Foutafhandeling van hoëspanningskoppelingswysel se foute om oop te gaan by 'n 110 kV-ondertanding

Volgens relevante voorskrifte is hoogspanningskonnektors toegelaat om die volgende operasies uit te voer:

• Switsering (aan/af) van normaal bedrywende spanningstransformante (PTs) en onweerskywers;

• Switsering van die neutrale grondkonnektor van 'n hooftransformator onder normale bedrywingsomstandighede;

• Switsering van klein-stroom lusse om sirkulerende strome te balanseer.

'n Hoogspanningskonnektor is 'n elektriese komponent sonder boogblussingvermoë. Daarom mag dit slegs geopereer word wanneer dit in die oop posisie is. Die operasie van 'n konnektor onder belasting—d.w.s. terwyl die geassosieerde switser toe is of die toerusting met krag versien is—kan intense elektriese bogen veroorsaak. In ernstige gevalle kan dit fase-tot-fase kortsluitings veroorsaak, toerusting skade, en selfs personeelse veiligheid bedreig.

Wanneer die konnektor in die oop toestand is, moet daar 'n duidelik sienbare en betroubare skeiding tussen sy bewegende en statiese kontakte wees, wat die vereiste isolasiedistanse voldoen. Omgekeerd, wanneer dit toe is, moet dit betroubaar sowel normale belastingsstrome as kortsluitstrome dra. Die primêre funksie van 'n konnektor is om 'n betroubare isolasiepunt tussen hoogspanning lewendige dele en die kragbron of busbal te verskaf, wat 'n duidelike breuk verseker vir veilige instandhouding van de-energiseerde lyne.

Hoogspanningskonnektors kan ook in samewerking met transformasietransmissielyne gebruik word om switseringoperasies uit te voer, wat die transformasië se bedryfskonfigurasie verander. Byvoorbeeld, in 'n transformasie met dubbel-busbedryf, kan die bedrywende buslyn na die stand-by buslyn oorgedra word—or elektriese komponente op een buslyn na 'n ander geswitser word—deur middel van die bus-koppel switser en die hoogspanningskonnektors aan albei kante van die bus-koppel switser. Echter, as gevolg van die gereelde switseringoperasies, kan foute soos die onvermoë om die konnektor te oop of toe te maak voorkom. Hierdie foute moet sistematies gediagnoseer en geanaliseer word. Indien intrinsieke defekte in die konnektor self bestaan, is ontwerpverbeteringe nodig.

1. Karakteristieke van Konnektors

Tipies word een konnektor aan elke kant van 'n switser geïnstalleer om 'n duidelik sienbare breukpunt te skep—wat veiligheid verhoog en instandhouding vergemaklik. Krag word vanaf die bo buslyn deur 'n switserkabinet na die uitgaande voeder gelewer. Die konnektor agter die switser is hoofsaaklik om die kragbron te isoleer. Echter, krag kan soms vanaf die voorste kant gevoer word—byvoorbeeld, via omgekeerde kragvloei van ander lys of kondensators—wat 'n tweede konnektor agter die switser noodsaaklik maak.

'n Sekere 110 kV transformasie maak gebruik van GW16B/17B-252 tipe hoogspanningskonnektors. Hulle tegniese spesifikasies is in Tabel 1 opgesom. Hierdie konnektor is 'n drie-pol buitehuistoe hoogspanningsapparaat ontwerp vir nul-belastings switseringoperasies in 110 kV transformasies, wat elektriese isolasie tussen toerusting onder instandhouding en gekragte lys verskaf.

Die sleutelkenmerke van hierdie skakelaar sluit 'n kompakte struktuur, hoë oxidasiebestendigheid, stabiele bedrywing en sterk seismiese prestasie in. Sy meganiese kontakstelsel maak gebruik van 'n eenvoudige enkelarm-buigontwerp, met oordragkomponente binne die geleidende buis om hulle teen buite-influensies te beskerm. Binne die geleidende buis word 'n paar balansveren en 'n stel klampie versteurd: die voormalige verseker betroubare meganiese balans tydens oop- en toebedrywing, terwyl die laasgenoemde voldoende kontakdruk vir veilige klemming verskaf.

Aangesien skakelaars tipies buite installeer word, is hulle blootgestel aan buite-influensies soos wind en seismiese aktiwiteit. Om die bedryfsovereenstemming te verhoog, is 'n heksmechanisme in die skakelaarkorpus geïntegreer om stabiele en veilige toebinding te verseker. Sowel die skakelaar as sy grondskakelaar maak gebruik van aluminiumlegering geleidende buise, met silwer- of goudbestrate bewegende en statiese kontakte om slijtagebestendigheid, meganiese stevigheid en elektriese stabiliteit by rotasiejoints te verseker.

Die grondskakelaar het 'n enkelarm-swaaistruktuur. Tydens toebinding roteer die bewegende kontak eers en beweeg dan vertikaal opwaarts om die statiese kontak te raak, wat kontakbouncing of -terugkaatsing verhoed. Hierdie ontwerp verseker betroubare toebinding en konsekwente dinamiese en termiese stabiliteit onder bepaalde kortsluitstroomtoestande.

2. Strukturele en Bedryfsprinsipe van die Skakelaar

Die bedryfsproses van 'n skakelaar bestaan uit twee hoofaksies: buigaksie en klemaksie.

2.1 Buigaksie

Onder leiding van 'n horisontale roterende meganisme, drywe 'n paar veerwiele op die roterende porseleinisolator twee stelle vierbaan-verbindinge om planare beweging uit te voer. Onder hierdie drywing roteer die onderste geleidende buis vooruits om toe te bind (toebinding) of agteruit om oop te maak (oopmaking). Die gescharnierde bedryfstaai bo-aan die bedryfsskroef genereer dus 'n assiale verplasing relatief tot die onderste geleidende buis.

Die bo-einde van hierdie gescharnierde bedryfstaai is verbonden aan 'n tandrad-kettingstelsel. Wanneer die taai beweeg, roteer dit die ketting, wat op sy beurt die tandrad dryf. Dit veroorsaak dat die bo-geleidende buis—vastgemaak aan die tandradskaft—beweeg relatief tot die onderste geleidende buis, óf reguit (toebinding) óf gebuig (oopmaking).

Gelyktydig, wanneer die gescharnierde bedryfstaai 'n assiale beweging ondergaan, stoor en vrylaat die balansveren binne die geleidende buis kontinu energie. Dit balanseer effektief die swaar remtorque, wat glad en stabiele bedrywing deur die hele skakelingstydperk verseker.

2.2 Klemaksie

Wanneer die skakelaar van die oopposisie na die toeposisie beweeg en naby volledige uitlyn (d.w.s. naby-reguit konfigurasie) kom, sluit die tandrad met 'n inskuinste vlak op die tandradkas en bly glijden daarlangs. Op hierdie punt, onder die reaksiekrag van die terugspoelveer, beweeg die gescharnierde bedryfstaai—verbonden aan die tandrad-ketting—vooruits.

Hierdie voorwaartse beweging word deur die bewegende kontakstelsel oorgedra, waar 'n duwtang lineêre beweging omskep in 'n klemaksie van die kontakvingers. Eenmaal die statiese kontakstok veilig gegrip is, glijdt die tandrad liggies opwaarts langs die inskuinste vlak om volledige meganiese toebinding te bereik.

Op hierdie stadium word die klemveer binne die geleidende buis verder gekomprimeer en druk op die duwtang, wat 'n stabiele dryfkrag verseker wat konsekwente en betroubare kontakdruk tussen die kontakvingers en die statiese stok handhaaf.

Tydens die oopmaking bly die tandrad beweeg uitwaarts langs die inskuinste vlak totdat dit volledig ontkoppel. Die terugspoelveer trek dan die duwtang, wat die kontakvingers in 'n "V"-vorm oopmaak, waardoor die elektriese verbinding verbroken word.

3. Gevallestudie

3.1 Foutobservasie en Analise

In 'n sekere jaar, tydens 'n skakelingoperasie by die 110 kV transformatorstasie, het een hoëspanningskakelaar nie oopgemaak nie. 'n Algemene inspeksie is onmiddellik uitgevoer op die grondstelsel, hoofgeleidingsstelsel, meganiese interlok, bo/onder geleidende buise, en die gemotoriseerde bedryfsmekanisme. Die ondersoek het getoon dat die oordragtandrad binne die motor-mekaanisme-kas beskadig was, en komponente soos asse en joints gebreek was. Bedryfs- en onderhoupersoneel het die fout gerapporteer, en korrektiewe maatreëls is volgens die jaarlikse onderhoudsprogram ingesit.

3.2 Verbeteringsmaatreëls

(1) Verbeterde Bykomponente
Asse en joints is vervang deur hoëkwaliteit roestvry staal om corrosie tydens langtermynbedrywing te verhoed. Grafiet-doordrenkte en saamgestelde lagers—bestand teen corrosie en met lae wrywingskoëffisiënte—is aangewend om oordragdoeltreffendheid te verhoog. Alle blootgestelde ysterkomponente is hitte-dip galvaniseer, wat die anti-corrosieprestasie beduidend verbeter. Veldervaring bevestig dat hitte-dip galvaniseer goed geskik is vir buite-toepassings.

(2) Versterkte Gemotoriseerde Bedryfsmekanisme
Die oorspronklike CJ7A motor-mekaanisme is vervang deur die nuutste CJ11 model. 'n Foto van die opgewerkte CJ11 mekanisme word in Figuur 1 gewys.

(3) Geavanceerde Bykomponente Skakelaarontwerp
Die bykomponente skakelaar is 'n kritiese sekondêre komponent wat oop/toe-statusseine verskaf. Mislukking kan lei tot foute sein en bedryfsmislukking. Die nuwe ontwerp maak gebruik van 'n internasionaal gevorderde kamgedrewe mikroskakelaar-meganisme, wat betroubare skakeling, gladde rotasie en immuniteit teen mislukking tydens oop/toe-oorgange verseker.

(4) Motorbeheerbeskerming
Ná voltooiing van 'n oop of toe-operasie, word die motorkrag eers afgesny deur die bykomponente skakelaar. Indien die bykomponente skakelaar misluk, verbind eindlimietskakelaars aan beide die oop- en toe-kant die motor. Indien ook hierdie misluk, aktiveer meganiese stoppers aan beide kante 'n termiese relais om krag af te sny. Hierdie drievlakbeskermingstelsel verseker betroubaar dat die motor ná elke operasie gestop word, wat ongekontroleerde beweging en potensiële meganiese skade verhoed.

(5) Meganiese Oordraagsistiem
’n Wurm-tandwiel-verbindingsistiem word gebruik. Die wurm-tandwiel, verbindings en ander verminderingskomponente is presies vervaardig en versigel binne ’n aluminiumlegering behuising. Hierdie ontwerp verseker gladde bedryf, lae geraas en geen impakskokke nie.

(6) Sekondêre Beheersistiem
Die beheerpaneel het ’n rasionale en estetiese uitleg met ’n scharnierdeurstruktuur, wat draadwerk en terplek-handhawing vergemaklik terwyl dit veilige en betroubare sekondêre sistiembedryf verseker.

(7) Behuising Sigting
Die meganisme-behuising maak gebruik van lugkussensigting op die deur. Sowel die deur as die boeksel is gemaak van 2,5 mm dik roestvry staal, terwyl die hoofliggaam 2 mm dik roestvry staal gebruik, wat uitstekende weerstand teen wind, sand en korrusie bied.

4. Gevolgtrekking

Gebaseer op jare van bedryfserfaring en foutanalise van afsluitmotormeganismes by hierdie 110 kV-ondertanding, is die oorspronklike mekanisme opgewaardeer na die CJ11-model ontwikkel deur die Pinggao Group—’n nuut ontwerp, onafhanklik ontwikkelde wurm-tandwiel-type motoriseerde bedryfmeganisme. Hierdie verbeterde ontwerp oorkom voorgaande tekortkominge in beide ingenieurswese en vervaardiging, en bied hoë bedryfsbetroubaarheid, gladde beweging, hoë oordraagseffektiwiteit, geen traggingsimpak, lae geraas, sterk wisselbaarheid en ’n aantreklike uiterlike voorkoms.

Naast plaaslike en afgeleë elektriese bedryf, ondersteun die CJ11-meganisme ook handmatige bedryf. Praktiese toetsing onder gerate belastingstoestande het sy vermoë gedemonstreer om meer as 10 000 meganiese operasies betroubaar uit te voer.