110kV ja 220kV SF6-pistoraiden silmukkarresistanssin testaustapa käyttäen silmukkarresistanssitestipuita

Sulkuohjaimet ovat yksi tärkeimmistä sähkölaitteista sähköverkossa. Ne ovat sähkölaitteita, jotka kykenevät keskeyttämään, suljettamaan ja kuljettamaan normaalin virran toimivalla linjalla, ja ne voivat kuljettaa, sulkea ja keskeyttää määritettyjä epänormaaleja virtauksia (kuten lyhytsulkuvirtoja) määrätyssä ajassa. Hyvä yhteys johtavassa polussa on välttämätön edellytys sulkukytkimen turvalliselle toiminnalle. Huonon yhteyden vuoksi kytkin voi kuumeneminen tai jopa palaa, mikä voi aiheuttaa sähköverkon sähkökatkokseen. Kytkimen johtavan polun yhteyden laatu voidaan päätellä polun vastustustestillä. Siksi polun vastuksen mittaus on tarpeellista ennaltaehkäisevissä testeissä. Tässä esimerkkinä käytetään 220kV heksafluoridi (SF₆) -sulkuohjaimen polun vastustustestiä.

2. Nykytilanteen analyysi

Nykyisessä toimivassa sähköverkossa useimmat 110kV ja 220kV järjestelmät käyttävät SF₆-kytkimiä. Sulkukytkimen itsensä eristämisvaatimusten ja sähköverkon suunnittelua vaatimusten mukaan 110kV-kytkimen korkeus on yleensä 2,5 metriä, ja 220kV-kytkimen korkeus on yleensä 4 metriä. Lisäksi on olemassa noin 2 metrin korkea rakenne. Kytkimen kokonaiskorkeus on 4–6 metriä.

Kytkimen polun vastustustestin suorittamiseksi tarvitaan puolipalloja ja ilmakuljetuslautteita. Lisäksi nykyisille käänteis-SF₆-kytkimille ei ole sallittua kiivetä. Siksi, jos polun vastustustesti suoritetaan perinteisellä testausmenetelmällä, vain ilmakuljetuslauttaa voidaan käyttää.

3. Testausmenetelmien yhteenveto
(1) Testiperiaate

Kytkimen polun vastustustestissä käytetään jännitepudotusmenetelmää. Jännitepudotusmenetelmän periaate on, että kun suora virta kulkee testattavassa polussa, tapahtuu jännitepudotus polun kosketusvastuksen läpi. Mittaamalla virtaa, joka kulkee polussa, ja jännitepudotusta testattavassa polussa, kosketusvirtavastuuden arvo voidaan laskea Ohmin laissa: R = U/I. Kytkimen polun vastustustestin piirikaavio on seuraava (Kuva 1):

Jännite on erotus kahden potentiaalipisteen välillä. Jos oletamme, että maapinta on nollapotentialipiste, voimme yksinkertaisesti ymmärtää, että sovellettava jännite on sähkömotori. Tässä tapauksessa meidän täytyy vain soveltaa sähkömotoria kahden testipisteen välillä testilaitteen avulla.

(2) Testimenetelmä

Kytkimen polun vastustustestin paikan päällinen fyysinen yhdistelykaavio heksafluoridi (SF₆) -kytkimelle on seuraava (Kuva 2):

Kuten kaikki tietävät, kun suoritetaan korkeajännite-testeitä sulkukytkimille, kytkimen molemmilla puolilla on oltava luotettavasti maassa. Tämä on tekninen toimenpide turvallisuuden varmistamiseksi, ja se on selkeästi määritelty Turvallisuussäännöissä. Perustuen virtan ominaisuuteen, että se voi kulkea vain tietyllä polulla, kytkimen polun vastustustestissä hyödynnämme näppärästi operoinnin aikana otettua turvatoimenpidettä - maajohtoa - virtapiirinä. Maajohto on 25 mm²:n pinta-ala, joka riittää suurelle 200 A virtalle, täyttäen testivaatimukset.

Testin aikana irrotamme maajohtovirtan yhden puolen maapisteen, säilyttäen samalla toisen puolen työpisteen turvallisen maanturvan. Yhdistämme testilaitteen kaksi virtapolea kytkimen molempiin maajohtoihin. Näin virta voidaan ohjata molemmissa maajohtoissa, muodostaen testin virtapiirin. Koska kytkimen yhden puolen maapiste on irrotettu testin aikana, maaverkon vastus on poistettu testipiiristä, varmistuen, että testipiiri sisältää vain kytkimen, taaten testin tarkkuuden.

Seuraavaksi on ratkaisu testijännitepiirille. Yhdistämme testijännitepiirin johtot, erityisesti käsiteltyyn metallipäteeksi (metallipä tehdään teräväksi varmistaaksemme hyvän yhteyden kytkimen pääosan kanssa). Koska kytkimen omasta polun vastusarvo on hyvin pieni, jopa pieni siirtymävastus voi aiheuttaa merkittäviä virheitä. Testin aikana eristävän sauva metallipä painetaan kytkimen pääosaan (tarvitaan kaksi eristävää sauvaa, jotka painetaan ylä- ja alapääosien vasten). Koska testijännitepiirin johtot ovat ohuita ja kevyitä, ne eivät huomattavasti vaikuta testaajien toimintaan nostettaessa eristäviä sauvoja testausta varten.

Syy, miksi virtapiiri muodostetaan kytkimen molempien puolen maajohtojen avulla, on kaksiosainen. Ensiksi, virtajohtot ovat paksuja ja raskaita. Toiseksi, suuren testivirran vuoksi on varmistettava hyvä yhteys; muuten yhteydet syöntyvät. Jos eristävät sauvat olisi käytetty virtapiirin muodostamiseen, eristävien sauvien lisääntynyt paino tekisi niiden käytöstä vaikeaa testaajille, ja hyvää yhteyttä ei voitaisi taata.

Testi suoritetaan seuraavasti: ensin kiinnitämme -I ja +I johtojen klampit kytkimen molempiin maajohtoihin. Tämä voidaan tehdä henkilökunnan seisomalla maassa, jolloin virtapiiri on muodostettu. Sitten testaajat seisovat kytkimen rakenteella tai mekanismilaatikolla ja painavat eristävien sauvojen metallipäitä, jotka yhdistetään jännitepiirin johtoihin, kytkimen ylä- ja alapääosiin. On tärkeää varmistaa, että -U vastaa -I:ta ja +U vastaa +I:ta. Näin testipiiri on valmis.

4. Testitulosten analyysi

Testaajille kaikki on todistettava datailla. Erityisesti valmisteltujen eristävien sauvien avulla testasimme kytkimien polun vastustuksen 220kV Haigeng-pyhdytyslaitoksessa ja 220kV Songming-pyhdytyslaitoksessa 220kV ja 110kV kytkimillä.

220kV Haigeng-pyhdytyslaitoksen 110kV kytkin

220kV Songming-pyhdytyslaitoksen 220kV kytkin

220kV Songming-pyhdytyslaitoksen 220kV kytkin

Perinteisellä menetelmällä ja polun vastustustestisaunaavilla saatavat testitulokset ovat melkein samoja, virhe on 1–2 μΩ. Tämä virhe on hyväksyttävä, mikä osoittaa, että tämä menetelmä on toteuttamiskelpoinen ja tarkka.

Vertailu kytkimen polun vastustustestauksen välillä polun vastustustestisaunaavilla ja perinteisellä menetelmällä
(1) Perinteinen testimenetelmä

• Perinteisessä menetelmässä työntekijöiden on kiivetävän kytkimeen tai käytettävä ilmakuljetuslauttaa. Ilman kiivetystä tai ilmakuljetuslauttaa testijohtot eivät voida yhdistää kytkimen ylä- ja alapääosiin.

• Korkealla työskentely asettaa tiettyjä riskejä. Ensiksi, kytkin voi katkaista (tällaisia tapauksia on tapahtunut Kiinassa). Toiseksi, on riski työntekijän pudonnan. Nykyisin kiivennys kytkimiin on tiukasti kieltetty, mikä saattaa estää kytkimen testauksen suorittamisen.

• Ilmakuljetuslautan käytössä paikka asettaa rajoitteita. Joissakin pyhdytyslaitoksissa tila on hyvin tiivis, ja joissakin sähköväleissä ei ole tarpeeksi tilaa ilmakuljetuslautan pääsyä varten, mikä estää testauksen suorittamisen ja vaarantaa kytkimen turvallisen toiminnan. Lisäksi ilmakuljetuslautan käytössä on oltava erityisen varovainen, sillä ympäröivä laite on yleensä sähkölähteenä. On ylläpidettävä riittävät turvallisuusmitat koko ajan. Lisäksi on ylläpidettävä riittävät mitat myös poisjohtovalle laitteelle, jotta vältetään vahingoittaminen. Ilmakuljetuslautan käyttö vaatii erityisen valvonnan, mikä lisää tarvittavaa henkilökuntaa.

(2) Testi polun vastustustestisaunaavilla

• Työntekijöiden tarvitsee vain seisota kytkimen rakenteella tai mekanismilaatikolla ja käyttää eristävää sauvaa testijohtojen kanssa testin suorittamiseen. Ei tarvitse kiivetä kytkimeen, mikä vähentää huomattavasti operaatiopaineita ja parantaa turvallisuutta.

• Ei tarvitse käyttää ilmakuljetuslautta, mikä myös vähentää korkealta työskentelyn riskejä, kuten sähköiskunriskejä ja vääränlaisen yhteyden muodostumisen riskejä. Samalla se säästää työvoiman ja materiaalit.

• Jos ilmakuljetuslauttaa käytetään, ammattihenkilöiden on ajettava ja asennettava se työpaikalle. Asennuksen ja toiminnan jälkeen se vie aikaa pidempään kuin polun vastustustestisaunaavilla. Polun vastustustestisaunaavien käyttö lyhentää työaikaa, parantaa työtehokkuutta ja säästää työvoimaa.

5. Johtopäätös

Kytkimen polun vastustustestauksen perinteisen menetelmän ja polun vastustustestisaunaavien menetelmän vertailun kautta polun vastustustestisaunaavien etulyömyys on täysin havaittavissa. Ensiksi, työntekijöiden operaatiopaineet vähenevät, ja turvallisuus paranee. Toiseksi, työtehokkuus paranee, ja työvoima ja materiaalit säästetään, mikä vähentää kustannuksia sähköverkon turvalliselle toiminnalle.