طريقة اختبار مقاومة الحلقة لمفاتيح الدائرة SF6 بجهد 110 كيلوفولت و220 كيلوفولت باستخدام أعمدة اختبار مقاومة الحلقة

القواطع الكهربائية هي من أهم الأجهزة الكهربائية في نظام الطاقة. وهي أجهزة كهربائية قادرة على قطع وإغلاق وحمل التيار الكهربائي الطبيعي للخط الذي يعمل، ويمكنها حمل وإغلاق وقطع التيارات غير الطبيعية المحددة (مثل تيارات القصر) خلال وقت محدد. الاتصال الجيد في الدائرة الموصلة للقاطع الكهربائي هو شرط أساسي لضمان التشغيل الآمن. إذا كان الاتصال سيئًا، فقد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة القاطع أو حتى حرقه، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي في الشبكة الكهربائية. يمكن تحديد ما إذا كان الاتصال في الدائرة الموصلة للقاطع الكهربائي جيدًا من خلال اختبار مقاومة الدائرة. لذا، يعتبر قياس مقاومة الدائرة ضروريًا في الاختبارات الوقائية. هنا، يتم استخدام اختبار مقاومة الدائرة للقاطع الكهربائي بجهد 220 كيلوفولت من غاز السلفور هكسافلوريد (SF₆) كمثال للتوضيح.

2. تحليل الوضع الحالي

في النظام الكهربائي الحالي، يعتمد معظم أنظمة 110 كيلوفولت و220 كيلوفولت على قواطع كهربائية من غاز السلفور هكسافلوريد (SF₆). وفقًا لمتطلبات تصميم العزل الخاصة بالقاطع الكهربائي نفسه ومتطلبات تصميم النظام الكهربائي، يكون ارتفاع قاطع كهربائي بجهد 110 كيلوفولت حوالي 2.5 متر، بينما يكون ارتفاع قاطع كهربائي بجهد 220 كيلوفولت حوالي 4 أمتار. بالإضافة إلى ذلك، يوجد إطار ارتفاعه حوالي 2 متر. يكون إجمالي ارتفاع القاطع الكهربائي بين 4 و6 أمتار.

لإجراء اختبار مقاومة الدائرة على القاطع الكهربائي، تكون سلم وأجهزة العمل الجوية ضرورية. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للقواطع الكهربائية SF₆ المعكوسة الحالية، لا يُسمح بالتسلق بواسطة العاملين. لذلك، إذا تم إجراء اختبار مقاومة الدائرة باستخدام الطريقة التقليدية، يمكن استخدام فقط أجهزة العمل الجوية.

3. ملخص طرق الاختبار
(1) مبدأ الاختبار

بالنسبة لاختبار مقاومة الدائرة للقاطع الكهربائي، يتم استخدام طريقة الانخفاض في الجهد. مبدأ طريقة الانخفاض في الجهد هو أنه عند مرور تيار مستمر عبر الدائرة تحت الاختبار، يحدث انخفاض في الجهد عبر مقاومة الاتصال للدائرة. من خلال قياس التيار المرور عبر الدائرة والانخفاض في الجهد عبر الدائرة تحت الاختبار، يمكن حساب قيمة مقاومة التيار المباشر للاتصال وفقًا لقانون أوم: R = U/I. الرسم البياني لأختبار مقاومة الدائرة للقاطع الكهربائي كالتالي (الشكل 1):

الجهد هو الفرق بين نقطة الجهد المحتملة والأخرى. إذا افترضنا أن الأرض هي نقطة الجهد الصفر، فيمكننا فهم أن الجهد المطبق هو قوة كهربائية متحركة. في هذه الحالة، نحتاج فقط إلى تطبيق قوة كهربائية متحركة بين نقطتي الاختبار باستخدام الجهاز الاختباري.

(2) طريقة الاختبار

رسم التوصيل الفعلي لأختبار مقاومة الدائرة للقاطع الكهربائي من غاز السلفور هكسافلوريد (SF₆) كالتالي (الشكل 2):

كما هو معروف، عند إجراء اختبارات الجهد العالي على القواطع الكهربائية، يجب تأريض الجانبين من القاطع الكهربائي بشكل موثوق. هذا هو إجراء تقني لضمان السلامة ويتم توضيحه في اللوائح الأمنية. بناءً على الخاصية الأساسية التي يمكن أن يتدفق فيها التيار فقط عبر مسار محدد، أثناء اختبار مقاومة الدائرة للقاطع الكهربائي، نستخدم بشكل ذكي الإجراء الأمني أثناء التشغيل - وهو سلك التأريض - كدارة للتيار. يبلغ مساحة مقطع سلك التأريض 25 ملم²، وهو كافٍ لتحمل تيار كبير يصل إلى 200 أمبير، مما يلبي متطلبات الاختبار.

خلال الاختبار، نفصل نقطة التأريض لسلك التأريض على جانب واحد من القاطع الكهربائي، مع الحفاظ على التأريض الآمن لنقطة العمل على الجانب الآخر. نقوم بتوصيل القطبين الحاليين للجهاز الاختباري بأسلاك التأريض على جانبي القاطع الكهربائي. بهذه الطريقة، يمكن تطبيق التيار عبر أسلاك التأريض على الجانبين، مما يشكل دائرة التيار للاختبار. بما أن نقطة التأريض على جانب واحد من القاطع الكهربائي قد تم فصلها أثناء الاختبار، يتم استبعاد مقاومة شبكة التأريض من دائرة الاختبار، مما يضمن أن دائرة الاختبار تتضمن فقط القاطع الكهربائي ويضمن دقة الاختبار.

ثم يأتي حل دائرة جهد الاختبار. نقوم بتوصيل أسلاك دائرة جهد الاختبار بمقبض المعدن العلوي لعصا العزل (تم معالجة مقبض المعدن العلوي بشكل خاص ليكون له نهاية حادة لضمان الاتصال الجيد بمجموعة المحطات للقاطع الكهربائي). بما أن قيمة مقاومة الدائرة للقاطع الكهربائي نفسها صغيرة جدًا، يمكن أن يسبب حتى كمية صغيرة من مقاومة الانتقال أخطاء كبيرة. أثناء الاختبار، يتم الضغط على مقبض المعدن العلوي لعصا العزل ضد مجموعة المحطات للقاطع الكهربائي (يجب استخدام عصتين عازلتان، يتم الضغط بهما على مجموعة المحطات العلوية والسفلية للقاطع الكهربائي). بما أن أسلاك دائرة جهد الاختبار رقيقة وخفيفة الوزن، فإنها لا تؤثر بشكل كبير على عملية رفع العصا العازلة من قبل المختبرين.

السبب في تشكيل دائرة التيار باستخدام أسلاك التأريض على جانبي القاطع الكهربائي هو مزدوج. أولاً، الأسلاك الحالية سميكة وثقيلة. ثانياً، بسبب التيار الكبير للاختبار، يجب ضمان الاتصال الجيد؛ وإلا، سيتم تآكل نقاط الاتصال. إذا تم استخدام عصا عازلة لتشكيل دائرة التيار، فإن زيادة وزن العصا العازلة ستجعلها صعبة للمختبرين للتعامل معها، ولا يمكن ضمان الاتصال الجيد.

يتم تنفيذ الاختبار كالتالي: أولاً، نقوم بإحكام المفاتيح لأسلاك -I و+I على أسلاك التأريض على جانبي القاطع الكهربائي. يمكن إكمال هذا بواسطة العاملين وهم يقفون على الأرض، مما يشكل دائرة التيار. ثم، يقف المختبرون على الإطار أو صندوق الآلية للقاطع الكهربائي ويضغطون على المقبض العلوي للمعدن لعصا العزل المتصلة بأسلاك دائرة الجهد على مجموعة المحطات العلوية والسفلية للقاطع الكهربائي. من المهم التأكد من أن -U يتوافق مع -I وأن +U يتوافق مع +I. بهذه الطريقة، يتم إكمال دائرة الاختبار.

4 تحليل نتائج الاختبار

بالنسبة للمختبرين، يجب أن يكون كل شيء مدعومًا بالبيانات. باستخدام قضبان العزل المعدة خصيصًا لاختبار مقاومة الدائرة للقواطع الكهربائية، قمنا باختبارات مقاومة الدائرة على القواطع الكهربائية بجهد 220 كيلوفولت و110 كيلوفولت في محطة Haigeng الكهربائية بجهد 220 كيلوفولت ومحطة Songming الكهربائية بجهد 220 كيلوفولت ضمن نطاقنا.

قاطع كهربائي بجهد 110 كيلوفولت في محطة Haigeng الكهربائية بجهد 220 كيلوفولت

قاطع كهربائي بجهد 220 كيلوفولت في محطة Songming الكهربائية بجهد 220 كيلوفولت

قاطع كهربائي بجهد 220 كيلوفولت في محطة Songming الكهربائية بجهد 220 كيلوفولت

النتائج التي تم الحصول عليها من خلال الطريقة التقليدية ومن خلال قضيب اختبار مقاومة الدائرة تقريبًا متطابقة، مع خطأ يتراوح بين 1 و2 ميكروأوم. هذا الخطأ مقبول، مما يشير إلى أن هذه الطريقة ممكنة ودقيقة.

مقارنة بين اختبار مقاومة الدائرة للقواطع الكهربائية باستخدام قضيب اختبار مقاومة الدائرة والطريقة التقليدية
(1) الطريقة التقليدية

• الطريقة التقليدية تتطلب من العمال التسلق على القاطع الكهربائي أو استخدام منصة العمل الجوية. بدون التسلق أو استخدام منصة العمل الجوية، لا يمكن توصيل أسلاك الاختبار بالمجموعات العلوية والسفلية للقاطع الكهربائي.

• العمل على ارتفاع يشكل بعض المخاطر. أولاً، قد ينكسر القاطع الكهربائي (حدثت مثل هذه الحوادث في الصين). ثانيًا، هناك خطر السقوط. حاليًا، يتم حظر التسلق على القواطع الكهربائية بشكل صارم، مما قد يمنع إكمال اختبار القاطع الكهربائي.

• عند استخدام منصة العمل الجوية، يتم تقييد الموقع. في بعض المحطات الكهربائية، المساحة مكتظة للغاية، وفي بعض الأماكن الكهربائية، ليس هناك مساحة كافية لدخول منصة العمل الجوية، مما يمنع إكمال الاختبار ويعرض تشغيل القاطع الكهربائي للخطر. بالإضافة إلى ذلك، يجب توخي الحذر عند تشغيل منصة العمل الجوية لأن المعدات المحيطة عادة ما تكون مشحونة. يجب الحفاظ على مسافات أمان كافية دائمًا. كما يجب الحفاظ على مسافات كافية من المعدات المعطلة لتجنب الأضرار. يحتاج تشغيل منصة العمل الجوية إلى إشراف متخصص، مما يزيد من عدد الأشخاص المطلوبين.

(2) الاختبار باستخدام قضيب اختبار مقاومة الدائرة

• يحتاج العمال فقط إلى الوقوف على الإطار أو صندوق الآلية للقاطع الكهربائي واستخدام قضيب العزل مع أسلاك الاختبار لإكمال الاختبار. لا حاجة للعمال للتصاعد على القاطع الكهربائي، مما يقلل بشكل كبير من المخاطر العملية ويحسن السلامة.

• لا حاجة لاستخدام منصة العمل الجوية، مما يقلل أيضًا من مخاطر العمل على ارتفاع، مثل خطر الصعق الكهربائي وخطر لمس المعدات عن طريق الخطأ. في الوقت نفسه، يوفر الجهد البشري والمادي.

• إذا تم استخدام منصة العمل الجوية، فإنه يحتاج إلى أشخاص متخصصين لقيادة وتثبيتها في موقع العمل. بعد التثبيت والتشغيل، يستغرق الأمر بالتأكيد وقتًا أطول من استخدام قضيب اختبار مقاومة الدائرة للاختبار. استخدام قضيب اختبار مقاومة الدائرة يقصر وقت العمل ويحسن كفاءة العمل ويوفر الجهد البشري.

5 الخلاصة

من خلال المقارنة بين الطريقة التقليدية والطريقة باستخدام قضيب اختبار مقاومة الدائرة لاختبار مقاومة الدائرة للقواطع الكهربائية، تم التعبير بشكل كامل عن تفوق استخدام قضيب اختبار مقاومة الدائرة. أولاً، تم تقليل المخاطر العملية أثناء العمل، وتم تحسين السلامة. ثانيًا، تم تحسين كفاءة العمل وتم توفير الجهد البشري والمادي، مما يقلل من تكاليف التشغيل الآمن للشبكة الكهربائية.