Pagsusuri ng mga Dahilan ng Sakit at mga Hakbang sa Paghahandle ng SF6 Circuit Breakers

Sa isang SF₆ circuit breaker, ang gas na SF₆ ay maaaring mag-decompose sa mga nakakalason at corrosive gases at tubig sa mataas na temperatura, na maaaring masira ang insulating layer. Upang maiwasan ang sitwasyong ito, habang maefektibong pinapalakas ang proteksyon ng mga electrical components, dapat ding mapabuti ang insulation level. Bukod dito, dapat suriin ang mga fault, at gawin ang nangangaraniyang hakbang para sa pagtreat.

1 Pag-aanalisa ng Kaso

Isang 110 kV switch sa isang substation ay tinamaan ng kidlat, nagresulta sa problema sa reclosing sa switch interval. Batay sa hitsura ng switch, walang abnormal na mga pangyayari. Gayunpaman, matapos suriin ang circuit breaker, natuklasan na ang current ng phase A ay mas mataas kaysa sa phase B at phase C. Ang mga tao ng test class sa substation ay nag-inspeksyon sa circuit breaker. Ang inspeksyon ay isinagawa sa pamamagitan ng mga eksperimento, at ang mga laman nito ay kasunod: ang insulation resistance, ang operating characteristics ng switch, ang loop resistance, at ang AC withstand voltage test. Sa pamamagitan ng paraan ng deteksiyon na ito, maaaring suriin ang arc fault sa loob ng switch, at maaari ring suriin ang mga component ng SF₆ gas sa circuit breaker switch. Ang circuit breaker sa interval na ito ay gawa ng SIEMENS sa Hangzhou, at ang modelo nito ay 3AP1FG. Ang resulta ng pagsusuri sa switch ng circuit breaker interval ay kasunod:

• Ang insulation resistance ng switch na konektado sa CT: ang phase A ay 22.5 G, ang phase B ay 17.4 G, at ang phase C ay 17.8 G.

• Ang operating characteristics ng circuit breaker switch, ayon sa nilalaman ng production report ng produkto, ang closing time ay 65 ms; ang opening time ay 18 ms. Ang resulta na nakuha sa pamamagitan ng deteksiyon ay kasunod: para sa phase A, ang closing time ay 61.1 ms, at ang opening time ay 16.8 ms; para sa phase B, ang closing time ay 61.1 ms, at ang opening time ay 16.1 ms; para sa phase C, ang closing time ay 58.9 ms, at ang opening time ay 16.4 ms. Ang closing synchronism ay 1.2 ms; ang opening synchronism ay 0.3 ms.

• Ang resulta ng AC withstand voltage test sa switch disconnector: 75 kV, 1 minuto, pumasa.

• Ang test ng mga component ng gas sa SF₆ ng switch ay nagpapakita na para sa phase A, ang sulfur dioxide ay 4.13 l/L, at ang hydrogen sulfide ay 3.15 l/L; para sa phase B, ang sulfur dioxide ay 0 l/L, at ang hydrogen sulfide ay 0 l/L; para sa phase C, ang sulfur dioxide ay 0 l/L, at ang hydrogen sulfide ay 0 l/L. Ayon sa mga nakaugaliang regulasyon sa preventive test procedures para sa electrical equipment, ang content ng sulfur dioxide ay dapat mas mababa sa 3 l/L, at ang content ng hydrogen sulfide ay dapat mas mababa sa 2 l/L. Ang resulta ng test ng mga component ng SF₆ gas ng phase A switch ay lumampas sa nakaugaliang halaga, kaya kailangan ng mga tester na bigyan ng pansin ito.

• Ang test ng loop resistance ng circuit breaker switch. Ayon sa mga nakaugaliang regulasyon sa test procedures, ang measured value ay dapat mas mababa sa 120% ng value na inilapat ng manufacturer. Ginamit ang loop resistance tester para sa test na ito, at ang data na nakuha sa pamamagitan ng tatlong test ay kasunod: ang unang resulta: ang phase A ay 1368 μΩ; ang phase B ay 694 μΩ; ang phase C ay 579 μΩ; ang ikalawang resulta: ang phase A ay 38 μΩ; ang phase B ay 36 μΩ; ang phase C ay 35 μΩ; ang ikatlong resulta: ang phase A ay 38 μΩ; ang phase B ay 39 μΩ; ang phase C ay 38 μΩ.

Sa pamamagitan ng pag-aanalisa ng data information na nakuha mula sa test, maaaring matukoy ang ilang mga katangian: Una, ang test value ng phase A ay mas mataas kaysa sa phase B at phase C, at ito pa ay lumampas sa 1000 μΩ, na seryosong lumampas sa normal na resistance value. Pangalawa, mula sa resulta ng tatlong test, ang resulta ng test ng phase A ay may malaking pagkakaiba at hindi stabil, at halos walang repeatability sa tatlong test. Pangatlo, sa paghahambing ng resulta ng test sa pagitan ng phase A, phase B, at phase C, ang mga halaga ay may malaking pagkakaiba. Panganibo, ang resulta ng test ng phase A ay seryosong tumaas kumpara sa mga dating test. Sa pamamagitan ng paraan ng test at sa pag-aanalisa ng nakuha na data information, maaaring matukoy na ang insulation effect ng phase A ng circuit breaker ay mabuti, at ang operating characteristics ng circuit breaker switch ay sumasang-ayon sa mga nakaugaliang regulasyon. Gayunpaman, ang mga component ng SF₆ gas ng phase A switch ay seryosong lumampas sa nakaugaliang pamantayan, at ang loop resistance ay lumampas sa nakaugaliang pamantayan. Kaya, matapos ang disassembly at pag-aanalisa, ang mga katangian ng circuit breaker ay kasunod: Una, may black powder na nakadikit sa contacts ng phase A. Bagama't ang dami nito ay hindi marami, ang burrs at fuzz sa ibabaw ay napakalubhasa. Pangalawa, natuklasan ang mga trace ng arc burning sa moving contacts.

2 Mga Fault ng SF₆ Circuit Breaker at ang Mga Dahilan ng Faults

Ang nabanggit na kaso ay isang fault ng switch ng SF₆ circuit breaker, na ipinapakita bilang isang reclosing problem. Kapag patuloy na ginagamit ang isang faulty circuit breaker, ang pagkakaroon ng ganitong uri ng switch fault ay maaaring magresulta sa refusal-to-operate, misoperation faults, at insulation faults, na napakasakit.

2.1 Refusal-to-operate at Misoperation Faults ng SF₆ Circuit Breaker

Ang refusal-to-operate ng SF₆ circuit breaker, o refusal-to-open at refusal-to-close, ibig sabihin ang circuit breaker ay hindi gumagawa ng nangangaraniyang aksyon pagkatapos magpadala ng signal ng opening o closing. Ang misoperation ng circuit breaker naman ibig sabihin ang circuit breaker ay gumagawa ng aksyon ng opening o closing nang walang pagtanggap ng operational command, at maaari rin na ang aksyon ng circuit breaker ay hindi sumasang-ayon sa operational command. Ang SF₆ circuit breaker maaari ring magkaroon ng "unauthorized tripping", o ang protection device ay hindi nagpapadala ng action signal, at ang circuit breaker ay awtomatikong trip nang walang manual na operasyon. Maraming dahilan para sa refusal-to-operate o misoperation problems ng circuit breaker, tulad ng mechanical faults ng circuit breaker, faults ng electrical equipment, at faults ng relay protection devices.

2.2 Insulation Faults ng SF₆ Circuit Breaker

Kung ang circuit breaker ay may insulation faults, ang SF₆ gas leakage ay magaganap, at ang mechanical faults din ay magaganap, na ipinapakita bilang internal insulation flashover breakdown to the ground, flashover breakdown dulot ng overvoltage dahil sa kidlat, capacitive bushing flashover, external insulation flashover breakdown to the ground, at flashover ng porcelain bushings at insulating rods.

2.3 Pangunahing Dahilan ng Refusal-to-operate at Misoperation Faults

Ang mechanical cause ng refusal-to-operate fault ng circuit breaker ay may mga pagkakamali sa produksyon, installation, debugging, o technical maintenance ng circuit breaker, na nagdudulot ng quality problems. Ang refusal-to-operate ng circuit breaker dahil sa mga mechanical faults na ito ay umabot sa higit sa 60% ng lahat ng refusal-to-operate faults ng circuit breaker. Ang mga fault ng circuit breaker dahil sa electrical reasons ay ipinapakita bilang mga problema sa secondary wiring, jamming ng opening at closing iron cores, burnout ng coils, burnout ng opening loop resistance, faults ng locking relay protection device, faults ng operating power supply, at faults ng auxiliary switches.

2.4 Dahilan ng Insulation Faults

Ang mga dahilan ng internal insulation faults ng circuit breaker ay kinabibilangan ng pagkakaroon ng metal objects sa loob ng circuit breaker, na nagdudulot ng conduction at discharge faults; ang pagkakaroon ng floating potential sa loob ng circuit breaker, na nagdudulot ng discharge faults; flashover faults sa ibabaw ng insulating parts ng circuit breaker, at hindi perpektong disenyo ng insulating parts. Ang mga dahilan ng external insulation faults ng circuit breaker ay ang creepage distance ng external insulation ng porcelain bushing ay hindi sumasang-ayon sa nakaugaliang pamantayan, at sa aspeto ng hitsura, ang mga specification ay hindi sumasang-ayon sa mga requirement, na maaaring magdulot ng external insulation flashover ng porcelain bushing. Kung may mga quality problems sa paggawa ng porcelain bushing at ang working environment ay marumi, ang insulation flashover ay maaari ring magaganap.

3 Mga Paraan ng Treatment para sa Faults ng SF₆ Circuit Breaker
3.1 Pagsukat ng Resistance ng Main Circuit

Kapag ang switch ng circuit breaker ay nasa closing state, sukatin ang resistance ng main circuit sa pagitan ng incoming line at outgoing line. Ang current ay maaaring anumang halaga sa pagitan ng 100 A at ang rated current. Kung ang casing ng grounding switch's conductive rod ay maaaring epektibong i-isolate mula sa insulation, maaaring sukatin ang parallel resistance ng conductor casing, at maaari ring sukatin ang DC resistance ng conductor casing.

3.2 Pagpapatupad ng AC Withstand Voltage Test sa Circuit Breaker

Ang pagpapatupad ng AC withstand voltage test sa circuit breaker ay maaaring ipakita ang mga defect ng test specimen. Simulan ang operasyon ng test specimen upang maintindihan ang kakayahan nito na tanggapin ang overvoltage. Sa pag-susuri ng iba't ibang impurities ng free conductive particles, ang sensitivity ng AC voltage ay napakataas.

3.3 Pagganap ng Routine Inspections at Experimental Tests

Upang iwasan ang mga fault sa panahon ng operasyon ng circuit breaker, dapat isagawa ang routine inspections at experimental tests, kasama ang pag-susuri ng rated operating voltage ng circuit breaker at pag-test ng mga time characteristics nito. Sa pag-susuri ng mechanical characteristics ng circuit breaker, dapat isinspeksyon ang lahat ng mga mechanical components, at ang hitsura ng operating mechanism, upang siguruhin na ang opening at closing coils ay nasa mahusay na kondisyon.

3.4 Pag-test ng Circuit Breaker Gamit ang Disassembly at Chemical Method

Kapag ang circuit breaker ay nasa normal na operasyon, ang SF₆ ay hindi nagreresponse chemical sa mga metallic materials at organic solid materials. Ang arc discharge ay maaaring magpatuloy sa catalytic role, na nagreresulta sa chemical reactions. Sa pag-detect ng decomposition products ng SF₆ gas, ang mga pangunahing chemical components na dapat suriin ay kasama ang sulfur dioxide, hydrogen sulfide, methane, at carbon monoxide. Sa pamamagitan ng pag-aanalisa ng concentration ng gas, maaaring matukoy ang mga potensyal na hidden faults ng SF₆ circuit breaker.

4 Pagtatapos

Sa huli, ang SF₆ circuit breaker ay naglalaro ng lubhang mahalagang papel sa power system. Ang epektibong pagpapanatili ng normal na operasyon ng SF₆ circuit breaker ay mahalaga para sa ligtas na operasyon ng sistema. Para sa mga operation at maintenance personnel, ang pag-unawa sa performance ng circuit breaker, pagkilala sa mga dahilan ng faults, at paghahanap ng makatwirang mga paraan ng treatment ay naging kinakailangang mga propesyonal na kasanayan upang tiyakin ang ligtas na operasyon ng power system.