O método de proba da resistencia de bucle de interruptores SF6 de 110kV e 220kV utilizando varas de proba de resistencia de bucle

Os interruptores de circuito son entre os dispositivos eléctricos máis cruciais no sistema de enerxía. Son dispositivos eléctricos capaces de interromper, cerrar e transportar a corrente normal dunha liña en funcionamento, e poden transportar, cerrar e interromper correntes anómalas especificadas (como as correntes de curto-circuíto) dentro dun tempo especificado. Un buen contacto no circuito conductor dun interruptor de circuito é unha condición vital para garantir o seu funcionamento seguro. Se o contacto é pobre, pode causar que o interruptor se sobrecaliente ou incluso queme, levando a un corte de enerxía na rede. Se o contacto no circuito conductor dun interruptor de circuito é bueno, pode determinarse mediante unha proba de resistencia do circuito. Polo tanto, medir a resistencia do circuito é necesario nas probas preventivas. Aquí, a proba de resistencia do circuito dun interruptor de circuito de 220kV de hexafluoruro de azoto (SF₆) serve como exemplo para a introdución.

2. Análise da Situación Actual

No sistema de enerxía actual en funcionamento, a maioría dos sistemas de 110kV e 220kV adoptan interruptores de circuito SF₆. De acordo coas rexurimentacións de deseño de aislamento do propio interruptor de circuito e cos requerimentos de deseño do sistema de enerxía, a altura dun interruptor de 110kV xeralmente é de 2,5 metros, e a dun interruptor de 220kV típicamente é de 4 metros. Ademais, hai unha altura de armazón de aproximadamente 2 metros. A altura total do interruptor de circuito está entre 4 e 6 metros.

Para realizar unha proba de resistencia do circuito nun interruptor de circuito, son necesarias escaleras e plataformas aéreas. Ademais, para os actuais interruptores de circuito SF₆ invertidos, non se permite a subida de persoal. Polo tanto, se a proba de resistencia do circuito se realiza usando o método de proba convencional, só pode usarse unha plataforma aérea.

3. Resumo dos Métodos de Proba
(1) Principio da Proba

Para a proba de resistencia do circuito dun interruptor de circuito, adopta-se o método de caída de tensión. O principio do método de caída de tensión é que cando se pasa unha corrente directa polo circuito en proba, ocorre unha caída de tensión a través da resistencia de contacto do circuito. Medindo a corrente que pasa polo circuito e a caída de tensión no circuito en proba, o valor de resistencia directa de contacto pode calcularse segundo a lei de Ohm: R = U/I. O esquema da proba de resistencia do circuito para un interruptor de circuito é o seguinte (Figura 1):

A tensión é a diferenza entre un punto de potencial e outro. Se supomos que o terreo é o punto de potencial cero, entón podemos entender simplemente que a tensión aplicada é unha forza electromotriz. Neste caso, só precisamos aplicar unha forza electromotriz entre os dous puntos de proba usando o instrumento de proba.

(2) Método de Proba

O diagrama físico de conexión no local para a proba de resistencia do circuito do interruptor de circuito de hexafluoruro de azoto (SF₆) é o seguinte (Figura 2):

Como é ben coñecido, ao realizar probas de alta tensión en interruptores de circuito, ambos os lados do interruptor de circuito deben estar correctamente aterrados. Esta é unha medida técnica para garantir a seguridade e está claramente estipulada nos Regulamentos de Seguridade. Basándonos na característica fundamental de que a corrente só pode fluir por un camiño específico, durante a proba de resistencia do circuito do interruptor de circuito, utilizamos ingeniosamente a medida de seguridade durante a operación - o cable de aterramento - como o bucle de corrente. O cable de aterramento ten unha sección transversal de 25mm², suficiente para soportar unha gran corrente de 200A, satisfacendo os requisitos da proba.

Durante a proba, desconectamos o punto de aterramento do cable de aterramento nun lado do interruptor de circuito, mantendo o aterramiento seguro do punto de traballo no outro lado. Conectamos os dous polos de corrente do instrumento de proba aos cables de aterramento de ambos os lados do interruptor de circuito respectivamente. De esta maneira, a corrente pode aplicarse a través dos cables de aterramento de ambos os lados, formando o bucle de corrente para a proba. Como o punto de aterramento dun lado do interruptor de circuito está desconectado durante a proba, a resistencia da grela de aterramento está excluída do bucle de proba, garantindo que o bucle de proba só inclúa o interruptor de circuito e asegurando a precisión da proba.

A continuación está a solución para o bucle de tensión de proba. Conectamos os cables do bucle de tensión de proba á varilla metálica superior da varilla aislante (a varilla metálica superior foi procesada de forma especial para ter unha punta afilada para garantir un buen contacto co conector terminal do interruptor de circuito). Debido a que o valor de resistencia do circuito do propio interruptor de circuito é extremadamente pequeno, mesmo unha cantidade diminuta de resistencia de transición pode causar erros significativos. Durante a proba, a varilla metálica superior da varilla aislante presiónase contra o conector terminal do interruptor de circuito (son necesarias dúas varillas aislantes, que presionan respectivamente os conectores terminais superior e inferior do interruptor de circuito). Dado que os cables do bucle de tensión de proba son finos e leves, dificilmente afectan á operación dos probadores ao levantar as varillas aislantes para a proba.

A razón por la que o bucle de corrente se forma utilizando os cables de aterramento de ambos os lados do interruptor de circuito é dobre. En primeiro lugar, os cables de corrente son gruesos e pesados. En segundo lugar, debido á gran corrente de proba, debe garantirse un buen contacto; de lo contrario, os puntos de contacto serán corroídos. Se se usasen varillas aislantes para formar o bucle de corrente, o peso adicional das varillas aislantes dificultaría a operación dos probadores, e non se podería garantizar un buen contacto.

A proba se realiza do seguinte xeito: Primeiro, enganchamos as pinzas dos conductores -I e +I aos cables de aterramento de ambos os lados do interruptor de circuito. Esto pode completarse polo personal que está de pé no chan, establecendo así o bucle de corrente. A continuación, os probadores se colocan na estrutura ou na caixa de mecanismo do interruptor de circuito e presionan as varillas metálicas superiores das varillas aislantes conectadas aos cables do bucle de tensión contra os conectores terminais superior e inferior do interruptor de circuito respectivamente. É crucial asegurar que -U corresponda a -I e +U a +I. De esta maneira, o bucle de proba está completo.

4 Análise dos Resultados da Proba

Para os probadores, todo debe basarse en datos. Usando varillas aislantes especialmente preparadas para probar a resistencia do circuito de interruptores de circuito, realizamos probas de resistencia do circuito en interruptores de 220kV e 110kV na Subestación de 220kV Haigeng e na Subestación de 220kV Songming baixo nuestra xurisdición. 

Interruptor de 110kV da Subestación de 220kV Haigeng

Interruptor de 220kV da Subestación de 220kV Songming

Interruptor de 220kV da Subestación de 220kV Songming

Os resultados da proba obtidos polo método tradicional e polo varillín de proba de resistencia do circuito son case os mesmos, con un erro que varía de 1 a 2 μΩ. Este erro é aceptable, indicando que este método é factible e preciso.

Comparación entre a Proba de Resistencia do Circuito de Interruptores de Circuito Usando o Varillín de Proba de Resistencia do Circuito e o Método Tradicional
(1) Método Tradicional

• O método tradicional require que os obreiros suban ao interruptor de circuito ou utilicen unha plataforma aérea. Sen subir ou usar unha plataforma aérea, os conductores de proba non poden conectarse aos conectores terminais superior e inferior do interruptor de circuito.

• Traballar en alturas presenta certos riscos. En primeiro lugar, o interruptor de circuito pode romperse (estes incidentes xa ocorreron en China). En segundo lugar, existe o risco de caída de persoal. Actualmente, subir a interruptores de circuito está estritamente prohibido, o que pode impedir a realización da proba do interruptor de circuito.

• Ao usar unha plataforma aérea, está restrinxido polo local. En algúns centros de transformación, o espazo é moi compacto, e en algúns compartimentos eléctricos non hai suficiente espazo para que a plataforma aérea entre, impidindo así a realización da proba e ponendo en perigo o funcionamento seguro do interruptor de circuito. Ademais, ao operar a plataforma aérea, é necesario ter precaución especial xa que o equipo circundante xeralmente está energizado. Debe manterse sempre unha distancia de seguridade suficiente. Tamén debe manterse unha distancia suficiente do equipo desenerxizado para evitar danos. A operación da plataforma aérea require supervisión dedicada, aumentando o número de persoal necesario.

(2) Proba Usando o Varillín de Proba de Resistencia do Circuito

• Os obreiros só necesitan estar de pé na estrutura ou na caixa de mecanismo do interruptor de circuito e usar a varilla aislante con conductores de proba para completar a proba. Non é necesario que o persoal suba ao interruptor de circuito, reducindo significativamente os riscos operativos e mellorando a seguridade.

• Non é necesario usar unha plataforma aérea, o que tamén reduce os riscos asociados ao traballo en alturas, como o risco de choque eléctrico e o risco de tocar accidentalmente o equipo. Ao mesmo tempo, aforra recursos humanos e materiais.

• Se se usa unha plataforma aérea, son necesarios persoal profesional para conducirla e configurala no lugar de traballo. Despois da configuración e operación, definitivamente leva máis tempo que usar o varillín de proba de resistencia do circuito para a proba. Usar o varillín de proba de resistencia do circuito acorta o tempo de traballo, mellora a eficiencia do traballo e aforra mano de obra.

5 Conclusión

A través da comparación entre o método convencional e o método que utiliza o varillín de proba de resistencia do circuito para a proba de resistencia do circuito de interruptores de circuito, demostrouse plenamente a superioridade de usar o varillín de proba de resistencia do circuito. En primeiro lugar, os riscos operativos durante o traballo son reducidos, e a seguridade é mellorada. En segundo lugar, a eficiencia do traballo mellora, e se aforran recursos humanos e materiais, reducindo os custos para a operación segura da rede de enerxía.