Analisi delle Causali dei Guasti e delle Fasi di Intervento per Interruttori SF6

In un interruttore SF₆, il gas SF₆ può decomporre in gas tossici e corrosivi e acqua in un ambiente ad alta temperatura, il che può danneggiare il strato isolante. Per prevenire questa situazione, è necessario rafforzare efficacemente la protezione dei componenti elettrici, migliorando anche il livello di isolamento. Inoltre, dovrebbero essere analizzati i guasti e adottate le misure corrispondenti per il trattamento.

1 Analisi del caso

Un interruttore da 110 kV in una sottostazione è stato colpito da un fulmine, causando un problema di ricomposizione nell'intervallo dell'interruttore. A giudicare dall'aspetto dell'interruttore, non ci sono fenomeni anomali. Tuttavia, dopo aver testato l'interruttore, si è scoperto che la corrente della fase A è molto superiore a quella delle fasi B e C. Il personale della classe di prova nella sottostazione ha ispezionato l'interruttore. L'ispezione è stata condotta attraverso esperimenti, e i contenuti includono principalmente la resistenza d'isolamento, le caratteristiche operative dell'interruttore, la resistenza del circuito e un test di tensione alternata. Attraverso questo metodo di rilevazione, è possibile ispezionare il guasto di arco all'interno dell'interruttore e testare i componenti del gas SF₆ nell'interruttore. L'interruttore in questo intervallo è prodotto dalla SIEMENS a Hangzhou, e il modello è 3AP1FG. I risultati ottenuti dall'ispezione dell'interruttore dell'intervallo dell'interruttore sono i seguenti:

• La resistenza d'isolamento dell'interruttore collegato al CT: la fase A è 22,5 G, la fase B è 17,4 G e la fase C è 17,8 G.

• Le caratteristiche operative dell'interruttore, secondo il contenuto del rapporto di produzione del prodotto, il tempo di chiusura è 65 ms; il tempo di apertura è 18 ms. I risultati ottenuti attraverso la rilevazione sono i seguenti: per la fase A, il tempo di chiusura è 61,1 ms e il tempo di apertura è 16,8 ms; per la fase B, il tempo di chiusura è 61,1 ms e il tempo di apertura è 16,1 ms; per la fase C, il tempo di chiusura è 58,9 ms e il tempo di apertura è 16,4 ms. La sincronizzazione di chiusura è 1,2 ms; la sincronizzazione di apertura è 0,3 ms.

• Il risultato del test di tensione alternata sul disconnettore dell'interruttore: 75 kV, 1 minuto, superato.

• Il test dei componenti del gas SF₆ nell'interruttore mostra che per la fase A, l'anidride solforosa è 4,13 l/L e l'idrogenosolfuro è 3,15 l/L; per la fase B, l'anidride solforosa è 0 l/L e l'idrogenosolfuro è 0 l/L; per la fase C, l'anidride solforosa è 0 l/L e l'idrogenosolfuro è 0 l/L. Secondo le norme pertinenti nelle procedure di prova preventiva per l'attrezzatura elettrica, il contenuto di anidride solforosa dovrebbe essere inferiore a 3 l/L e il contenuto di idrogenosolfuro dovrebbe essere inferiore a 2 l/L. I risultati del test dei componenti del gas SF₆ della fase A dell'interruttore mostrano che ha superato il valore specificato, quindi i tester devono prestare attenzione a questo.

• Il test della resistenza del circuito dell'interruttore. Secondo le norme pertinenti nelle procedure di prova, il valore misurato dovrebbe essere inferiore al 120% del valore specificato dal produttore. È utilizzato un tester di resistenza del circuito per questo test, e i dati ottenuti attraverso tre prove sono i seguenti: il risultato della prima prova: la fase A è 1368 μΩ; la fase B è 694 μΩ; la fase C è 579 μΩ; il risultato della seconda prova: la fase A è 38 μΩ; la fase B è 36 μΩ; la fase C è 35 μΩ; il risultato della terza prova: la fase A è 38 μΩ; la fase B è 39 μΩ; la fase C è 38 μΩ.

Analizzando le informazioni sui dati ottenuti dal test, possono essere identificate alcune caratteristiche: In primo luogo, il valore del test della fase A è molto superiore a quello delle fasi B e C, e supera addirittura 1000 μΩ, che ha superato in modo significativo il valore di resistenza normale. In secondo luogo, dai risultati delle tre prove, i risultati del test della fase A variano notevolmente e sono molto instabili, e non c'è quasi ripetibilità nelle tre prove. In terzo luogo, confrontando i risultati del test tra la fase A, la fase B e la fase C, i valori hanno una grande differenza. In quarto luogo, il risultato del test della fase A è aumentato notevolmente rispetto ai test precedenti. Attraverso il metodo di prova e l'analisi delle informazioni sui dati ottenuti, si può determinare che l'effetto di isolamento della fase A dell'interruttore è buono e le caratteristiche operative dell'interruttore sono conformi alle norme pertinenti. Tuttavia, i componenti del gas SF₆ della fase A dell'interruttore superano notevolmente lo standard specificato e la resistenza del circuito supera lo standard specificato. Pertanto, dopo lo smontaggio e l'analisi, le caratteristiche dell'interruttore sono le seguenti: In primo luogo, c'è polvere nera attaccata ai contatti della fase A. Anche se la quantità non è grande, le spine e le pellicole sulla superficie sono molto evidenti. In secondo luogo, sono stati trovati tracce di bruciature dell'arco sui contatti mobili.

2 Guasti dell'interruttore SF₆ e le cause dei guasti

Il caso sopra menzionato è un guasto dell'interruttore SF₆, manifestato come un problema di ricomposizione. Quando un interruttore difettoso continua a essere utilizzato, l'esistenza di tale guasto dell'interruttore può portare a guasti di rifiuto di operazione, guasti di malfunzionamento e guasti di isolamento, che sono molto dannosi.

2.1 Guasti di rifiuto di operazione e malfunzionamento dell'interruttore SF₆

Il rifiuto di operazione dell'interruttore SF₆, cioè il rifiuto di apertura e chiusura, significa che l'interruttore non esegue azioni corrispondenti dopo che viene inviato un segnale di apertura o chiusura. Il malfunzionamento dell'interruttore significa che l'interruttore esegue azioni di apertura o chiusura senza ricevere un comando di operazione, ed è anche possibile che le azioni dell'interruttore non siano conformi al comando di operazione. L'interruttore SF₆ può avere anche il problema di "scatto non autorizzato", cioè il dispositivo di protezione non invia un segnale di azione, e l'interruttore si scatta automaticamente senza operazione manuale. Ci sono molte ragioni per i problemi di rifiuto di operazione o malfunzionamento dell'interruttore, come guasti meccanici dell'interruttore, guasti dell'attrezzatura elettrica e guasti dei dispositivi di protezione a relè.

2.2 Guasti di isolamento dell'interruttore SF₆

Se l'interruttore ha guasti di isolamento, si verificherà una perdita di gas SF₆, e si causeranno anche guasti meccanici, manifestandosi principalmente come scarico interno di isolamento verso terra, scarico dovuto a sovratensione a causa del fulmine, scarico dei bocchetti capacativi, scarico esterno di isolamento verso terra, e scarico dei bocchetti in porcellana e delle bacchette isolate.

2.3 Cause principali dei guasti di rifiuto di operazione e malfunzionamento

La causa meccanica del guasto di rifiuto di operazione dell'interruttore è che ci sono omissioni nella produzione, installazione, messa a punto o manutenzione tecnica dell'interruttore, che portano a problemi di qualità. Il rifiuto di operazione dell'interruttore causato da tali guasti meccanici rappresenta più del 60% di tutti i guasti di rifiuto di operazione dell'interruttore. I guasti dell'interruttore causati da ragioni elettriche sono principalmente manifestati come problemi nel cablaggio secondario, blocco dei nuclei di apertura e chiusura, bruciatura dei bobini, bruciatura della resistenza del circuito di apertura, guasti del dispositivo di protezione a relè di blocco, guasti dell'alimentazione di operazione e guasti degli interruttori ausiliari.

2.4 Cause dei guasti di isolamento

Le cause dei guasti di isolamento interni dell'interruttore includono la presenza di oggetti metallici all'interno dell'interruttore, che porta a guasti di conduzione e scarico; la presenza di un potenziale galleggiante all'interno dell'interruttore, che causa guasti di scarico; guasti di scarico lungo la superficie delle parti isolate dell'interruttore, e un design imperfetto delle parti isolate. Le cause dei guasti di isolamento esterni dell'interruttore sono che la distanza di rampante dell'isolamento esterno del bocchettone in porcellana non soddisfa lo standard specificato, e in termini di aspetto, le specifiche non soddisfano i requisiti, il che è probabile che causi un scarico esterno di isolamento del bocchettone in porcellana. Se ci sono problemi di qualità nella fabbricazione del bocchettone in porcellana e l'ambiente di lavoro è sporco, si verificherà anche un scarico di isolamento.

3 Metodi di trattamento per i guasti dell'interruttore SF₆
3.1 Misurazione della resistenza del circuito principale

Quando l'interruttore è in stato di chiusura, misurare la resistenza del circuito principale tra la linea in entrata e la linea in uscita. La corrente può essere qualsiasi valore tra 100 A e la corrente nominale. Se la custodia del conduttore del deviatore di massa può essere efficacemente isolata dall'isolamento, si può misurare la resistenza parallela della custodia del conduttore, e si può anche misurare la resistenza DC della custodia del conduttore.

3.2 Esecuzione di un test di tensione alternata sull'interruttore

Eseguire un test di tensione alternata sull'interruttore può rivelare i difetti del campione di prova. Simulare l'operazione del campione di prova per comprendere la sua capacità di resistere alla sovratensione. Quando si ispezionano varie impurità di particelle conduttive libere, la sensibilità della tensione alternata è molto elevata.

3.3 Esecuzione di ispezioni di routine e test sperimentali

Per evitare guasti durante l'operazione dell'interruttore, dovrebbero essere eseguite ispezioni di routine e test sperimentali, inclusa la verifica della tensione operativa nominale dell'interruttore e il test delle sue caratteristiche temporali. Quando si verifica le caratteristiche meccaniche dell'interruttore, tutte le componenti meccaniche dovrebbero essere ispezionate, e dovrebbe essere ispezionato anche l'aspetto del meccanismo di operazione per assicurare che i bobini di apertura e chiusura siano in buone condizioni.

3.4 Test dell'interruttore utilizzando il metodo di smontaggio e chimico

Quando l'interruttore è in funzione normale, il SF₆ non reagisce chimicamente con i materiali metallici e i materiali solidi organici. La scarica d'arco può svolgere un ruolo catalitico, causando reazioni chimiche. Quando si rilevano i prodotti di decomposizione del gas SF₆, i principali componenti chimici da rilevare includono biossido di zolfo, idrogenosolfuro, metano e monossido di carbonio. Analizzando la concentrazione del gas, si possono giudicare i guasti nascosti potenziali dell'interruttore SF₆.

4 Conclusione

In conclusione, l'interruttore SF₆ svolge un ruolo sempre più importante nel sistema di alimentazione. Mantenere efficacemente il funzionamento normale dell'interruttore SF₆ è cruciale per il funzionamento sicuro del sistema. Per il personale di operazione e manutenzione, comprendere le prestazioni dell'interruttore, riconoscere le cause dei guasti e trovare metodi di trattamento ragionevoli in base alle cause, sono diventate competenze professionali necessarie per garantire il funzionamento sicuro del sistema di alimentazione.