مشکل زنی در باز نشدن جداکننده ولتاژ بالا در یک زیرestation ۱۱۰ kV

بر اساس مقررات مربوطه، دیسکانکتورهای فشار قوی مجاز به انجام عملیات زیر هستند:

• تغییر حالت (باز/بسته) ترانسفورماتورهای ولتاژ (PTs) و محافظ‌های برق‌آتش؛

• تغییر حالت دیسکانکتور زمین‌گذاری نیوترال ترانسفورماتور اصلی در شرایط کاری عادی؛

• تغییر حالت حلقه‌های جریان کوچک برای تعادل جریان‌های دوری.

دیسکانکتور فشار قوی یک مولفه الکتریکی بدون قابلیت خاموش کردن قوس الکتریکی است. بنابراین، فقط در موقعیت باز قابل کنترل است. کنترل دیسکانکتور در حالت بارداری—یعنی وقتی که مداربرق مرتبط بسته یا تجهیزات انرژی دارند—می‌تواند قوس‌های الکتریکی شدید ایجاد کند. در شرایط وخیم می‌تواند منجر به کوتاه‌شدن بین فازها، آسیب تجهیزات و حتی خطر برای امنیت افراد شود.

هنگامی که دیسکانکتور در حالت باز است، باید تفکیک واضح و قابل اعتمادی بین تماس‌های متحرک و ثابت آن وجود داشته باشد که فاصله جداکننده مورد نیاز را برآورده سازد. بالعکس، در حالت بسته باید به طور قابل اعتماد جریان بار عادی و جریان کوتاه‌شدن را تحمل کند. وظیفه اصلی دیسکانکتور ایجاد یک نقطه جداکننده قابل اعتماد بین بخش‌های زنده فشار قوی و منبع برق یا میله انتقال است، تا یک توقف واضح برای تعمیر خطوط بی‌بار ایجاد شود.

دیسکانکتورهای فشار قوی می‌توانند همچنین در هماهنگی با خطوط انتقال زیراستانیون برای انجام عملیات تغییر حالت استفاده شوند، بنابراین پیکربندی عملیاتی زیراستانیون را تغییر می‌دهند. به عنوان مثال، در یک زیراستانیون با عملیات دو میله انتقال، می‌توان میله انتقال فعال را به میله انتقال پشتیبان منتقل کرد یا مولفه‌های الکتریکی روی یک میله انتقال را به میله انتقال دیگر منتقل کرد با استفاده از مداربرق میله انتقال و دیسکانکتورهای فشار قوی در دو طرف مداربرق میله انتقال. با این حال، به دلیل عملیات تغییر حالت مکرر، اشکالاتی مانند عدم توانایی باز یا بسته شدن دیسکانکتور ممکن است رخ دهد. این اشکالات باید به صورت سیستماتیک تشخیص داده و تحلیل شوند. اگر نقص ذاتی در خود دیسکانکتور وجود دارد، بهبود طراحی لازم است.

۱. ویژگی‌های دیسکانکتورها

معمولاً یک دیسکانکتور در هر طرف یک مداربرق نصب می‌شود تا یک نقطه توقف واضح ایجاد شود—با افزایش ایمنی و تسهیل تعمیرات. برق از میله انتقال بالایی از طریق یک کابین سوییچگر به خط خروجی تغذیه می‌شود. دیسکانکتور قبل از مداربرق اصلی برای جدا کردن منبع برق است. با این حال، گاهی اوقات برق ممکن است از طرف پایین تغذیه شود—به عنوان مثال، از طریق جریان معکوس از مدارهای دیگر یا خازنه‌ها—که نیاز به یک دیسکانکتور دوم بعد از مداربرق است.

یک زیراستانیون خاص ۱۱۰ کیلوولت از دیسکانکتورهای فشار قوی نوع GW16B/17B-252 استفاده می‌کند. مشخصات فنی آن‌ها در جدول ۱ فهرست شده است. این دیسکانکتور یک دستگاه فشار قوی سه‌قطبی خارج از ساختمان است که برای عملیات تغییر حالت بدون بار در زیراستانیون‌های ۱۱۰ کیلوولت طراحی شده و جداکننده الکتریکی بین تجهیزات تحت تعمیر و مدارهای زنده ارائه می‌دهد.

ویژگی‌های کلیدی این جداکننده شامل ساختار فشرده، مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون، عملکرد پایدار و مقاومت قوی در برابر زلزله است. سیستم تماس مکانیکی آن از طراحی تک‌پایه‌ای ساده‌ی انعطاف‌پذیر استفاده می‌کند و اجزای انتقال در داخل لوله هدایت الکتریکی قرار داده شده‌اند تا از تداخلات محیطی خارجی محافظت شوند. در داخل لوله هدایت الکتریکی یک جفت فنر تعادل و یک دسته فنر ضربه‌ای نصب شده‌اند: اولی برای اطمینان از تعادل مکانیکی قابل اعتماد در عملیات باز و بسته شدن و دومی برای ایجاد فشار تماس کافی برای بسته شدن ایمن.

چون جداکننده‌ها معمولاً در فضای باز نصب می‌شوند، تحت تأثیر عوامل خارجی مانند باد و زلزله قرار می‌گیرند. برای افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی، یک مکانیسم قفل در بدنه جداکننده یکپارچه شده تا بسته شدن پایدار و ایمن را تضمین کند. هم جداکننده و هم سوئیچ زمینی از لوله‌های هدایت الکتریکی آلومینیومی استفاده می‌کنند و تماس‌های متحرک و ثابت آن‌ها با نقره یا طلا پوشش داده شده‌اند تا مقاومت در برابر سایش، استحکام مکانیکی و پایداری الکتریکی در مفاصل چرخشی را تضمین کنند.

سوئیچ زمینی دارای ساختار تک‌پایه‌ای چرخشی است. در حین بسته شدن، تماس متحرک ابتدا چرخیده و سپس به صورت عمودی به بالا حرکت می‌کند تا با تماس ثابت متصل شود و از پرش یا بازگشت تماس جلوگیری کند. این طراحی اطمینان از بسته شدن قابل اعتماد و پایداری دینامیکی و حرارتی مداوم تحت شرایط جریان کوتاه مجاز را تضمین می‌کند.

۲. ساختار و اصول عملکرد جداکننده

فرآیند عملکرد جداکننده شامل دو عمل اصلی است: عمل چرخشی و عمل ضربه‌ای.

۲.۱ عمل چرخشی

با هدایت یک مکانیسم چرخشی افقی، یک جفت دنده که روی عایق سرامیکی چرخان نصب شده‌اند دو دسته مکانیسم چهارباره را به حرکت در صفحه می‌اندازند. در این حرکت، لوله هدایت الکتریکی پایین به جلو چرخیده تا بسته شود (عمل بسته شدن) یا به عقب چرخیده تا باز شود (عمل باز شدن). میله عملکردی مفصلی در بالای پیچک عملیاتی بنابراین جابجایی محوری نسبت به لوله هدایت الکتریکی پایین ایجاد می‌کند.

بالای میله عملکردی مفصلی به یک مجموعه دنده-زنجیره متصل است. با حرکت میله، زنجیره چرخیده و دنده را می‌راند. این باعث می‌شود که لوله هدایت الکتریکی بالایی که به محور دنده ثابت شده‌است نسبت به لوله هدایت الکتریکی پایین حرکت کند، یا مستقیم شود (بسته شدن) یا خم شود (باز شدن).

همزمان، با حرکت محوری میله عملکردی مفصلی، فنرهای تعادلی در داخل لوله هدایت الکتریکی به طور مداوم انرژی ذخیره و آزاد می‌کنند. این امر به طور موثر نیروی ترمز سنگین را متعادل می‌کند و عملکرد هموار و پایدار را در طول چرخه کامل تغییر وضعیت تضمین می‌کند.

۲.۲ عمل ضربه‌ای

در حالی که جداکننده از وضعیت باز به وضعیت بسته حرکت می‌کند و به هم‌خطی کامل (یعنی تقریباً مستقیم) نزدیک می‌شود، دنده با یک صفحه مایل در جعبه دنده همگرا می‌شود و در آن ادامه می‌یابد. در این مرحله، تحت نیروی واکنش فنر بازگشت، میله عملکردی مفصلی که به دنده-زنجیره متصل است به جلو حرکت می‌کند.

این حرکت به جلو از طریق مجموعه تماس متحرک منتقل می‌شود که میله هل دهنده حرکت خطی را به عمل ضربه‌ای ایستگاه تماس تبدیل می‌کند. یک بار که میله تماس ثابت به طور ایمن گرفته شد، دنده به طور کمی به بالا در صفحه مایل حرکت می‌کند تا بسته شدن مکانیکی کامل را تحقق بخشد.

در این مرحله، فنر ضربه‌ای در داخل لوله هدایت الکتریکی بیشتر فشرده می‌شود و نیرویی بر میله هل دهنده وارد می‌کند تا نیروی محرک پایداری را تأمین کند که فشار تماس مداوم و قابل اعتماد بین ایستگاه تماس و میله ثابت را حفظ می‌کند.

در حین عمل باز شدن، دنده ادامه دارد تا به طور کامل از صفحه مایل جدا شود. سپس فنر بازگشت میله هل دهنده را می‌کشیده و تماس‌های متحرک به شکل "V" باز می‌شوند و اتصال الکتریکی را می‌شکنند.

۳. مطالعه موردی

۳.۱ مشاهده و تحلیل خطا

در یک سال خاص، در طی یک عملیات تغییر در زیرстанسیون ۱۱۰ کیلوولت، یک جداکننده فشار بالا نتوانست باز شود. فوراً یک بازرسی کامل روی سیستم زمینی، سیستم هدایت اصلی، قفل مکانیکی، لوله‌های هدایت الکتریکی بالا و پایین و مکانیسم عملیاتی موتوری انجام شد. بررسی نشان داد که دنده انتقال در جعبه مکانیسم موتوری آسیب دیده بود و اجزایی مانند پین‌ها و مفاصل شکسته شده بودند. کارکنان عملیات و نگهداری نقص را گزارش دادند و تدابیر اصلاحی بر اساس برنامه نگهداری سالانه اجرا شد.

۳.۲ تدابیر بهبود

(۱) به‌روزرسانی اجزای کمکی
پین‌ها و مفاصل با استنلس استیل با کیفیت بالا جایگزین شدند تا از فرسودگی در طول دوره عملیات بلندمدت جلوگیری شود. بوش‌های ایمپرجن گرافیتی و ترکیبی که مقاوم در برابر فرسودگی و با ضریب اصطکاک کم هستند، به کار گرفته شدند تا کارایی انتقال را افزایش دهند. تمام قطعات فولادی م袒露的中文似乎是个错误，我将根据您的要求继续完成翻译。以下是剩余部分的波斯语翻译：

(1) به‌روزرسانی اجزای کمکی
پین‌ها و مفاصل با استنلس استیل با کیفیت بالا جایگزین شدند تا از فرسودگی در طول دوره عملیات بلندمدت جلوگیری شود. بوش‌های ایمپرجن گرافیتی و ترکیبی که مقاوم در برابر فرسودگی و با ضریب اصطکاک کم هستند، به کار گرفته شدند تا کارایی انتقال را افزایش دهند. تمام قطعات فولادی مواجهه با محیط خارجی با روکش گالوانیزه شدند که به طور قابل توجهی عملکرد ضد فرسودگی را بهبود بخشید. تجربیات میدانی نشان می‌دهد که گالوانیزه شدن گرم مناسب برای کاربردهای خارجی است.

(2) بهبود مکانیسم عملیاتی موتوری
مکانیسم موتوری CJ7A اصلی با مدل جدید CJ11 جایگزین شد. تصویر مکانیسم CJ11 به‌روزرسانی شده در شکل ۱ نشان داده شده است.

(3) طراحی پیشرفته سوئیچ کمکی
سوئیچ کمکی یک مولفه ثانویه مهم است که سیگنال‌های وضعیت باز/بسته را ارائه می‌دهد. خرابی آن می‌تواند منجر به سیگنال‌های غلط و اختلال در عملیات شود. طراحی جدید از مکانیسم میکروسوئیچ پیشرفته محرکه با کام استفاده می‌کند که تضمین می‌کند تغییر وضعیت قابل اعتماد، چرخش هموار و مقاومت در برابر خرابی در انتقال‌های باز/بسته باشد.

(4) محافظت کنترل موتور
بعد از اتمام عملیات باز یا بسته شدن، تغذیه موتور ابتدا توسط سوئیچ کمکی قطع می‌شود. اگر سوئیچ کمکی خراب شود، سوئیچ‌های حدی در دو طرف باز و بسته موتور را قطع می‌کنند. اگر این‌ها نیز خراب شوند، محدودکننده‌های مکانیکی در دو طرف یک رеле حرارتی را فعال می‌کنند تا تغذیه برق را قطع کنند. این سیستم محافظت سه‌سطحی به طور قابل اعتماد موتور را بعد از هر عملیات متوقف می‌کند و از حرکت غیرقابل کنترل و آسیب مکانیکی ممکن جلوگیری می‌کند.

(۵) سیستم انتقال مکانیکی
از یک سیستم پیوند دندانه‌ای استفاده شده است. دندانه‌ای، پیوندها و سایر اجزای کاهش‌دهنده با دقت تولید شده و در یک پوشش آلومینیومی محفوظ هستند. این طراحی عملکرد صاف، سر و صدا کم و عدم وجود ضربه برخورد را تضمین می‌کند.

(۶) سیستم کنترل ثانویه
پنل کنترل دارای چیدمان منطقی و زیبا با ساختار درب مفصلی است که تسهیل در کابل‌کشی و نگهداری محلی را فراهم می‌کند و همچنین عملکرد ایمن و قابل اعتماد سیستم ثانویه را تضمین می‌کند.

(۷) ختم بسته‌بندی
پوشش مکانیسم از ختم هوایی در درب استفاده می‌کند. هم درب و هم پوشش بالایی از فولاد ضد زنگ ۲/۵ میلی‌متری ساخته شده‌اند، در حالی که بدنه اصلی از فولاد ضدزنگ ۲ میلی‌متری است که مقاومت بسیار خوبی علیه باد، ماسه و فرسودگی ارائه می‌دهد.

۴. نتیجه‌گیری

بر اساس سال‌ها تجربه عملیاتی و تحلیل خطا در مکانیزم‌های موتوری جداکننده در این زیرстанسیون ۱۱۰ کیلوولت، مکانیزم اصلی به مدل CJ11 توسعه یافته توسط گروه پینگگائو—یک مکانیزم عملیاتی موتوری جدید طراحی شده و مستقل با نوع دندانه‌ای—بهبود یافت. این طراحی بهبود یافته نقاط ضعف قبلی در مهندسی و تولید را غلبه می‌کند و قابلیت عملکرد بالا، حرکت صاف، کارایی انتقال بالا، عدم وجود ضربه لختی، سر و صدا کم، قابلیت تعویض بالا و ظاهر جذاب ارائه می‌دهد.

علاوه بر عملیات الکتریکی محلی و دور، مکانیزم CJ11 همچنین عملیات دستی را حمایت می‌کند. آزمایش‌های عملی تحت شرایط بار اسمی نشان داده است که قادر به انجام بیش از ۱۰۰۰۰ عملیات مکانیکی قابل اطمینان است.