Az SF6 áramköri választók hibainak okainak elemzése és kezelési lépései

SF₆ áramkör-törésvédőben a SF₆ gáz magas hőmérsékletű környezetben reakcióba léphet, melyek mérgező és korrodáló gázokat és vizet eredményeznek, ami károsíthatja az izoláló réteget. Ez a helyzet megelőzéséhez, miközben hatékonyan megerősítjük az elektromos komponensek védelmét, javítani kell az izolálási szinten. Ezen felül elemznünk kell a hibákat, és megfelelő intézkedéseket kell tennünk a kezelésük érdekében.

1. Esettanulmány

Egy 110 kV kapcsoló egy alátámasztóban villámcsapást szenvedett, ami miatt a kapcsoló intervallumban újraindítási problémák merültek fel. A kapcsoló külső megjelenése alapján nem volt látható semmi rendellenesség. Azonban a circuit breaker tesztelése során kiderült, hogy az A fázisban a jelentősen nagyobb, mint a B és C fázisban. Az alátámasztó teszt osztályának személyzete a circuit breakert ellenőrizte. Az ellenőrzést kísérletekkel végzett, amelyek tartalmazták az izolációs ellenállás, a kapcsoló működési jellemzőinek, a kör ellenállásának, valamint a váltóáram-ellenállósgépről (AC withstand) tesztelését. Ez a detektálási módszer segítségével ellenőrizhető a kapcsoló belső ívhiba, és ellenőrizhetők a circuit breakerben lévő SF₆ gáz komponensei is. A circuit breaker ebben az intervallumban SIEMENS Hangzhou terméke, és a modellje 3AP1FG. A circuit breaker intervallumának kapcsolójának ellenőrzése során a következő eredményeket kaptuk:

• A CT-hez csatlakoztatott kapcsoló izolációs ellenállása: A fázis 22,5 G, B fázis 17,4 G, C fázis 17,8 G.

• A circuit breaker kapcsoló működési jellemzői, a termék gyártási jelentésének tartalma szerint a záródási idő 65 ms, a nyitódási idő pedig 18 ms. A detektálás során elérhető eredmények a következők: A fázis esetén a záródási idő 61,1 ms, a nyitódási idő pedig 16,8 ms; B fázis esetén a záródási idő 61,1 ms, a nyitódási idő pedig 16,1 ms; C fázis esetén a záródási idő 58,9 ms, a nyitódási idő pedig 16,4 ms. A záródási szinkronizmus 1,2 ms, a nyitódási szinkronizmus pedig 0,3 ms.

• A kapcsoló diszjunktora AC ellenállósgépről tesztelése: 75 kV, 1 perc, sikeres.

• A kapcsoló SF₆ gáz komponenseinek tesztelése A fázis esetén a szén-dioxid 4,13 l/L, a szén-gyep 3,15 l/L; B fázis esetén a szén-dioxid 0 l/L, a szén-gyep pedig 0 l/L; C fázis esetén a szén-dioxid 0 l/L, a szén-gyep pedig 0 l/L. Az elektromos berendezések megelőző próbaverfahrenének vonatkozó előírásai szerint a szén-dioxid tartalma alacsonyabb kell legyen 3 l/L-nél, a szén-gyep tartalma pedig alacsonyabb 2 l/L-nél. A A fázisú kapcsoló SF₆ gáz komponenseinek tesztelési eredményei meghaladják a megengedett értéket, ezért a tesztelőknek figyelemmel kell kísérniük ezt.

• A circuit breaker kapcsoló kör ellenállásának tesztelése. A tesztverfahrenek vonatkozó előírásai szerint a mérőértéknek alacsonyabbnak kell lennie, mint a gyártó által megadott érték 120%-a. A kör ellenállás tesztelésére használtunk kör ellenállás tesztelőt, és három tesztből származó adatok a következők: az első teszt eredménye: A fázis 1368 μΩ; B fázis 694 μΩ; C fázis 579 μΩ; a második teszt eredménye: A fázis 38 μΩ; B fázis 36 μΩ; C fázis 35 μΩ; a harmadik teszt eredménye: A fázis 38 μΩ; B fázis 39 μΩ; C fázis 38 μΩ.

A teszten keresztül szerzett adatok elemzésével néhány jellemző azonosítható: Először is, az A fázis teszt értéke jelentősen magasabb, mint a B és C fázisnak, és még túlhaladja a 1000 μΩ-ot, ami súlyosan túllépi a normál ellenállási értéket. Másodszor, a három teszt eredménye között az A fázis eredményei nagyban változnak és nagyon instabilak, és a három teszt között majdnem nincs ismétlődés. Harmadszor, az A, B és C fázis teszt eredményeinek összehasonlítása során a nagy eltérést lehet megfigyelni. Negyedszer, az A fázis teszt eredménye jelentősen növekedett a korábbi teszthez képest. A tesztelési módszer és a szerzett adatok elemzése alapján megállapítható, hogy az A fázis circuit breaker izolációs hatása jó, és a circuit breaker kapcsoló működési jellemzői megfelelnek a vonatkozó előírásoknak. Azonban az A fázisú kapcsoló SF₆ gáz komponensei jelentősen meghaladják a megengedett szabványt, és a kör ellenállás is túllépi a megengedett szabványt. Így, a lebontás és elemzés után a circuit breaker jellemzői a következők: Először is, fekete por ragasztódik az A fázis kapcsoló pontjaihoz. Bár a mennyisége nem jelentős, a felületen jelentős darabok és szálak láthatók. Másodszor, az ív égés nyomai találhatók a mozgó kapcsoló pontoknál.

2. SF₆ Circuit Breaker Hibái és a Hiba Oka

A fenti eset egy SF₆ circuit breaker kapcsoló hibája, ami újraindítási problémaként jelenik meg. Ha egy hibás circuit breaker továbbra is használatban van, ilyen kapcsoló hiba működési megtagadás, téves működési hibák és izolációs hibák okozhatók, ami nagyon káros.

2.1 SF₆ Circuit Breaker Működési Megtagadás és Téves Működési Hiba

A SF₆ circuit breaker működési megtagadása, azaz nyitás vagy zárás megtagadása, azt jelenti, hogy a circuit breaker nem reagál a nyitási vagy zárás jelekre. A circuit breaker téves működése azt jelenti, hogy a circuit breaker nyitási vagy zárás műveletet hajt végre anélkül, hogy műveleti parancsot kapna, és lehetséges, hogy a circuit breaker műveletei nem felelnek meg a műveleti parancsnak. A SF₆ circuit breaker "nem engedélyezett trippelés" problémával is szembesülhet, azaz a védelmi eszköz nem ad műveleti jelet, és a circuit breaker automatikusan trippel anélkül, hogy manuálisan működtetnék. Sok oka lehet a circuit breaker működési megtagadásnak vagy téves működési problémáinak, például a circuit breaker mechanikai hibái, elektromos berendezések hibái, és relévédelemi eszközök hibái.

2.2 SF₆ Circuit Breaker Izolációs Hiba

Ha a circuit breaker izolációs hibával küzd, SF₆ gáz szivárgás történik, és mechanikai hibák is fellépnek, főleg belső izolációs üzemeltetési robbanás, robbanás a földre, robbanás villámoverholt miatt, kondenzátor hegyesítő robbanás, külső izolációs robbanás a földre, és porcelán hegyesítők és izolációs rúd robbanás.

2.3 Működési Megtagadás és Téves Működési Hiba Fő Oka

A circuit breaker működési megtagadásának mechanikai oka, hogy a circuit breaker gyártásában, telepítésében, finomhangolásában vagy technikai karbantartásában hiányosságok vannak, ami minőségi problémákat eredményez. A circuit breaker működési megtagadása ilyen mechanikai hibák miatt több mint 60%-át tekinthetjük a circuit breaker minden működési megtagadásának. A circuit breaker hibái elektromos okaival kifejezetten a másodlagos vezetések, a nyitó és záró végzők, a csoportok, a nyitó kör ellenállás, a zároló relévédelmi eszköz, a működési energiaforrás, és a segédkapcsolók hibái járulnak hozzá.

2.4 Izolációs Hiba Oka

A circuit breaker belső izolációs hibái oka, hogy a circuit breaker belsejében fém tárgyak vannak, ami vezetési és robbanási hibákat okoz; a circuit breaker belsejében lévő fluktuáló potenciál robbanási hibákat okoz; a circuit breaker izoláló részeinek felületén haladó robbanási hibák, és a izoláló részek nem tökéletes tervezése. A circuit breaker külső izolációs hibái oka, hogy a porcelán hegyesítő külső izolációja nem felel meg a megadott szabványnak, és a megjelenésben a specifikációk nem felelnek meg a követelményeknek, ami valószínűleg a porcelán hegyesítő külső izolációs robbanását okozza. Ha a porcelán hegyesítő gyártásában minőségi problémák vannak, és a működési környezet piszkos, akkor izolációs robbanás is bekövetkezhet.

3. SF₆ Circuit Breaker Hiba Kezelési Módszerei
3.1 A Fő Kör Ellentételezésének Mérés

Amikor a circuit breaker kapcsoló záródási állapotban van, mérje a fő kör ellenállását a bejövő és kimenő vezetések között. Az áramerősség lehet bármely érték 100 A és a nominális áramerősség között. Ha a földkapcsoló vezető rúd burkolata hatékonyan el tudja szeparálni az izolációt, mérheti a vezető burkolat párhuzamos ellenállását, és a vezető burkolat DC ellenállását is mérheti.

3.2 AC Ellenállósgépről Próbálkozás a Circuit Breakeron

Az AC ellenállósgépről próbalás a circuit breakeron keresztül feltárhatja a próbalt anyag hiányosságait. Szimulálja a próbalt anyag működését, hogy megérthesse annak képességét az overvoltage tolerálására. Amikor a szabad konduktív részecskék különböző vegyületeit ellenőrzi, az AC feszültség érzékenysége nagyon magas.

3.3 Rendszeres Ellenőrzések és Kísérleti Próbálkozások Végzése

A circuit breaker működési hibáinak elkerülése érdekében rendszeres ellenőrzéseket és kísérleti próbálkozásokat kell végrehajtani, beleértve a circuit breaker nominális működési feszültségének ellenőrzését, és a idő jellemzőit. A circuit breaker mechanikai jellemzőinek ellenőrzésekor minden mechanikai alkotórész ellenőrizhető, és a működési mechanizmus megjelenése is ellenőrizhető, hogy biztosítsa a nyitó és záró csoportok jó állapotát.

3.4 A Circuit Breaker Próbálkozása Lebontással és Kémiai Módszerrel

A circuit breaker normál működése során a SF₆ nem reagál kémiai úton a fém anyagokkal és a szerves szilárd anyagokkal. Az ívdiszcharge katalizáló szerepet játszhat, ami kémiai reakciókat okoz. Amikor a SF₆ gáz bomló termékeit teszteljük, a főbb kémiai komponensek, amiket ellenőrizni kell, tartalmazzák a szén-dioxid, a szén-gyep, a metán, és a szén-monoxid. A gáz koncentrációjának elemzésével meg lehet ítéli a SF₆ circuit breaker potenciális rejtett hibáit.

4. Következtetés

Összefoglalva, a SF₆ circuit breaker egyre nagyobb szerepet játszik az energiarendszerben. A SF₆ circuit breaker normál működésének hatékony fenntartása kulcsfontosságú a rendszer biztonságos működéséhez. A működési és karbantartási személyzet számára a circuit breaker teljesítményének megértése, a hibák okainak felismerése, és a hibák okainak megfelelő kezelési módszerek keresése szükséges szakmai készségek, hogy biztosítsa az energiarendszer biztonságos működését.