एक ११० किलोवोल्ट सबस्टेशन पर उच्च वोल्टता डिसकनेक्टर की खुलने में विफलता का दोष संभालना

संबंधित नियमों के अनुसार, उच्च-वोल्टेज डिसकनेक्टर निम्नलिखित संचालन करने की अनुमति रखते हैं:

• सामान्य ऑपरेशन में प्रयोग किए जाने वाले वोल्टेज ट्रांसफार्मर (PTs) और सर्ज आरेस्टर्स का स्विचिंग (खोलना/बंद करना);

• सामान्य ऑपरेशन में मुख्य ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल ग्राउंडिंग डिसकनेक्टर का स्विचिंग;

• सर्कुलेटिंग करंट को संतुलित करने के लिए छोटे-करंट लूप का स्विचिंग।

उच्च-वोल्टेज डिसकनेक्टर एक विद्युतीय घटक है जिसमें आर्क-शमन क्षमता नहीं होती। इसलिए, यह केवल तभी संचालित किया जा सकता है जब यह खुला स्थिति में हो। लोड के तहत डिसकनेक्टर का संचालन—जब संबंधित सर्किट ब्रेकर बंद हो या उपकरण ऊर्जा युक्त हो—तीव्र विद्युत आर्क उत्पन्न कर सकता है। गंभीर मामलों में, यह फेज-से-फेज शॉर्ट सर्किट, उपकरण की क्षति, और भारी व्यक्तिगत सुरक्षा के खतरे का कारण बन सकता है।

जब डिसकनेक्टर खुला होता है, तो इसके गतिशील और स्थिर संपर्कों के बीच एक स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाला और विश्वसनीय अलगाव होना चाहिए, जो आवश्यक अलगाव दूरी को पूरा करता है। विपरीत रूप से, जब बंद होता है, तो यह नियमित लोड करंट और शॉर्ट सर्किट करंट दोनों को विश्वसनीय रूप से ले जाना चाहिए। डिसकनेक्टर का प्राथमिक कार्य उच्च-वोल्टेज लाइव भागों और ऊर्जा स्रोत या बसबार के बीच एक विश्वसनीय अलगाव बिंदु प्रदान करना है, जिससे डी-एनर्जाइज्ड लाइनों के सुरक्षित रखरखाव के लिए एक स्पष्ट टूटना सुनिश्चित किया जाता है।

उच्च-वोल्टेज डिसकनेक्टर सबस्टेशन प्रसारण लाइनों के साथ समन्वय करके स्विचिंग संचालन करने के लिए भी उपयोग किए जा सकते हैं, जिससे सबस्टेशन की ऑपरेशनल कॉन्फ़िगरेशन में परिवर्तन होता है। उदाहरण के लिए, डबल-बसबार ऑपरेशन वाली एक सबस्टेशन में, ऑपरेटिंग बसबार को स्टैंडबाय बसबार पर स्थानांतरित किया जा सकता है—या एक बसबार पर विद्युतीय घटकों को दूसरी बसबार पर स्विच किया जा सकता है—बस-टाइ सर्किट ब्रेकर और बस-टाइ ब्रेकर के दोनों ओर के उच्च-वोल्टेज डिसकनेक्टर का उपयोग करके। हालांकि, अक्सर स्विचिंग संचालनों के कारण, डिसकनेक्टर खोलने या बंद करने में असमर्थ होने जैसी विफलताएं हो सकती हैं। इन दोषों का प्रणालीगत रूप से विश्लेषण और निदान किया जाना चाहिए। यदि डिसकनेक्टर में अंतर्निहित दोष हों, तो डिजाइन में सुधार की आवश्यकता होती है।

1. डिसकनेक्टरों की विशेषताएं

आमतौर पर, सर्किट ब्रेकर के प्रत्येक तरफ एक डिसकनेक्टर लगाया जाता है ताकि एक स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाला ब्रेकिंग पॉइंट बनाया जा सके—सुरक्षा को बढ़ावा देने और रखरखाव को सुविधाजनक बनाने के लिए। ऊपरी बसबार से ऊर्जा एक स्विचगियर कैबिनेट के माध्यम से आउटगोइंग फीडर तक प्रदान की जाती है। सर्किट ब्रेकर से ऊपर का डिसकनेक्टर मुख्य रूप से ऊर्जा स्रोत को अलग करता है। हालांकि, अक्सर निचली ओर से ऊर्जा प्रदान की जा सकती है—उदाहरण के लिए, अन्य सर्किटों या कैपेसिटरों से रिवर्स पावर फ्लो के माध्यम से—जिसके लिए सर्किट ब्रेकर के निचले ओर एक दूसरा डिसकनेक्टर की आवश्यकता होती है।

एक निश्चित 110 kV सबस्टेशन GW16B/17B-252 प्रकार के उच्च-वोल्टेज डिसकनेक्टर का उपयोग करता है। उनकी तकनीकी विशेषताएं टेबल 1 में सूचीबद्ध हैं। यह डिसकनेक्टर एक तीन-पोल आउटडोर उच्च-वोल्टेज उपकरण है, जो 110 kV सबस्टेशन में नो-लोड स्विचिंग संचालन के लिए डिजाइन किया गया है, जो रखरखाव के लिए उपकरणों और ऊर्जा युक्त सर्किटों के बीच विद्युतीय अलगाव प्रदान करता है।

इस डिसकनेक्टर की मुख्य विशेषताएं शामिल हैं: संपीड़ित संरचना, उच्च ऑक्सीकरण प्रतिरोध, स्थिर संचालन और मजबूत भूकंप प्रदर्शन। इसकी यांत्रिक संपर्क प्रणाली एक सरल एकल-बाहु फ्लेक्सर डिज़ाइन का उपयोग करती है, जिसमें प्रसारण घटकों को आवेशी पाइप के अंदर रखा गया है ताकि बाहरी पर्यावरणीय हस्तक्षेप से उन्हें बचाया जा सके। आवेशी पाइप के अंदर एक जोड़ी बैलेंसिंग स्प्रिंग और एक सेट क्लैंपिंग स्प्रिंग लगाए गए हैं: पहले वाले खोलने और बंद करने के संचालन के दौरान यांत्रिक संतुलन को सुनिश्चित करते हैं, जबकि दूसरे वाले सुरक्षित क्लैंपिंग के लिए पर्याप्त संपर्क दबाव प्रदान करते हैं।

चूंकि डिसकनेक्टर आमतौर पर बाहर लगाए जाते हैं, इसलिए वे पवन और भूकंप जैसे बाहरी प्रभावों का सामना करते हैं। संचालन की विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए, डिसकनेक्टर शरीर में एक लॉकिंग मेकेनिज्म एकीकृत किया गया है ताकि स्थिर और सुरक्षित बंद होने की गारंटी दी जा सके। डिसकनेक्टर और इसके ग्राउंडिंग स्विच दोनों एल्यूमिनियम लोहे के आवेशी पाइप का उपयोग करते हैं, जिनमें चल और स्थिर संपर्क चांदी या सोने से प्लेटिंग किया गया है ताकि धारिता, यांत्रिक दृढ़ता और घूर्णन जंक्शन पर विद्युत स्थिरता की गारंटी दी जा सके।

ग्राउंडिंग स्विच की एक एकल-बाहु स्विंग संरचना है। बंद करने के दौरान, चल संपर्क पहले घूमता है और फिर ऊर्ध्वाधर रूप से ऊपर की ओर चलता है ताकि स्थिर संपर्क से जुड़ सके, संपर्क उछलने या प्रतिक्रिया से बचा जा सके। यह डिज़ाइन विश्वसनीय बंद होने और निर्धारित छोटे-सर्किट धारा की स्थितियों के तहत निरंतर गतिज और तापीय स्थिरता की गारंटी देता है।

2. डिसकनेक्टर की संरचना और संचालन सिद्धांत

डिसकनेक्टर की संचालन प्रक्रिया में दो मुख्य कार्रवाइयाँ शामिल हैं: झुकाव की कार्रवाई और क्लैंपिंग की कार्रवाई।

2.1 झुकाव की कार्रवाई

आरोपी घूर्णन मेकेनिज्म के द्वारा, घूर्णन पोर्सिलेन अनुनादक पर लगाए गए एक जोड़ी गियर दो सेट चार-बाहु लिंकेज को योजनात्मक गति करने के लिए चलाते हैं। इस चालन के तहत, निचला आवेशी पाइप आगे की ओर घूमता है ताकि बंद हो (बंद कार्रवाई) या पीछे की ओर घूमता है ताकि खुला हो (खुला कार्रवाई)। संचालन स्क्रू के शीर्ष पर लगाए गए झुकाव अधिनियमकारी रोड इस प्रकार निचले आवेशी पाइप के सापेक्ष अक्षीय विस्थापन उत्पन्न करता है।

इस झुकाव अधिनियमकारी रोड के ऊपरी सिरे को एक गियर-चेन असेंबली से जोड़ा गया है। रोड चलने के साथ, यह चेन को घूमाता है, जो गियर को चलाता है। इससे ऊपरी आवेशी पाइप—जो गियर धुरी पर ठोस है—निचले आवेशी पाइप के सापेक्ष चलता है, या सीधा हो जाता है (बंद) या झुक जाता है (खुला)।

इसी समय, झुकाव अधिनियमकारी रोड अक्षीय गति के दौरान, आवेशी पाइप के अंदर बैलेंसिंग स्प्रिंग लगातार ऊर्जा को भंडारित और रिलीज़ करते हैं। यह भारी ब्रेकिंग टोक को विरोध करने में प्रभावी रूप से मदद करता है, इस प्रकार पूरे स्विचिंग चक्र के दौरान निरंतर और स्थिर संचालन की गारंटी देता है।

2.2 क्लैंपिंग की कार्रवाई

जब डिसकनेक्टर खुले स्थिति से बंद स्थिति की ओर चलता है और पूर्ण संरेखण (यानी, लगभग सीधी व्यवस्था) के निकट पहुंचता है, तो गियर गियरबॉक्स पर एक टिल्टेड प्लेन के साथ जुड़ता है और इस पर फिर से स्लाइड करता है। इस बिंदु पर, रिटर्न स्प्रिंग के प्रतिक्रियात्मक बल के तहत, गियर-चेन से जुड़ा झुकाव अधिनियमकारी रोड आगे बढ़ता है।

यह आगे की गति चल रहे संपर्क असेंबली के माध्यम से प्रसारित होती है, जहां एक पुश रोड रेखीय गति को संपर्क उंगलियों की क्लैंपिंग कार्रवाई में परिवर्तित करता है। जब स्थिर संपर्क रोड को सुरक्षित रूप से ग्रिप किया जाता है, तो गियर टिल्टेड प्लेन पर थोड़ा ऊपर की ओर स्लाइड करता है ताकि पूर्ण यांत्रिक बंद होने की गारंटी दी जा सके।

इस चरण में, आवेशी पाइप के अंदर क्लैंपिंग स्प्रिंग और अधिक संपीड़ित होता है और पुश रोड पर बल लगाता है, जिससे संपर्क उंगलियों और स्थिर रोड के बीच निरंतर और विश्वसनीय संपर्क दबाव की गारंटी दी जाती है।

खुलने के दौरान, गियर टिल्टेड प्लेन पर बाहर की ओर चलता रहता है जब तक कि यह पूरी तरह से विसंगत नहीं हो जाता है। रिटर्न स्प्रिंग फिर पुश रोड को खींचता है, जिससे संपर्क उंगलियां "V" आकार में खुलती हैं, इस प्रकार विद्युत कनेक्शन टूट जाता है।

3. मामला अध्ययन

3.1 दोष निरीक्षण और विश्लेषण

एक निश्चित वर्ष में, 110 kV उपस्टेशन में स्विचिंग संचालन के दौरान, एक उच्च-वोल्टेज डिसकनेक्टर खुलने में विफल रहा। तुरंत ग्राउंडिंग प्रणाली, मुख्य आवेशी प्रणाली, यांत्रिक इंटरलॉक, ऊपरी/निचले आवेशी पाइप, और मोटरी संचालन मेकेनिज्म पर व्यापक निरीक्षण किया गया। जांच में पाया गया कि मोटर मेकेनिज्म बॉक्स के अंदर ट्रांसमिशन गियर क्षतिग्रस्त था, और शाफ्ट पिन और जंक्शन जैसे घटक टूट गए थे। संचालन और रखरखाव कर्मचारी दोष की रिपोर्ट की, और वार्षिक रखरखाव कार्यक्रम के अनुसार सुधारात्मक उपाय लिए गए।

3.2 सुधारात्मक उपाय

(1) सहायक घटकों का अपग्रेड
शाफ्ट पिन और जंक्शन को लंबी अवधि के संचालन के दौरान जीवनांक की रोकथाम के लिए उच्च गुणवत्ता वाले स्टेनलेस स्टील से बदल दिया गया। ग्राफाइट-अंतरित और यौगिक बुशिंग—जो जीवनांक की रोकथाम और कम घर्षण गुणांक के साथ—प्रसारण दक्षता को बढ़ाने के लिए अपनाए गए। सभी दिखाई देने वाले लोहे के घटकों को हॉट-डिप गैल्वेनाइज्ड किया गया, जिससे जीवनांक की रोकथाम की गुणवत्ता में बहुत बढ़ोतरी हुई। क्षेत्रीय अनुभव यह सुझाव देता है कि हॉट-डिप गैल्वेनाइजिंग बाहरी अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से उपयुक्त है।

(2) मोटरी संचालन मेकेनिज्म का विकास
मूल CJ7A मोटर मेकेनिज्म को नए CJ11 मॉडल से बदल दिया गया। अपग्रेड CJ11 मेकेनिज्म का एक फोटो चित्र 1 में दिखाया गया है।

(3) उन्नत सहायक स्विच डिज़ाइन
सहायक स्विच एक महत्वपूर्ण द्वितीयक घटक है जो खुले/बंद स्थिति संकेत प्रदान करता है। विफलता के मामले में, गलत संकेत और संचालन विफलता हो सकती है। नई डिज़ाइन अंतरराष्ट्रीय रूप से उन्नत कैम-चालित माइक्रो स्विच मेकेनिज्म का उपयोग करती है, जो विश्वसनीय स्विचिंग, निर्विघ्न घूर्णन और खुले/बंद अंतरण के दौरान विफलता से बचाव की गारंटी देती है।

(4) मोटर नियंत्रण सुरक्षा
खुले या बंद संचालन के पूरा होने के बाद, सहायक स्विच द्वारा मोटर की शक्ति को पहले काट दिया जाता है। यदि सहायक स्विच विफल होता है, तो खुले और बंद दोनों तरफ के टर्मिनल लिमिट स्विच मोटर को अलग कर देते हैं। यदि ये भी विफल होते हैं, तो दोनों तरफ के यांत्रिक स्टॉपर एक थर्मल रिले को सक्रिय करते हैं ताकि शक्ति को काट दिया जा सके। यह तीन-स्तरीय सुरक्षा प्रणाली प्रत्येक संचालन के बाद मोटर को विश्वसनीय रूप से रोकती है, अनियंत्रित गति और संभावित यांत्रिक क्षति से बचाव करती है।

(5) यांत्रिक प्रसारण प्रणाली
एक चाकड़-गियर लिंकेज प्रणाली का उपयोग किया जाता है। चाकड़ गियर, लिंकेज और अन्य घटना संगठन तत्व परिशुद्धता से मशीन किए गए हैं और एल्युमिनियम इंटीग्रेटेड हाउज़िंग के भीतर बंद किए गए हैं। यह डिजाइन निर्विघ्न कार्य, कम शोर और कोई प्रभाव धक्के की गारंटी देता है।

(6) द्वितीयक नियंत्रण प्रणाली
नियंत्रण पैनल एक तर्कसंगत और आकर्षक व्यवस्था के साथ फीचर्स है, जिसमें एक डोर डोर संरचना शामिल है, जो वायरिंग और ऑन-साइट रखरखाव को सुगम बनाती है, साथ ही द्वितीयक प्रणाली के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन की गारंटी देती है।

(7) एन्क्लोजर सीलिंग
मेकेनिज्म एन्क्लोजर दरवाजे पर वायु-बाल सीलिंग का उपयोग करता है। दरवाजा और शीर्ष कवर दोनों 2.5 मिमी मोटी स्टेनलेस स्टील से बने होते हैं, जबकि मुख्य शरीर 2 मिमी मोटी स्टेनलेस स्टील का उपयोग करता है, जो वायु, रेत और रोगाणुओं के खिलाफ उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करता है।

4. निष्कर्ष

इस 110 किलोवोल्ट सबस्टेशन पर डिसकनेक्टर मोटर मेकेनिज्म के वर्षों के संचालन अनुभव और दोष विश्लेषण के आधार पर, मूल मेकेनिज्म को पिंगगाओ ग्रुप द्वारा विकसित CJ11 मॉडल में अपग्रेड किया गया था - एक नए रूप से डिजाइन, स्वतंत्र रूप से विकसित चाकड़-गियर टाइप मोटर संचालित मेकेनिज्म। यह सुधार डिजाइन पूर्व इंजीनियरिंग और निर्माण की कमियों को दूर करता है, जो उच्च संचालन विश्वसनीयता, निर्विघ्न गति, उच्च प्रसारण दक्षता, कोई जड़ता प्रभाव, कम शोर, मजबूत इंटरचेंजेबिलिटी और आकर्षक दिखावट प्रदान करता है।

स्थानीय और दूरस्थ विद्युत संचालन के अलावा, CJ11 मेकेनिज्म मैनुअल संचालन का भी समर्थन करता है। निर्धारित लोड की स्थितियों में व्यावहारिक परीक्षण ने इसकी क्षमता को दर्शाया है कि यह 10,000 से अधिक मैकेनिकल संचालन विश्वसनीय रूप से कर सकता है।