Analys av orsakerna till fel och hanteringssteg för SF6-brytare
I en SF₆-brytare kan SF₆-gasen brytas ned till giftiga och korrosiva gaser samt vatten i en högtemperaturmiljö, vilket kan skada isoleringslagret. För att förhindra denna situation, samtidigt som skyddet av elektriska komponenter effektivt stärks, bör isoleringsnivån också förbättras. Dessutom bör fel analyseras och lämpliga åtgärder vidtas för behandling.
1 Fallanalys
En 110 kV-brytare i en ombordningstransformatorstation träffades av blixt, vilket orsakade ett problem med omkoppling i brytarintervallet. Utseendet på brytaren visar inga ovanliga fenomen. När man dock testade brytaren upptäckte man att strömmen i fas A var betydligt högre än i fas B och fas C. Personal från testavdelningen i ombordningstransformatorstationen undersökte brytaren. Undersökningen utfördes genom experiment, och innehållet inkluderade huvudsakligen isoleringsmotstånd, driftkarakteristika för brytaren, slutenhetstest och ett AC-nedslagstest. Genom denna mätmetod kan bågar inuti brytaren kontrolleras, och komponenterna i SF₆-gasen i brytaren kan också testas. Brytaren i detta intervall är producerad av SIEMENS i Hangzhou, och modellen är 3AP1FG. Testresultaten från undersökningen av brytaren i intervallet är följande:
Isoleringsmotståndet för brytaren ansluten till CT: fas A är 22,5 G, fas B är 17,4 G, och fas C är 17,8 G.
Driftkarakteristikor för brytaren, enligt produktionsrapportens innehåll, är stängningstiden 65 ms; öppningstiden 18 ms. Resultaten från mätningen är följande: för fas A är stängningstiden 61,1 ms, och öppningstiden 16,8 ms; för fas B är stängningstiden 61,1 ms, och öppningstiden 16,1 ms; för fas C är stängningstiden 58,9 ms, och öppningstiden 16,4 ms. Synkroniseringen vid stängning är 1,2 ms; synkroniseringen vid öppning är 0,3 ms.
Resultatet av AC-nedslagstestet på brytarens kopplare: 75 kV, 1 minut, godkänd.
Testet av gasens komponenter i SF₆-brytaren visar att för fas A är svaveldioxid 4,13 l/L, och svavelväte 3,15 l/L; för fas B är svaveldioxid 0 l/L, och svavelväte 0 l/L; för fas C är svaveldioxid 0 l/L, och svavelväte 0 l/L. Enligt relevanta bestämmelser i förebyggande provningsförfaranden för elektrisk utrustning bör innehållet av svaveldioxid vara lägre än 3 l/L, och innehållet av svavelväte bör vara lägre än 2 l/L. Testresultaten av SF₆-gaskomponenterna för fas A-brytaren visar att de överstiger den angivna gränsen, så testarna behöver uppmärksamma detta.
Testet av slutenheten i brytaren. Enligt relevanta bestämmelser i provningsförfarandena bör det mätta värdet vara lägre än 120% av det värde som tillverkaren anger. Ett slutenhetstestinstrument användes för detta test, och data från tre tester är följande: det första testresultatet: fas A är 1368 μΩ; fas B är 694 μΩ; fas C är 579 μΩ; det andra testresultatet: fas A är 38 μΩ; fas B är 36 μΩ; fas C är 35 μΩ; det tredje testresultatet: fas A är 38 μΩ; fas B är 39 μΩ; fas C är 38 μΩ.
Genom att analysera de erhållna testdata kan några egenskaper identifieras: För det första är testvärdet för fas A betydligt högre än för fas B och fas C, och det överstiger till och med 1000 μΩ, vilket allvarligt överstiger det normala resistansvärdet. För det andra varierar testresultaten för fas A mycket och är mycket instabila, och det finns nästan ingen upprepbarhet i de tre testerna. För det tredje finns det en stor skillnad mellan testresultaten för fas A, fas B och fas C. För det fjärde har testresultatet för fas A ökat markant jämfört med tidigare tester. Genom testmetoden och analysen av de erhållna datamaterialet kan det fastställas att isoleringseffekten för fas A i brytaren är bra, och driftkarakteristikorna för brytaren uppfyller relevanta bestämmelser. Men SF₆-gaskomponenterna för fas A-brytaren överstiger allvarligt den angivna standarden, och slutenheten överstiger den angivna standarden. Därför, efter demontering och analys, är egenskaperna hos brytaren följande: För det första finns det svart pulver fäst vid kontakterna för fas A. Även om mängden inte är stor, är fransar och rökar på ytan mycket tydliga. För det andra hittades spår av bågar vid de rörliga kontaktorna.
2 Fel i SF₆-brytare och orsaker till fel
Ovanstående fall är ett fel i brytaren i en SF₆-brytare, vilket visar sig som ett problem med omkoppling. När en defekt brytare fortsätter användas, kan existensen av ett sådant brytarfel leda till nekande av operation, felaktig operation och isoleringsfel, vilket är mycket skadligt.
2.1 Nekande av operation och felaktig operation i SF₆-brytare
Nekande av operation av SF₆-brytaren, det vill säga nekande av öppning och nekande av stängning, innebär att brytaren inte utför motsvarande åtgärder efter att öppnings- eller stängningsignal har skickats. Felaktig operation av brytaren innebär att brytaren utför öppnings- eller stängningsåtgärder utan att ha fått ett operationskommando, och det är också möjligt att åtgärderna från brytaren inte stämmer överens med operationskommandot. SF₆-brytaren kan också ha problemet med "otillåtet trip", det vill säga skyddsutrustningen skickar inte ett aktionsmeddelande, och brytaren trippar automatiskt utan manuell operation. Det finns många orsaker till nekande av operation eller felaktig operation av brytaren, såsom mekaniska fel i brytaren, fel i elektrisk utrustning och fel i reläskyddsutrustning.
2.2 Isoleringsfel i SF₆-brytare
Om brytaren har isoleringsfel, kommer SF₆-gasläckage att uppstå, och mekaniska fel kommer också att uppstå, framförallt som internt isoleringsfläktbrott till mark, fläktbrott orsakade av överspänning på grund av blixt, kapacitiva busshöljes fläktbrott, externt isoleringsfläktbrott till mark, och fläktbrott av porcellsbushöljen och isoleringsstänger.
2.3 Huvudorsaker till nekande av operation och felaktig operation
Den mekaniska orsaken till nekande av operation av brytaren är att det finns brister i produktion, installation, justering eller teknisk underhåll av brytaren, vilket leder till kvalitetsproblem. Nekande av operation av brytaren orsakat av sådana mekaniska fel utgör mer än 60% av alla nekande av operation av brytaren. Felen i brytaren orsakade av elektriska orsaker framträder huvudsakligen som problem i sekundär kablage, fastnande av öppnings- och stängningsjärnkärnor, förbränning av spolar, förbränning av öppningslådan, fel i låsningsreläskyddsutrustning, fel i driftström, och fel i hjälpswitchar.
2.4 Orsaker till isoleringsfel
Orsakerna till interna isoleringsfel i brytaren inkluderar närvaron av metalliska objekt inuti brytaren, vilket leder till lednings- och utsläppsfel; närvaro av en flytande potential inuti brytaren, vilket orsakar utsläppsfel; fläktbrott längs ytan av isoleringsdelarna i brytaren, och otillräcklig design av isoleringsdelarna. Orsakerna till externa isoleringsfel i brytaren är att krypavståndet för den externa isoleringen av porcellsbushöljet inte uppfyller den angivna standarden, och ur ett synsätt betraktat uppfyller specifikationerna inte kraven, vilket troligen leder till externa isoleringsfläktbrott av porcellsbushöljet. Om det finns kvalitetsproblem i tillverkningen av porcellsbushöljet och arbetsmiljön är smutsig, kommer isoleringsfläktbrott också att uppstå.
3 Behandlingsmetoder för fel i SF₆-brytare
3.1 Mätning av motståndet i huvudkretsen
När brytarens brytare är i stängt tillstånd, mäter man motståndet i huvudkretsen mellan ingång och utgång. Strömmen kan vara valfritt värde mellan 100 A och den nominella strömmen. Om boet till jordningsbrytarens ledningsstänger kan effektivt isoleras från isoleringen, kan parallella motstånd av ledningsboet mätas, och DC-motståndet av ledningsboet kan också mätas.
3.2 Utförande av ett AC-nedslagstest på brytaren
Utförande av ett AC-nedslagstest på brytaren kan avslöja defekter i provobjektet. Simulera provobjektets drift för att förstå dess förmåga att motstå överspänning. Vid inspektion av olika orenheter av fria ledande partiklar är känsligheten för AC-spänning mycket hög.
3.3 Genomförande av rutinmässiga inspektioner och experimentella tester
För att undvika fel under drift av brytaren bör rutinmässiga inspektioner och experimentella tester genomföras, inklusive kontroll av brytarens nominella driftspänning och test av dess tidskarakteristika. Vid kontroll av brytarens mekaniska egenskaper bör alla mekaniska komponenter kontrolleras, och utseendet på driftmekanismen bör också kontrolleras för att säkerställa att öppnings- och stängningsspolar är i gott skick.
3.4 Testning av brytaren med montering och kemisk metod
När brytaren är i normal drift reagerar inte SF₆ kemiiskt med metalliska material och organiska fasta material. Bågar kan spela en katalysatorroll, vilket resulterar i kemiska reaktioner. När man kontrollerar nedbrytningsprodukterna av SF₆-gas, ska de huvudsakliga kemiska komponenterna som ska kontrolleras inkludera svaveldioxid, svavelväte, metan och kolväte. Genom att analysera gasens koncentration kan potentiella dolda fel i SF₆-brytaren bedömas.
4 Slutsats
Sammanfattningsvis spelar SF₆-brytaren en allt viktigare roll i elsystemet. Att effektivt underhålla den normala drift av SF₆-brytaren är avgörande för systemets säkra drift. För drift- och underhållspersonal är det nödvändigt att förstå prestandan hos brytaren, känna igen orsakerna till fel, och hitta rimliga behandlingsmetoder enligt orsakerna för att säkerställa elsystemets säkra drift.
