Ang paraan ng pagsusuri ng loop resistance ng 110kV at 220kV SF6 circuit breakers gamit ang loop resistance test rods

Ang mga circuit breaker ay isa sa mga pinakamahalagang electrical device sa power system. Sila ay mga electrical device na may kakayahan na interrumpehin, isara, at i-carry ang normal na current ng isang operating line, at maaaring i-carry, isara, at interrumpehin ang tinukoy na abnormal na current (tulad ng short-circuit current) sa loob ng ispesipikong oras. Ang magandang kontak sa conductive circuit ng isang circuit breaker ay isang mahalagang kondisyon upang matiyak ang ligtas na operasyon nito. Kung ang kontak ay masama, ito ay maaaring maging sanhi ng sobrang init o kaya ay pagkawala ng switch, na nagdudulot ng brownout sa power grid. Ang kung ang kontak sa conductive circuit ng isang circuit breaker ay maganda o hindi, maaaring matukoy sa pamamagitan ng circuit resistance test. Dahil dito, ang pagsukat ng circuit resistance ay kinakailangan sa preventive tests. Dito, ang circuit resistance test ng 220kV sulfur hexafluoride (SF₆) circuit breaker ay ginagamit bilang halimbawa para sa pagpapakilala.

2. Analisis ng Kasalukuyang Sitwasyon

Sa kasalukuyang operational na power system, ang karamihan sa 110kV at 220kV systems ay gumagamit ng SF₆ circuit breakers. Ayon sa insulating design requirements ng circuit breaker mismo at sa design requirements ng power system, ang taas ng 110kV circuit breaker ay karaniwang 2.5 metro, at ang 220kV circuit breaker ay tipikal na 4 metro. Bukod dito, mayroon pa itong framework height na humigit-kumulang 2 metro. Ang kabuuang taas ng circuit breaker ay nasa pagitan ng 4 at 6 metro.

Upang makapag-conduct ng circuit resistance test sa isang circuit breaker, kinakailangan ang mga ladder at aerial work platforms. Bukod dito, para sa kasalukuyang inverted-type SF₆ circuit breakers, hindi pinapayagan ang pag-akyat ng mga tao. Dahil dito, kung ang circuit resistance test ay gagawin gamit ang tradisyonal na test method, tanging ang aerial work platform lamang ang maaaring gamitin.

3. Buod ng Mga Test Method
(1) Prinsipyong Test

Para sa circuit resistance test ng isang circuit breaker, ang voltage-drop method ang ginagamit. Ang prinsipyong ito ng voltage-drop method ay kapag ipinasa ang direct-current sa circuit under test, magkakaroon ng voltage drop sa contact resistance ng circuit. Sa pamamagitan ng pagsukat ng current na lumalampas sa circuit at ang voltage drop sa circuit under test, maaaring makalkula ang contact direct-current resistance value batay sa Ohm's law: R = U/I. Ang schematic diagram ng circuit resistance test para sa circuit breaker ay tulad ng sumusunod (Figure 1):

Ang voltage ay ang pagkakaiba ng isang potential point sa isa pang potential point. Kung asumosyunan natin na ang lupa ay ang zero-potential point, maaari nating madaling maintindihan na ang inilapat na voltage ay isang electromotive force. Sa kasong ito, kailangan lamang nating ilapat ang electromotive force sa pagitan ng dalawang test points gamit ang testing instrument.

(2) Metodong Test

Ang on-site physical connection diagram para sa circuit resistance test ng sulfur hexafluoride (SF₆) circuit breaker ay tulad ng sumusunod (Figure 2):

Bilang alam ng lahat, kapag nag-conduct ng high-voltage tests sa circuit breakers, kailangan na ma-ground nang maayos ang parehong bahagi ng circuit breaker. Ito ay isang teknikal na hakbang upang matiyak ang kaligtasan at malinaw na nakasaad sa Safety Regulations. Batay sa pundamental na katangian na ang current ay maaari lamang tumakbo sa ispesipikong ruta, sa panahon ng circuit resistance test ng circuit breaker, ingeniously ginagamit namin ang safety measure sa operasyon - ang grounding wire - bilang current loop. Ang grounding wire ay may cross-sectional area na 25mm², na sapat upang tiyakin ang malaking current na 200A, na sumasakto sa mga requirement ng test.

Sa panahon ng test, dinidisconnect namin ang grounding point ng grounding wire sa isang bahagi ng circuit breaker, habang pinapanatili ang ligtas na grounding ng working point sa kabilang bahagi. Kinokonekta namin ang dalawang current poles ng test instrument sa grounding wires sa parehong bahagi ng circuit breaker. Sa ganitong paraan, maaaring ilapat ang current sa pamamagitan ng grounding wires sa parehong bahagi, na nagbibuo ng current loop para sa test. Dahil ang grounding point sa isang bahagi ng circuit breaker ay dinidisconnect sa panahon ng test, ang resistance ng grounding grid ay inalis mula sa test loop, na nag-aasure na ang test loop ay kumakatawan lamang sa circuit breaker at nag-aasure rin ng wastong resulta ng test.

Susunod na ang solusyon para sa test voltage loop. Kinokonekta namin ang wires ng test voltage loop sa metal top rod ng insulating rod (ang metal top rod ay espesyal na pinroseso upang magkaroon ng pointed tip upang matiyak ang magandang kontak sa terminal block ng circuit breaker). Dahil ang circuit resistance value ng circuit breaker mismo ay napakaliit, kahit ang kaunting transition resistance ay maaaring magdulot ng malaking error. Sa panahon ng test, inipinapress ang metal top rod ng insulating rod sa terminal block ng circuit breaker (dalawang insulating rods ang kinakailangan, na inipinapress sa upper at lower terminal blocks ng circuit breaker). Dahil ang wires ng test voltage loop ay maliit at light, hindi ito masyadong nakakaapekto sa operasyon ng mga tester sa pag-lift ng insulating rods para sa test.

Ang rason kung bakit ang current loop ay nabubuo sa pamamagitan ng grounding wires sa parehong bahagi ng circuit breaker ay may dalawang dahilan. Una, ang current wires ay mabigat at malaki. Pangalawa, dahil sa malaking test current, kailangang matiyak ang magandang kontak; kung hindi, ang mga contact points ay maaaring maimpluwensyahan. Kung ang insulating rods ang gagamitin upang bumuo ng current loop, ang dagdag na bigat ng insulating rods ay maaaring gawing mahirap para sa mga tester na operasyon, at hindi matitiyak ang magandang kontak.

Ang test ay isinasagawa sa sumusunod: Una, iniclamp namin ang clips ng -I at +I leads sa grounding wires sa parehong bahagi ng circuit breaker. Ito ay maaaring matapos ng staff na naka-stand sa lupa, na nagtatagpo ng current loop. Pagkatapos, ang mga tester ay naka-stand sa framework o mechanism box ng circuit breaker at inipinapress ang metal top rods ng insulating rods na konektado sa voltage loop wires sa upper at lower terminal blocks ng circuit breaker. Mahalaga na siguraduhin na ang -U ay tumutugon sa -I at ang +U ay tumutugon sa +I. Sa ganitong paraan, natatapos ang test loop.

4 Analisis ng Resulta ng Test

Para sa mga tester, lahat ay dapat na may ebidensya sa datos. Gamit ang specially prepared insulating rods para sa test ng circuit resistance ng circuit breakers, isinagawa namin ang circuit resistance tests sa 220kV at 110kV circuit breakers sa 220kV Haigeng Substation at 220kV Songming Substation sa aming jurisdiction.

220kV Haigeng Substation 110kV circuit breaker

220kV Songming Substation 220kV circuit breaker

220kV Songming Substation 220kV circuit breaker

Ang resulta ng test na nakuha sa pamamagitan ng traditional method at circuit resistance test rod ay halos pareho, na may error na nasa pagitan ng 1 hanggang 2 μΩ. Ang error na ito ay tanggap, na nagpapakita na ang paraang ito ay feasible at accurate.

Pagkakaiba sa Circuit Resistance Test ng Circuit Breakers Gamit ang Circuit Resistance Test Rod at Traditional Method
(1) Traditional Test Method

• Ang traditional method ay nangangailangan ng mga manggagawa na umakyat sa circuit breaker o gumamit ng aerial work platform. Kung hindi sila umaakyat o gumamit ng aerial work platform, hindi maaaring ikonekta ang test leads sa upper at lower terminal blocks ng circuit breaker.

• Ang pagtrabaho sa mataas na lugar ay may tiyak na mga panganib. Una, ang circuit breaker ay maaaring masira (na may mga insidente na nangyari sa Tsina). Pangalawa, may panganib ng pagbagsak ng mga tao. Sa kasalukuyan, ang pag-akyat ng circuit breakers ay striktong ipinagbabawal, na maaaring mapigilan ang pagtakda ng circuit breaker test.

• Kapag gumagamit ng aerial work platform, ito ay limitado sa site. Sa ilang mga substation, ang espasyo ay napakatumpok, at sa ilang electrical bays, walang sapat na espasyo para sa aerial work platform na makapasok, na maaaring mapigilan ang test at mapanganib ang ligtas na operasyon ng circuit breaker. Bukod dito, kapag nag-operate ng aerial work platform, kailangan ng espesyal na pag-iingat dahil ang paligid na equipment ay karaniwang live. Dapat na laging mapanatili ang sapat na safety distances. Bukod dito, sapat na distansya rin ang dapat na mapanatili mula sa equipment na nasa outage upang maiwasan ang pinsala. Ang operasyon ng aerial work platform ay nangangailangan ng dedicated supervision, na nagdudulot ng pagtaas sa bilang ng kinakailangang tao.

(2) Test Gamit ang Circuit Resistance Test Rod

• Ang mga manggagawa lamang kailangang naka-stand sa framework o mechanism box ng circuit breaker at gumamit ng insulating rod na may test leads upang matapos ang test. Walang kinakailangang umakyat sa circuit breaker, na siyang nagbawas ng operational risks at nagpataas ng kaligtasan.

• Walang kinakailangang gumamit ng aerial work platform, na siyang nagbawas ng mga panganib sa pagtrabaho sa mataas na lugar, tulad ng panganib ng electric shock at panganib ng accidental touching ng equipment. Samantalang ito ay nagbabawas din ng manpower at material resources.

• Kapag gumagamit ng aerial work platform, kinakailangan ng professional personnel para sa pag-drive at setup sa work site. Matapos ang setup at operasyon, ito ay tiyak na mas mahaba kaysa sa paggamit ng circuit resistance test rod para sa test. Ang paggamit ng circuit resistance test rod ay nagbabawas ng working time, nagpapataas ng work efficiency, at nagbabawas ng manpower.

5 Conclusion

Sa pamamagitan ng paghahambing sa pagitan ng conventional method at ang method na gumagamit ng circuit resistance test rod para sa circuit resistance test ng circuit breakers, lubos na ipinakita ang superioridad ng paggamit ng circuit resistance test rod. Una, binawasan ang operational risks sa trabaho at nai-improve ang kaligtasan. Pangalawa, nai-improve ang work efficiency at nabawasan ang manpower at material resources, na nagbabawas ng cost para sa ligtas na operasyon ng power grid.