Skupne vzroki in ukrepi za izboljšanje pri pogostih odpornikih GN30 v napravah za preklop na 10 kV

1.Analiza strukture in delovanja odskočnika GN30
Odskočnik GN30 je visokonapetostni preklopnik, predvsem uporabljen v notranjih električnih sistemih za odpiranje in zapiranje vezij pod napetostjo, vendar brez opterečenosti. Ustreza električnim sistemom z nazivno napetostjo 12 kV in AC frekvenco 50 Hz ali nižjo. Odskočnik GN30 se lahko uporablja skupaj z visokonapetostnimi preklopniki ali kot samostojna enota. Z njegovo kompaktno strukturo, preprostimi operacijami in visoko zanesljivostjo se široko uporablja v sektorjih energije, prometa in industrije.

Struktura odskočnika GN30 se glavno sestoji iz naslednjih komponent:

• Fiksne dele: vključno z bazo, izolatorji in fiksne kontakte. Baza podpira in fiksira celotni preklopnik, noseči različne mehanske obremenitve med delovanjem. Izolatorji podpirajo fiksne in vrteče kontakte, zagotavljajo električno izolacijo med delovanjem. Fiksni kontakte so povezani z električno omrežjem in nameščeni na bazi; ne premikajo se med operacijami odpiranja/zapiranja.

• Vrteči deli: vključno z vrtečim (gibljivim) kontaktom, vrtilom in krakom. Vrteči kontakt je aktivni element, ki izvaja preklop z vrtenjem. Vrtl je nameščen na bazi in služi kot točka za gibljenje. Krak povezuje vrtl z operacijskim mehanizmom, prenaša gibanje na vrteči kontakt, da doseže odpiranje in zapiranje.

• Operacijski mehanizem: vključno z ročnimi in električnimi operacijskimi mehanizmi. Ročni mehanizem ima ročico, ki postavlja odskočnik v položaj "delovanje" ali "izolacija". Ročno vrtenje ročice aktivira preklopnik. Tudi električni operacijski mehanizem se lahko namesti za avtomatsko oddaljeno nadzorovanje preklapljanja.

• Napetostni urejenost: Odskočnik GN30 se lahko opremi z napetostnim preklopnikom za zagotovitev napetostne funkcionalnosti, kar povečuje varnost delovanja.

• Zaščitni elementi: Za varno in zanesljivo delovanje so nameščeni zaščitni pokrovi in pregrade, ki preprečujejo nenamerno stik z živimi deli in zaščitujo osebje.

• Pomožni elementi: Po potrebi se lahko dodajo dodatki, kot so kazalniki žive napetosti in sistemi za opozarjanje o napakah, za povečanje inteligentnosti, omogočajo realnočasno spremljanje stanja delovanja in pravočasno zaznavanje in reševanje napak.

2.Analiza napak odskočnika GN30 v preklopniku 10 kV

2.1 Klasifikacija in analiza učestvitve napak odskočnika GN30
Kot ključni visokonapetostni preklopnik igra odskočnik GN30 pomembno vlogo v električnih sistemih. Vendar pa se med dolgoročnim delovanjem lahko pojavijo različne napake, ki vplivajo na zanesljivost sistema. Za zagotovitev varnega in stabilnega delovanja omrežja je potrebno napake razvrstiti in analizirati njihova pogostva, da bi se implementirale ciljne preventivne in popravilne mere.

Napake odskočnika GN30 se lahko razvrstijo kot sledi:

• Izolacijske napake: najpogostejši tip, vključno z propadom izolatorjev, starostenjem izolacije in poškodbo izolacijskih materialov. Te napake ogrožajo integriteto izolacije in varnost sistema.

• Kontaktna napake: vključno z oksidacijo, nosenjem in razsproščanjem kontaktov, kar lahko povzroči nepravilno odpiranje/zapiranje in motnje v kontinuiteti vezij.

• Mehanske napake: kot so zastoji vrtečih elementov, polom kraka ali deformacija baze, ki vodijo do netrgostnega ali neuspešnega delovanja.

• Električne napake: vključno z odpadom motorja, poškodbami kontrolerja ali težavami z oskrbovalno napetostjo, ki motijo avtomatsko preklapljanje in zmanjšujejo učinkovitost sistema.

• Toplotne napake: povzročene nedostatkom toplotnega razprševanja med delovanjem, kar vodi do povišanja temperature, deformacije, starostenja ali celo poškodbe elementov.

• Človeško povzročene napake: posledica operativnih napak, nepravilnega vzdrževanja ali napačne namestitve, ki lahko povzročijo nepopravljiva stanja ali varnostne incidente.

Za analizo učestvitve napak je potrebno zbrati in statistično analizirati podatke o napakah v določenem časovnem obdobju. Ta analiza vključuje:

• Razporeditev tipov napak: štetje pojavnosti vsakega tipa napak, da bi se določila njihova proporcija in resnost.

• Analiza osnovnih vzrokov: identifikacija glavnih vzrokov, ki usmerjajo preventivne strategije.

• Časovna razporeditev: analiza, kdaj se napake pojavljajo (npr. ura dne), da bi se povezalo z operativnimi pogoji.

• Korelacija s okoljem: ocena povezave med napakami in okoljskimi dejavniki (temperatura, vlaga, prah).

• Korelacija z operacijami/vzdrževanjem: ocena, kako nepravilno delovanje ali zamudjeno vzdrževanje prispeva k napakam.

Taka analiza pomaga identificirati ključne težave pri delovanju odskočnika GN30, omogoča ciljne izboljšave za povečanje zanesljivosti in varnosti.

2.2 Analiza in razprava o pogostih vzrokih napak
Glavni vzroki za napake odskočnika GN30 so štiri:

Prvi, napake v projektiranju in proizvodnji. Slab dizajn ali podstandardne procese v proizvodnji lahko vodijo do nedostatka strukturne trdnosti, kar povzroči polom ali deformacijo delov. Neprimerna izbira materialov, kot so izolacijski materiali, ki manjkajo trdnosti proti nošnji ali toplini, tudi poveča tveganje za napako.

Drugi, pogoji preobremenitve in previsokih napetosti. Dolgotrajna preobremenitev povzroča prekomerno segrevanje, kar vodi do termalne ekspanzije ali staranja izolacije, zaradi česar se poškodujejo funkcije preklopa in izolacije. Dogodki z visoko napetostjo (npr. udari bleska ali pretokov omrežja) lahko povzročijo propad izolacije ali razbliščanje.

Tretji, napačno delovanje. Napake operatorjev – kot so delo brez odstranitve napajanja, prevelika moč pri uporabi ročice, ki povzroči mehanske poškodbe, ali zanemarjanje vzdrževanja (npr. nečistota ali nepremaznost) – lahko sprožijo težave.

Četrti, okoljski in naravni dejavniki. Ekstremno hladno lahko povzroči odpoved motorja zaradi kondenzacije vlage ali zamrznitve. Visoke temperature pospešujejo staranje izolacije in termalno ekspanzijo. Naravne nesreče, kot so potresi, lahko fizično poškodujejo ali deformirajo preklop.

3.Načini izboljšave napak ločilnika GN30 v napravi za preklop na 10 kV

3.1 Izboljšave v oblikovanju in proizvodnji
Izbira materialov je ključnega pomena za zmogljivost in zanesljivost. Za fiksne in vrteči kontakte bi morali biti uporabljeni materiali visoke trdnosti in odpornosti na striranje, da bi premagali visoko napetost in pogosto delovanje. Izolacijski materiali morajo zagotavljati odlično dielektrično trdost in toplinsko odpornost.

Natančni proizvodni postopki zagotavljajo točnost dimenzij in kakovost montaže. Strogi nadzor tolerancij obrabi preprečuje težave pri prileganju ali operativni nenaračnosti.

Med oblikovanjem bi analiza zanesljivosti morala upoštevati potencialne stresne dejavnike – pretokove napetosti, razbliščanje, lokalno presegrevanje – za določitev in zmanjšanje tveganj za odpoved.

Strog pregled kakovosti in testiranje skozi celoten proces proizvodnje – vključno z preverjanjem surovine, komponent in predmontažnih pregledov – so ključni. Testi bi morali zajemati mehansko trdost, električno zmogljivost, integriteto izolacije in gladko delovanje.

Proizvajalcem bi morali biti uvedeni kompleksni sistemi za upravljanje kakovosti, vključno z protokoli za nadzor kakovosti, navodili za postopek in standardi za pregled, da bi standardizirali proizvodnjo, izboljšali učinkovitost in zmanjšali stopnjo napak.

3.2 Merila za preprečevanje preobremenitve in previsokih napetosti
Za težave, povezane s preobremenitvijo (npr. presegrevanje kontaktov, ekspanzija izolatorjev), odstranite takoj napajanje, ocenite stanje obremenitve in redistribuirajte energijo, da bi preprečili ponovno pojavljanje. Če obremenitve ni mogoče zmanjšati, namestite rezervne opreme ali alternativne vire energije.

Za dogodke z visoko napetostjo (npr. propad izolacije, razbliščanje) odstranite napajanje in pregledajte izdržljivost izolacije in komponent. Hitro zamenjajte degradirano izolacijo ali starane komponente. Namestite zaščitne naprave za previsoko napetost, kot so arresterji z oksidom cinka, za zaščito ločilnika pred pikami napetosti.

3.3 Izboljšani operacijski postopki
Operatorji morajo temeljito razumeti navodila, spoznati načela delovanja in slediti pravilnim postopkom. Pred delom vedno preverite, ali je napajanje odstranjeno, da bi preprečili nesreče.

Osebje za vzdrževanje mora redno opravljati čiščenje, premaz in pregled. Čiščenje odstrani prah in kontaminate, da ohranja stabilnost izolacije. Premaz zmanjša trenje za gladko delovanje. Pregledi zaznamejo zgodnje znake nosilca ali poškodbe.

Izvajajte redne preglede in teste – vključno z nošnjim škodo kontaktov, stanjem izolatorjev, delovanjem mehanizma in električno zmogljivostjo – za preverjanje skladnosti s specifikacijami oblikovanja in preprečevanje velikih odpovedi.

3.4 Preprečevanje in nadzor okoljskih dejavnikov
Namestitev zaščitnih oklepajev učinkovito zaščiti notranje komponente pred prahom, dežjem, odpadki in kontaminacijo, ohranja pa tudi zmogljivost izolacije. Oklepaji morajo biti oblikovani, da omogočajo dostop za delo in vzdrževanje.

V okoljih z nizkimi temperaturami uporabite izolacijske materiale z preverjeno odpornostjo na mrzlo, da ohranite mehanske in električne lastnosti in preprečite krhotljivost.

V strogih pogojih redno pregledujte izolatorje, izolacijske strukture in električne komponente. Po potrebi izvajajte teste izolacijskega upora in električne zmogljivosti, da zaznamate in rešite težave zgodaj.

4.Zaključek
Ta članek naredi podrobno analizo pogostih vzrokov odpovedi ločilnika GN30 v napravi za preklop na 10 kV in predlaga serijo izboljševalnih meril, namenjenih izboljšanju njegove zanesljivosti in varnosti, da zagotovi stabilno delovanje sistema za oskrbo z energijo. Prihodnja raziskava bi lahko raziskovala dodatne vplivne dejavnike in učinkovitejše strategije zmanjševanja. Poleg tega bi praktični primeri lahko potrdili učinkovitost teh metod, kar bi prineslo bogatejšo teoretično podporo za zanesljivo delovanje sistemov za oskrbo z energijo.