی شکن دایرهای خراب شده به کار گرفته میشود، وجود چنین خطا در سوئیچ میتواند منجر به خطاهای عدم عملکرد، خطاهای عملکرد نادرست و خطاهای عایقبندی شود که بسیار مضر است.
2.1 خطاهای عدم عملکرد و خطاهای عملکرد نادرست شکن دایرهای SF₆
عدم عملکرد شکن دایرهای SF₆، یعنی عدم باز کردن و عدم بستن، به این معناست که شکن دایرهای پس از ارسال سیگنال باز کردن یا بستن عملکرد متناظر را انجام نمیدهد. خطای عملکرد نادرست شکن دایرهای به این معناست که شکن دایرهای بدون دریافت دستور عملکرد باز کردن یا بستن را انجام میدهد و همچنین ممکن است که عملکرد شکن دایرهای با دستور عملکرد سازگار نباشد. شکن دایرهای SF₆ ممکن است همچنین مشکل "قصبهزدن غیرمجاز" داشته باشد، یعنی دستگاه محافظ دستور عملکردی ارسال نمیکند و شکن دایرهای بدون عملکرد دستی قصبه میزند. دلایل بسیاری برای مشکلات عدم عملکرد یا عملکرد نادرست شکن دایرهای وجود دارد، مانند خطاها مکانیکی شکن دایرهای، خطاها الکتریکی و خطاها دستگاههای محافظ مدار.