Metod testiranja petlje otpora 110kV i 220kV SF6 prekidaca pomoću testnih štapića za otpor petlje

Prekidači su među najvažnijim električnim uređajima u sistemu snabdevanja električnom energijom. To su električni uređaji sposobni da prekidaju, zatvaraju i vode normalnu struju radne linije, te mogu da vode, zatvaraju i prekidaju određene nepravilne struje (poput struja kratkog spoja) unutar određenog vremenskog perioda. Dobar kontakt u provodnoj mreži prekidača je ključan uslov za osiguranje njegove bezbedne operacije. Ako je kontakt loš, može dovesti do pregrejavanja ili čak opeklinjenja prekidača, što dovodi do ispadanja struje u mreži. Da li je kontakt u provodnoj mreži prekidača dobar, može se utvrditi kroz test otpora cirkvita. Stoga je merenje otpora cirkvita neophodno u preventivnim testovima. Ovde će se kao primer uzeti test otpora cirkvita 220kV šestfluorid sumpora (SF₆) prekidača.

2. Analiza trenutne situacije

U trenutno aktivnom sistemu snabdevanja električnom energijom, većina 110kV i 220kV sistema koristi SF₆ prekidače. Prema zahtevima za izolaciju samog prekidača i zahtevima dizajna sistema snabdevanja električnom energijom, visina 110kV prekidača je obično 2,5 metra, a visina 220kV prekidača je tipično 4 metra. Takođe, postoji okvirna visina od oko 2 metara. Ukupna visina prekidača je između 4 i 6 metara.

Da bi se izvršio test otpora cirkvita na prekidaču, potrebni su leševi i platforme za rad na visini. Pored toga, za trenutne inverzne SF₆ prekidače, penjanje osoblja nije dozvoljeno. Stoga, ako se test otpora cirkvita izvrši konvencionalnim metodom, može se koristiti samo platforma za rad na visini.

3. Sažetak metoda testiranja
(1) Princip testiranja

Za test otpora cirkvita prekidača, koristi se metoda padanja napona. Princip metode padanja napona je taj da kada se direktna struja prođe kroz ispitivani cirkvit, doći će do pada napona preko kontaktnog otpora cirkvita. Merenjem struje koja prođe kroz cirkvit i padom napona kroz ispitivani cirkvit, kontaktna direktna rezistivna vrednost može se izračunati prema Ohmovom zakonu: R = U/I. Schematicni dijagram testa otpora cirkvita prekidača dat je u nastavku (Slika 1):

Napon je razlika između jedne tačke potencijala i druge. Ako pretpostavimo da je zemlja nultočka potencijala, onda možemo jednostavno shvatiti da je primenjeni napon elektromotorna snaga. U ovom slučaju, treba samo primeniti elektromotornu snagu između dve testne tačke pomoću testnog instrumenta.

(2) Metod testiranja

Fizički priključni dijagram na mestu za test otpora cirkvita šestfluorida sumpora (SF₆) prekidača dat je u nastavku (Slika 2):

Kao što je dobro poznato, prilikom izvršavanja visokonaponskih testova na prekidačima, obe strane prekidača moraju biti pouzdano zazemljene. To je tehnička mera za osiguranje bezbednosti i jasno je propisana u Pravilniku o bezbednosti. Na osnovu osnovne karakteristike da struja može proći samo kroz određenu putanju, prilikom testa otpora cirkvita prekidača, ingenirno koristimo sigurnosnu meru tokom rada - zazemljivač - kao strujni ciklus. Zazemljivač ima poprečni presjek od 25mm², što je dovoljno da izdrži veliku struju od 200A, što ispunjava zahteve testa.

Tokom testa, odspajamo tačku zazemljenja zazemljivača sa jedne strane prekidača, dok održavamo sigurno zazemljenje radne tačke sa druge strane. Spajamo dva strujna pola testnog instrumenta na zazemljivače sa obe strane prekidača. Na taj način, struja može biti primenjena kroz zazemljivače sa obe strane, formirajući strujni ciklus za test. Budući da je tačka zazemljenja sa jedne strane prekidača bila odspojena tokom testa, otpor zemljišta je isključen iz testnog ciklusa, što osigurava da testni ciklus uključuje samo prekidač i garantuje tačnost testa.

Sljedeće je rešenje za testni naponski ciklus. Spajamo žice testnog naponskog ciklusa na metalnu vrhovnu štapinsku (metalna vrhovna štapinska je posebno obrađena kako bi imala šiljasti vrh kako bi se osiguralo dobro dodirivanje sa terminalnim blokom prekidača). Budući da je vrijednost otpora cirkvita prekidača sama po sebi izuzetno mala, čak i mali prijelazni otpor može dovesti do značajnih grešaka. Tokom testa, metalna vrhovna štapinska je pritisnuta na terminalni blok prekidača (potrebne su dvije izolacione štapinke, koje se redom pritiskaju na gornji i donji terminalni blok prekidača). Budući da su žice testnog naponskog ciklusa tanke i lagane, skoro ne utiču na operacije testera prilikom podizanja izolacionih štapinki za testiranje.

Razlog zašto se strujni ciklus formira korišćenjem zazemljivača sa obe strane prekidača je dvostruki. Prvo, strujne žice su deblje i teže. Drugo, zbog velike testne struje, mora se osigurati dobar kontakt; inače, tačke kontakta bi bile erodirane. Ako bi se izolacione štapinke koristile za formiranje strujnog ciklusa, povećana težina izolacionih štapinki bi ih činila teškim za operaciju testera, a dobar kontakt ne bi bio osiguran.

Test se izvršava na sledeći način: Prvo, klešte -I i +I voda se spajaju na zazemljivače sa obe strane prekidača. To može da izvrše radnici stojeći na tlu, time formirajući strujni ciklus. Zatim, testeri stoje na okviru ili mehanizmu kutije prekidača i pritiskaju metalne vrhove štapinskih vezanih na žice naponskog ciklusa na gornji i donji terminalni blok prekidača. Važno je da se osigura da -U odgovara -I i +U odgovara +I. Na taj način, testni ciklus je završen.

4 Analiza rezultata testa

Za teste, sve mora biti dokazano podacima. Koristeći specijalno pripremljene izolacione štapinke za testiranje otpora cirkvita prekidača, izvršili smo testove otpora cirkvita na 220kV i 110kV prekidačima u 220kV Haigeng podstanciji i 220kV Songming podstanciji pod našom jurisdikcijom.

220kV Haigeng podstancija 110kV prekidač

220kV Songming podstancija 220kV prekidač

220kV Songming podstancija 220kV prekidač

Rezultati testa dobijeni tradicionalnim metodom i metodom testa otpora cirkvita su gotovo identični, sa greškom od 1 do 2 μΩ. Ova greška je prihvatljiva, što ukazuje da je ovaj metod izvediv i tačan.

Uporedba testa otpora cirkvita prekidača korišćenjem štapine za testiranje otpora cirkvita i tradicionalnim metodom
(1) Tрадиционални метод

• Tрадиционални метод zahteva da radnici penju prekidač ili koriste platformu za rad na visini. Bez penjanja ili korišćenja platforme za rad na visini, testne vode se ne mogu povezati sa gornjim i donjim terminalnim blokovima prekidača.

• Rad na visini nosi određene rizike. Prvo, prekidač može se pokvariti (takvi incidenti su se dogodili u Kini). Drugo, postoji rizik od pada osoblja. Trenutno, penjanje na prekidače je strogo zabranjeno, što može sprečiti završetak testa prekidača.

• Kada se koristi platforma za rad na visini, ograničena je lokacijom. U nekim podstancijama, prostor je vrlo kompaktni, a u nekim električnim balkonima, nema dovoljno prostora za ulazak platforme za rad na visini, što može sprečiti završetak testa i opasno uticati na bezbednu operaciju prekidača. Pored toga, kada se operiše platforma za rad na visini, potrebna je posebna pažnja jer su okružni uređaji obično pod naponom. Moraju se održavati dovoljne sigurnosne udaljenosti u svakom trenutku. Takođe, moraju se održavati dovoljne udaljenosti od uređaja koji su isključeni kako bi se sprečilo oštećenje. Operacija platforme za rad na visini zahteva poseban nadzor, što povećava broj potrebnog osoblja.

(2) Test korišćenjem štapine za testiranje otpora cirkvita

• Radnici samo treba da stoje na okviru ili mehanizmu kutije prekidača i koriste izolacionu štapinku sa testnim vodama da bi završili test. Nema potrebe da osoblje penje prekidač, što značajno smanjuje operativne rizike i poboljšava bezbednost.

• Nema potrebe za korišćenjem platforme za rad na visini, što takođe smanjuje rizike vezane za rad na visini, kao što su rizik od strujnog udara i rizik od slučajnog dodira uređaja. Istovremeno, to štedi ljudske i materijalne resurse.

• Ako se koristi platforma za rad na visini, potrebno je profesionalno osoblje za vožnju i postavljanje na radnom mestu. Nakon postavljanja i operacije, definitivno traje duže nego korišćenje štapine za testiranje otpora cirkvita za test. Korišćenje štapine za testiranje otpora cirkvita skraćuje vreme rada, poboljšava efikasnost rada i štedi ljudske resurse.

5 Zaključak

Putem uporedb