Analyse av feilårsaker og håndteringsskritt for SF6-brytere

I et SF₆-bryter kan SF₆-gassen dekomponere seg til giftige og korrosive gasser og vann i en høytemperaturmiljø, noe som kan skade isoleringslaget. For å forhindre denne situasjonen, bør beskyttelsen av elektriske komponenter effektivt styrkes, og isolasjonsnivået bør også forbedres. I tillegg bør feil analyseres, og tilsvarende tiltak tas for behandling.

1 Saksanalyse

En 110 kV-skru i et understasjon ble rammet av lyn, noe som førte til en omkoplingsproblematikk i skruintervallet. Ut fra utseendet av skruen er det ingen anormale fenomener. Etter testing av bryteren, ble det imidlertid funnet at strømmen i fase A er mye høyere enn i fase B og fase C. Personell fra testklassen i understasjonen inspiserte bryteren. Inspeksjonen ble gjennomført gjennom forsøk, og innholdet inkluderer hovedsakelig isolasjonsmotstand, driftsegenskaper til skruen, sirkuitsmotstand, og et AC-spenningsprøve. Gjennom denne metoden for oppdaging kan buelastfeil inne i skruen bli kontrollert, og komponentene i SF₆-gassen i bryteren kan også bli testet. Bryteren i dette intervallet er produsert av SIEMENS i Hangzhou, og modellen er 3AP1FG. Testresultatene fra inspeksjonen av skruen i bryterintervallet er som følger:

• Isolasjonsmotstanden til skruen koblet til CT: fase A er 22,5 G, fase B er 17,4 G, og fase C er 17,8 G.

• Driftsegenskapene til bryteren, ifølge produktets produksjonsrapport, er lukketid på 65 ms; åpentid på 18 ms. Resultatene fra detektering er som følger: for fase A, lukketid på 61,1 ms, og åpentid på 16,8 ms; for fase B, lukketid på 61,1 ms, og åpentid på 16,1 ms; for fase C, lukketid på 58,9 ms, og åpentid på 16,4 ms. Lukkesynkronisering er 1,2 ms; åpesynkronisering er 0,3 ms.

• Resultatet av AC-spenningsprøven på skrudiskontaktoren: 75 kV, 1 minutt, bestått.

• Testen av gasskomponentene i SF₆ i skruen viser at for fase A, svoveloksyd er 4,13 l/L, og svovelhydrogen er 3,15 l/L; for fase B, svoveloksyd er 0 l/L, og svovelhydrogen er 0 l/L; for fase C, svoveloksyd er 0 l/L, og svovelhydrogen er 0 l/L. Ifølge relevante regler i forebyggende prøveritual for elektrisk utstyr, bør innholdet av svoveloksyd være lavere enn 3 l/L, og innholdet av svovelhydrogen bør være lavere enn 2 l/L. Testresultatene av SF₆-gasskomponentene for fase A-skruen viser at den har overskredet den angitte verdien, så testerne må merke seg dette.

• Testen av sirkuitsmotstanden til bryteren. Ifølge relevante regler i prøveritualen, bør målte verdien være lavere enn 120% av verdien angitt av produsenten. En sirkuitsmotstandsprøver til enhet brukes for denne prøven, og dataene fra tre prøver er som følger: første prøveresultat: fase A er 1368 μΩ; fase B er 694 μΩ; fase C er 579 μΩ; andre prøveresultat: fase A er 38 μΩ; fase B er 36 μΩ; fase C er 35 μΩ; tredje prøveresultat: fase A er 38 μΩ; fase B er 39 μΩ; fase C er 38 μΩ.

Ved å analysere datainformasjonen fra prøven, kan noen egenskaper identifiseres: For det første er prøveverdien for fase A mye høyere enn for fase B og fase C, og den overstiger selv 1000 μΩ, noe som har alvorlig overskredet normal motstand. For det andre, fra resultater av de tre prøvene, varierer prøveresultatene for fase A sterkt og er svært ustabile, og det er nesten ingen repetitivitet i de tre prøvene. For det tredje, ved sammenligning av prøveresultatene mellom fase A, fase B, og fase C, er verdiene forskjellige. For det fjerde, har prøveresultatet for fase A økt betydelig sammenlignet med tidligere prøver. Gjennom prøvemetoden og analyse av den oppnådde datainformasjonen, kan det konkluderes at isolasjonseffekten for fase A av bryteren er god, og driftsegenskapene til bryteren samsvarer med relevante regler. Imidlertid, overskrider SF₆-gasskomponentene for fase A-skruen alvorlig den angitte standarden, og sirkuitsmotstanden overstiger den angitte standarden. Derfor, etter demontering og analyse, har bryteren følgende egenskaper: For det første, er det svart pulver festet til kontaktene i fase A. Selv om mengden ikke er stor, er barsten og ullighet på overflaten veldig tydelig. For det andre, er det sporer av buelast forbrenning funnet ved bevegelige kontakter.

2 Feil i SF₆-brytere og grunner til feil

Den ovennevnte saken er en feil i skruen til SF₆-bryteren, uttrykt som en omkoplingsproblematikk. Når en defekt bryter fortsetter å brukes, kan eksistensen av slik skrufeil føre til nekter-feil, misoperasjonsfeil, og isolasjonsfeil, som er veldig skadelige.

2.1 Nekter- og Misoperasjonsfeil i SF₆-brytere

Nekter av SF₆-bryter, det vil si nekter-åpne og nekter-lukke, betyr at bryteren ikke utfører tilsvarende handlinger etter at åpne- eller lukke-signal er sendt. Misoperasjon av bryteren betyr at bryteren utfører åpne- eller lukke-handlinger uten å motta en operasjonskommando, og det er også mulig at handlingene til bryteren ikke samsvarer med operasjonskommandoen. SF₆-bryteren kan også ha problemet med "uautorisert tripping", det vil si, beskyttelsesenheten sender ikke en handlingssignal, og bryteren tripper automatisk uten manuell operasjon. Det er mange grunner til nekter- eller misoperasjonsproblemer hos bryteren, som mekaniske feil i bryteren, feil i elektrisk utstyr, og feil i relébeskyttelsesenheter.

2.2 Isolasjonsfeil i SF₆-brytere

Hvis bryteren har isolasjonsfeil, vil det oppstå lekkasje av SF₆-gass, og det vil også oppstå mekaniske feil, hovedsakelig uttrykt som interne isolasjonsbuebrudd til jord, buebrudd forårsaket av overvoltage på grunn av lyn, kapasitive buskjerfbuebrudd, eksterne isolasjonsbuebrudd til jord, og buebrudd av porcelænbuskjer og isolerende staver.

2.3 Hovedgrunner til Nekter- og Misoperasjonsfeil

Mekanisk grunn til nekterfeil i bryteren er at det er mangler i produksjon, installasjon, justering, eller teknisk vedlikehold av bryteren, noe som fører til kvalitetsproblemer. Nekter av bryteren forårsaket av slike mekaniske feil utgjør mer enn 60% av alle nekterfeil i bryteren. Feil i bryteren forårsaket av elektriske grunner uttrykker seg hovedsakelig som problemer i sekundærkobling, fastsettelser av åpne- og lukke-jernkjerner, forbrenning av spoler, forbrenning av åpen-sirkuitmotstand, feil i låsesystem for relébeskyttelsesenhet, feil i driftsstrømkilde, og feil i hjelpeskruer.

2.4 Grunner til Isolasjonsfeil

Grunnene til interne isolasjonsfeil i bryteren inkluderer tilstedeværelsen av metalliske objekter inne i bryteren, noe som fører til lednings- og utslippsfeil; tilstedeværelsen av flytende potensial inne i bryteren, noe som fører til utslippsfeil; buebrudd langs overflaten av isolerende deler i bryteren, og ufullstendig design av isolerende deler. Grunnene til eksterne isolasjonsfeil i bryteren er at krypingavstanden til eksterne isolasjoner av porcelænbuskjer ikke samsvarer med angitt standard, og i henhold til utseende, spesifikasjoner samsvarer ikke kravene, noe som sannsynligvis vil føre til eksternt isolasjonsbuebrudd av porcelænbuskjer. Hvis det er kvalitetsproblemer i produksjonen av porcelænbuskjer, og arbeidsmiljøet er forurenet, vil det også oppstå isolasjonsbuebrudd.

3 Behandlingsmetoder for SF₆-bryterfeil
3.1 Måling av motstand i hovedsirkuit

Når skruen i bryteren er i lukket tilstand, måles motstanden i hovedsirkuitet mellom inngang og utgang. Strømmen kan være enhver verdi mellom 100 A og nominell strøm. Hvis kabinettkonduktorens jordkontakt kan effektivt isoleres fra isolasjonen, kan parallelle motstandene til konduktor-kabinetet måles, og DC-motstanden til konduktor-kabinetet kan også måles.

3.2 Utføring av en AC-spenningsprøve på bryteren

Utføring av en AC-spenningsprøve på bryteren kan avsløre defekter i prøveobjektet. Simuler drift av prøveobjektet for å forstå dets evne til å takle overvoltage. Når ulike impuriteter av frie ledekspartikler blir inspisert, er følsomheten for AC-spenningsprøven svært høy.

3.3 Utføring av rutineinspeksjoner og eksperimentelle prøver

For å unngå feil under drift av bryteren, bør rutineinspeksjoner og eksperimentelle prøver utføres, inkludert sjekking av den nominelle driftsspenningen til bryteren og testing av dens tidskarakteristika. Når mekaniske egenskaper til bryteren sjekkes, skal alle mekaniske komponenter inspiseres, og utseendet av driftsmekanismen skal også inspiseres for å sikre at åpne- og lukke-spoler er i godt stand.

3.4 Testing av bryteren ved bruk av demonterings- og kjemisk metode

Når bryteren er i normal drift, reagerer ikke SF₆ kjemisk med metalliske materialer og organiske faste materialer. Bueldischarge kan spille en katalytisk rolle, noe som fører til kjemiske reaksjoner. Når nedbrytningsprodukter av SF₆-gass blir detektert, er de hovedsakelige kjemiske komponentene som skal detekteres, svoveloksyd, svovelhydrogen, metan, og karbonmonoksyd. Ved å analysere konsentrasjonen av gassen, kan potensielle skjulte feil i SF₆-bryteren vurderes.

4 Konklusjon

Konklusivt sett, spiller SF₆-bryteren en stadig viktigere rolle i strømsystemet. Effektivt vedlikehold av normal drift av SF₆-bryteren er avgjørende for sikker drift av systemet. For drifts- og vedlikeholds-personal, er det nødvendig å forstå ytelsen til bryteren, gjenkjenne grunnene til feil, og finne rimelige behandlingsmetoder basert på grunnene, for å sikre sikker drift av strømsystemet.