Phân tích Nguyên Nhân Sự Cố và Các Bước Xử Lý của Công Tắc Điện SF6

Trong cầu chì SF₆, khí SF₆ có thể phân hủy thành các khí độc hại và ăn mòn cũng như nước trong môi trường nhiệt độ cao, điều này có thể làm hỏng lớp cách điện. Để ngăn chặn tình trạng này, trong khi tăng cường hiệu quả bảo vệ các thành phần điện, mức độ cách điện cũng cần được cải thiện. Ngoài ra, các lỗi cần được phân tích và áp dụng các biện pháp tương ứng để xử lý.

1 Phân Tích Trường Hợp

Một công tắc 110 kV tại trạm biến áp đã bị sét đánh, gây ra vấn đề về đóng lại ở khoảng cách công tắc. Dựa trên ngoại hình của công tắc, không có hiện tượng bất thường. Tuy nhiên, sau khi kiểm tra mạch đứt, phát hiện dòng điện pha A cao hơn nhiều so với pha B và pha C. Nhân viên của lớp thử nghiệm tại trạm biến áp đã kiểm tra mạch đứt. Kiểm tra được thực hiện thông qua các thí nghiệm, và nội dung chủ yếu bao gồm điện trở cách điện, đặc tính hoạt động của công tắc, điện trở vòng và thử nghiệm chịu điện áp xoay chiều. Thông qua phương pháp phát hiện này, có thể kiểm tra lỗi hồ quang bên trong công tắc và cũng có thể kiểm tra thành phần khí SF₆ trong mạch đứt. Mạch đứt trong khoảng cách này được sản xuất bởi SIEMENS tại Hàng Châu, và mẫu mã là 3AP1FG. Kết quả kiểm tra thu được từ việc kiểm tra công tắc của khoảng cách mạch đứt như sau:

• Điện trở cách điện của công tắc kết nối với CT: pha A là 22,5 G, pha B là 17,4 G, và pha C là 17,8 G.

• Đặc tính hoạt động của công tắc mạch đứt, theo nội dung báo cáo sản xuất sản phẩm, thời gian đóng là 65 ms; thời gian mở là 18 ms. Kết quả thu được thông qua việc phát hiện như sau: đối với pha A, thời gian đóng là 61,1 ms, và thời gian mở là 16,8 ms; đối với pha B, thời gian đóng là 61,1 ms, và thời gian mở là 16,1 ms; đối với pha C, thời gian đóng là 58,9 ms, và thời gian mở là 16,4 ms. Đồng bộ đóng là 1,2 ms; đồng bộ mở là 0,3 ms.

• Kết quả thử nghiệm chịu điện áp xoay chiều trên công tắc ngắt: 75 kV, 1 phút, đạt yêu cầu.

• Kết quả kiểm tra thành phần khí trong SF₆ của công tắc cho thấy, đối với pha A, dioxide lưu huỳnh là 4,13 l/L, và sulfide hydro là 3,15 l/L; đối với pha B, dioxide lưu huỳnh là 0 l/L, và sulfide hydro là 0 l/L; đối với pha C, dioxide lưu huỳnh là 0 l/L, và sulfide hydro là 0 l/L. Theo quy định liên quan trong quy trình thử nghiệm phòng ngừa thiết bị điện, hàm lượng dioxide lưu huỳnh nên thấp hơn 3 l/L, và hàm lượng sulfide hydro nên thấp hơn 2 l/L. Kết quả kiểm tra thành phần khí SF₆ của công tắc pha A cho thấy nó đã vượt quá giá trị quy định, vì vậy người kiểm tra cần chú ý đến điều này.

• Kiểm tra điện trở vòng của công tắc mạch đứt. Theo quy định liên quan trong quy trình thử nghiệm, giá trị đo được nên thấp hơn 120% giá trị do nhà sản xuất quy định. Máy đo điện trở vòng được sử dụng cho thử nghiệm này, và dữ liệu thu được thông qua ba lần thử nghiệm như sau: kết quả thử nghiệm đầu tiên: pha A là 1368 μΩ; pha B là 694 μΩ; pha C là 579 μΩ; kết quả thử nghiệm thứ hai: pha A là 38 μΩ; pha B là 36 μΩ; pha C là 35 μΩ; kết quả thử nghiệm thứ ba: pha A là 38 μΩ; pha B là 39 μΩ; pha C là 38 μΩ.

Bằng cách phân tích thông tin dữ liệu thu được từ thử nghiệm, một số đặc điểm có thể được xác định: Đầu tiên, giá trị thử nghiệm của pha A cao hơn nhiều so với pha B và pha C, và thậm chí vượt quá 1000 μΩ, điều này đã vượt xa giá trị điện trở bình thường. Thứ hai, từ kết quả của ba lần thử nghiệm, kết quả thử nghiệm của pha A thay đổi rất lớn và rất không ổn định, và hầu như không có khả năng tái lập trong ba lần thử nghiệm. Thứ ba, so sánh kết quả thử nghiệm giữa pha A, pha B và pha C, giá trị có sự khác biệt lớn. Thứ tư, kết quả thử nghiệm của pha A đã tăng đáng kể so với các lần thử nghiệm trước. Qua phương pháp thử nghiệm và phân tích thông tin dữ liệu thu được, có thể xác định rằng hiệu quả cách điện của pha A của mạch đứt là tốt, và đặc tính hoạt động của công tắc mạch đứt tuân thủ các quy định liên quan. Tuy nhiên, thành phần khí SF₆ của công tắc pha A vượt quá tiêu chuẩn quy định nghiêm trọng, và điện trở vòng vượt quá tiêu chuẩn quy định. Do đó, sau khi tháo rời và phân tích, các đặc điểm của mạch đứt như sau: Đầu tiên, có bột đen bám vào tiếp điểm của pha A. Mặc dù số lượng không lớn, nhưng gai và bông trên bề mặt rất rõ ràng. Thứ hai, dấu vết cháy hồ quang được tìm thấy tại tiếp điểm di chuyển.

2 Lỗi Cầu Chì SF₆ và Nguyên Nhân Gây Lỗi

Trường hợp trên là lỗi của công tắc cầu chì SF₆, biểu hiện dưới dạng vấn đề về đóng lại. Khi mạch đứt có lỗi tiếp tục được sử dụng, sự tồn tại của lỗi công tắc như vậy có thể dẫn đến lỗi từ chối vận hành, lỗi vận hành sai và lỗi cách điện, điều này rất có hại.

2.1 Lỗi Từ Chối Vận Hành và Lỗi Vận Hành Sai của Cầu Chì SF₆

Từ chối vận hành của cầu chì SF₆, tức là từ chối mở và từ chối đóng, nghĩa là mạch đứt không thực hiện các hành động tương ứng sau khi tín hiệu mở hoặc đóng được gửi. Lỗi vận hành sai của mạch đứt nghĩa là mạch đứt thực hiện các hành động mở hoặc đóng mà không nhận được lệnh vận hành, và cũng có thể hành động của mạch đứt không phù hợp với lệnh vận hành. Cầu chì SF₆ cũng có thể gặp phải vấn đề "nhảy tự do", tức là thiết bị bảo vệ không gửi tín hiệu hành động, và mạch đứt tự động nhảy mà không có thao tác tay. Có nhiều nguyên nhân gây ra vấn đề từ chối vận hành hoặc lỗi vận hành của mạch đứt, chẳng hạn như lỗi cơ học của mạch đứt, lỗi của thiết bị điện, và lỗi của thiết bị bảo vệ rơle.

2.2 Lỗi Cách Điện của Cầu Chì SF₆

Nếu mạch đứt có lỗi cách điện, sẽ xảy ra rò rỉ khí SF₆, và cũng gây ra lỗi cơ học, chủ yếu biểu hiện dưới dạng phóng điện đánh thủng cách điện bên trong xuống đất, phóng điện đánh thủng do quá điện áp do sét, phóng điện đánh thủng cổng điện dung, phóng điện đánh thủng cách điện bên ngoài xuống đất, và phóng điện của cổng sứ và thanh cách điện.

2.3 Nguyên Nhân Chính Của Lỗi Từ Chối Vận Hành và Lỗi Vận Hành Sai

Nguyên nhân cơ học của lỗi từ chối vận hành của mạch đứt là có thiếu sót trong quá trình sản xuất, lắp đặt, hiệu chỉnh, hoặc bảo dưỡng kỹ thuật của mạch đứt, dẫn đến vấn đề chất lượng. Lỗi từ chối vận hành của mạch đứt do các lỗi cơ học này chiếm hơn 60% tổng số lỗi từ chối vận hành của mạch đứt. Các lỗi của mạch đứt do nguyên nhân điện chủ yếu biểu hiện dưới dạng vấn đề trong dây dẫn thứ cấp, kẹt lõi đóng mở, cháy cuộn dây, cháy điện trở vòng đóng, lỗi của thiết bị bảo vệ rơle khóa, lỗi của nguồn điện vận hành, và lỗi của công tắc phụ trợ.

2.4 Nguyên Nhân Của Lỗi Cách Điện

Nguyên nhân của lỗi cách điện bên trong mạch đứt bao gồm sự tồn tại của vật liệu kim loại bên trong mạch đứt, dẫn đến lỗi dẫn và phóng điện; sự tồn tại của tiềm năng nổi bên trong mạch đứt, gây ra lỗi phóng điện; lỗi phóng điện dọc theo bề mặt của các bộ phận cách điện của mạch đứt, và thiết kế không hoàn hảo của các bộ phận cách điện. Nguyên nhân của lỗi cách điện bên ngoài mạch đứt là khoảng cách bò của cách điện bên ngoài của cổng sứ không đáp ứng tiêu chuẩn quy định, và về mặt ngoại hình, các quy cách không đáp ứng yêu cầu, điều này có thể gây ra phóng điện cách điện bên ngoài của cổng sứ. Nếu có vấn đề về chất lượng trong quá trình sản xuất cổng sứ và môi trường làm việc bị bẩn, cũng sẽ xảy ra phóng điện cách điện.

3 Phương Pháp Xử Lý Lỗi Cầu Chì SF₆
3.1 Đo Điện Trở Đường Dẫn Chính

Khi công tắc mạch đứt đang ở trạng thái đóng, hãy đo điện trở đường dẫn chính giữa đường dây vào và đường dây ra. Dòng điện có thể là bất kỳ giá trị nào từ 100 A đến dòng điện định mức. Nếu vỏ của thanh dẫn của công tắc tiếp đất có thể được cách ly hiệu quả khỏi cách điện, có thể đo điện trở song song của vỏ dẫn, và cũng có thể đo điện trở DC của vỏ dẫn.

3.2 Thực Hiện Thử Nghiệm Chịu Điện Áp AC Trên Cầu Chì

Thực hiện thử nghiệm chịu điện áp AC trên cầu chì có thể tiết lộ các khuyết tật của mẫu thử nghiệm. Mô phỏng hoạt động của mẫu thử nghiệm để hiểu khả năng chịu quá điện áp của nó. Khi kiểm tra các tạp chất tự do của hạt dẫn, độ nhạy của điện áp AC rất cao.

3.3 Tiến Hành Kiểm Tra Thường Xuyên và Thử Nghiệm Thí Nghiệm

Để tránh lỗi trong quá trình vận hành của mạch đứt, cần tiến hành kiểm tra thường xuyên và thử nghiệm thí nghiệm, bao gồm kiểm tra điện áp vận hành định mức của mạch đứt và thử nghiệm đặc tính thời gian của nó. Khi kiểm tra đặc tính cơ học của mạch đứt, tất cả các bộ phận cơ khí đều cần được kiểm tra, và ngoại hình của cơ cấu vận hành cũng cần được kiểm tra để đảm bảo rằng cuộn đóng và cuộn mở đều ở tình trạng tốt.

3.4 Kiểm Tra Cầu Chì Sử Dụng Phương Pháp Tháo Rời và Hóa Học

Khi cầu chì hoạt động bình thường, SF₆ không phản ứng hóa học với vật liệu kim loại và vật liệu rắn hữu cơ. Sự phóng điện hồ quang có thể đóng vai trò xúc tác, dẫn đến các phản ứng hóa học. Khi phát hiện các sản phẩm phân hủy của khí SF₆, các thành phần hóa học chính cần được phát hiện bao gồm dioxide lưu huỳnh, sulfide hydro, metan, và monoxide cacbon. Bằng cách phân tích nồng độ khí, có thể xác định các lỗi tiềm ẩn của cầu chì SF₆.

4 Kết Luận

Như vậy, cầu chì SF₆ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong hệ thống điện. Bảo trì hiệu quả hoạt động bình thường của cầu chì SF₆ là rất quan trọng cho hoạt động an toàn của hệ thống. Đối với nhân viên vận hành và bảo dưỡng, việc hiểu rõ hiệu suất của mạch đứt, nhận biết nguyên nhân gây lỗi, và tìm ra các phương pháp xử lý hợp lý dựa trên nguyên nhân đã trở thành kỹ năng chuyên môn cần thiết để đảm bảo hoạt động an toàn của hệ thống điện.