Metoda testování smyčkového odporu 110kV a 220kV plynových vypínačů SF6 pomocí testovacích tyčí pro smyčkový odpor

Přepínače jsou mezi nejdůležitějšími elektrickými zařízeními v elektrickém systému. Jsou to elektrická zařízení schopná přerušovat, uzavírat a nákladově vynášet normální proud provozní linky a mohou nákladově vynášet, uzavírat a přerušovat určené nepřirozené proudy (jako je například krátkozavěr) v určeném časovém intervalu. Dobrý kontakt v vodičovém obvodu přepínače je klíčovou podmínkou pro zajištění jeho bezpečného chodu. Pokud je kontakt špatný, může to způsobit přehřátí nebo dokonce vyhoření spínacího přepínače, což vedou k odpojení elektrické sítě. Zda je kontakt v vodičovém obvodu přepínače dobrý, lze zjistit prostřednictvím testu odporu okruhu. Proto je měření odporu okruhu nezbytné při preventivních testech. Zde je uveden příklad testu odporu okruhu 220kV síťového přepínače s šestifluoridem dusíku (SF₆).

2. Analýza současné situace

V aktuálně fungujících elektrických systémech používají většinou 110kV a 220kV systémy přepínače s šestifluoridem dusíku (SF₆). Podle požadavků na izolační konstrukci samotného přepínače a požadavků na konstrukci elektrického systému je výška 110kV přepínače obvykle 2,5 metru a 220kV přepínače typicky 4 metry. Kromě toho je zde rám s výškou asi 2 metry. Celková výška přepínače se pohybuje mezi 4 a 6 metry.

Pro provedení testu odporu okruhu přepínače jsou nezbytné žebříky a pracovní platformy. Kromě toho pro současné invertované přepínače s šestifluoridem dusíku (SF₆) není dovoleno osobám vystupovat. Proto pokud je test odporu okruhu proveden tradiční metodou, lze použít pouze pracovní platformu.

3. Shrnutí testovacích metod
(1) Princip testu

Pro test odporu okruhu přepínače se používá metoda spádového napětí. Princip metody spádového napětí spočívá v tom, že když se přes zkoumaný okruh protlačí stejnosměrný proud, dojde k napěťovému spádu na kontaktním odporu okruhu. Měřením proudu procházejícího okruhem a napěťového spádu na zkoumaném okruhu lze podle Ohmovyho zákona vypočítat hodnotu kontaktního stejnosměrného odporu: R = U/I. Schéma testu odporu okruhu přepínače je následující (Obrázek 1):

Napětí je rozdíl mezi jedním bodem potenciálu a druhým. Pokud předpokládáme, že země je nulovým bodem potenciálu, pak můžeme jednoduše pochopit, že aplikované napětí je elektromotorická síla. V tomto případě potřebujeme pouze aplikovat elektromotorickou sílu mezi dvěma testovacími body pomocí měřicího přístroje.

(2) Testovací metoda

Fyzické propojení na místě pro test odporu okruhu přepínače s šestifluoridem dusíku (SF₆) je následující (Obrázek 2):

Jak je známo, při vysokonapěťových testech přepínačů musí být obě strany přepínače spolehlivě uzemleny. Je to technická opatření pro zajištění bezpečnosti, které je jasně stanoveno v Bezpečnostních předpisech. Na základě základní charakteristiky, že proud může proudit pouze po specifické cestě, při testu odporu okruhu přepínače využíváme chytrě bezpečnostní opatření během provozu - uzemlovací drát - jako proudový okruh. Uzemlovací drát má plochu průřezu 25 mm², což je dostatečné pro snesení velkého proudu 200 A, splňuje tedy požadavky testu.

Během testu odpojíme uzemlovací bod uzemlovacího drátu na jedné straně přepínače, zatímco na druhé straně udržujeme bezpečné uzemlení pracovního místa. Připojíme dva proudové póly měřicího přístroje k uzemlovacím drátům na obou stranách přepínače. Tímto způsobem lze aplikovat proud přes uzemlovací dráty na obou stranách, tvoře proudový okruh pro test. Protože během testu byl odpojen uzemlovací bod na jedné straně přepínače, je vyloučen odpor uzemlovací sítě z testovacího okruhu, což zajišťuje, že testovací okruh obsahuje pouze přepínač a zajišťuje přesnost testu.

Dále následuje řešení pro testovací napěťový okruh. Připojíme dráty testovacího napěťového okruhu k kovovému hornímu hrotu izolační tyče (kovový horní hrot byl speciálně upraven tak, aby měl ostrý konec, aby zajistil dobrý kontakt s terminální deskou přepínače). Protože hodnota odporu okruhu přepínače sama o sobě je velmi malá, i malé množství přechodného odporu může způsobit významné chyby. Během testu je kovový horní hrot izolační tyče přitisknut na terminální desku přepínače (jsou potřeba dvě izolační tyče, které jsou přitisknuty na horní a dolní terminální desky přepínače). Protože dráty testovacího napěťového okruhu jsou tenké a lehké, skoro neovlivňují operaci zdvižení izolačních tyčí pro testování.

Důvod, proč je proudový okruh tvořen uzemlovacími dráty na obou stranách přepínače, je dvojitý. Za prvé, proudové dráty jsou tlusté a těžké. Za druhé, kvůli velkému testovacímu proudu musí být zajištěn dobrý kontakt, jinak budou kontaktní body erozivně poškozeny. Pokud by byl proudový okruh tvořen izolačními tyčemi, zvýšená hmotnost izolačních tyčí by je pro testerů obtížila, a dobrý kontakt by nebyl zajištěn.

Test se provádí následovně: Nejprve připevníme kleště -I a +I na uzemlovací dráty na obou stranách přepínače. To lze provést zaměstnancem stojícím na zemi, tím se vytvoří proudový okruh. Poté tester stojí na rámci nebo mechanismu přepínače a přitlačí kovové horní hroty izolačních tyčí připojených k drátům napěťového okruhu na horní a dolní terminální desky přepínače. Je důležité zajistit, aby -U odpovídalo -I a +U odpovídalo +I. Tímto způsobem je testovací okruh kompletní.

4 Analýza výsledků testu

Pro testerů vše musí být podloženo daty. Pomocí speciálně připravených izolačních tyčí pro testování odporu okruhu přepínače jsme provedli testy odporu okruhu na 220kV a 110kV přepínačích v 220kV podstanici Haigeng a 220kV podstanici Songming, které jsou pod naší správou.

220kV podstanice Haigeng 110kV přepínač

220kV podstanice Songming 220kV přepínač

220kV podstanice Songming 220kV přepínač

Výsledky získané tradiční metodou a metodou testovací tyče odporu okruhu jsou téměř shodné, s chybou v rozmezí 1 až 2 μΩ. Tato chyba je přijatelná, což naznačuje, že tato metoda je proveditelná a přesná.

Porovnání testu odporu okruhu přepínačů pomocí testovací tyče odporu okruhu a tradiční metodou
(1) Tradiční testovací metoda

• Tradiční metoda vyžaduje, aby pracovníci vystoupili na přepínač nebo použili pracovní platformu. Bez vystupování nebo použití pracovní platformy nelze připojit testovací vedení k horní a dolní terminální desce přepínače.

• Práce ve výšce nese určité riziko. Za prvé, přepínač může prasknout (takové incidenty se v Číně staly). Za druhé, existuje riziko pádu osob. V současné době je vystupování na přepínače striktně zakázáno, což může zabránit dokončení testu přepínače.

• Při použití pracovní platformy je omezení dané místem. V některých podstanicích je prostor velmi kompaktní a v některých elektrických oddílech není dostatek místa pro vstup pracovní platformy, což může zabránit dokončení testu a ohrozit bezpečné chod přepínače. Kromě toho, při provozu pracovní platformy je nutné zachovat maximální opatrnost, protože okolní zařízení je obvykle pod napětím. Musí být vždy zachovány dostatečné bezpečnostní vzdálenosti. Kromě toho musí být zachovány dostatečné vzdálenosti od zařízení, která jsou mimo provoz, aby se zabránilo poškození. Provoz pracovní platformy vyžaduje vyhrazené dohled, což zvyšuje počet potřebných osob.

(2) Test pomocí testovací tyče odporu okruhu

• Pracovníci potřebují jen stát na rámci nebo mechanismu přepínače a použít izolační tyč s testovacími vedeními, aby dokončili test. Není třeba, aby osoby vystupovaly na přepínač, což výrazně snižuje operační rizika a zvyšuje bezpečnost.

• Není třeba použít pracovní platformu, což také snižuje rizika spojená s prací ve výšce, jako je riziko elektrického šoku a riziko náhodného dotyku zařízení. Současně to ušetří lidské a materiální zdroje.

• Pokud by byla použita pracovní platforma, byli by potřebni profesionální pracovníci pro řízení a nastavení na pracovišti. Po nastavení a provozu určitě trvá déle než použití testovací tyče odporu okruhu pro test. Použití testovací tyče odporu okruhu zkracuje pracovní dobu, zvyšuje efektivitu práce a ušetří lidské zdroje.

5 Závěr

Skrze porovnání mezi tradiční metodou a metodou použití testovací tyče odporu okruhu pro test odporu okruhu přepínačů je plně demonstrována převaha použití testovací tyče odporu okruhu. Za prvé, operační rizika během práce jsou snížena a bezpečnost je zvýšena. Za druhé, efektivita práce je zlepšena, ušetřeny jsou lidské a materiální zdroje, což snižuje náklady na bezpečný provoz elektrické sítě.