Typovi Причини та Міри Поліпшення для Частих Відмов Вимикачів GN30 у Стійках на 10 кВ

1.Аналіз структури та принципу роботи відокремлювача GN30
Відокремлювач GN30 — це пристрій високого напруги, який використовується переважно в внутрішніх електроенергетичних системах для відкриття та замикання контурів при наявності напруги, але без навантаження. Він підходить для електроенергетичних систем з номінальною напругою 12 кВ і частотою перетворення струму 50 Гц або нижче. Відокремлювач GN30 може бути використаний як окремий пристрій або у поєднанні з високонапіжним комутаційним обладнанням. За допомогою компактної конструкції, простоти управління та високої надійності, він широко застосовується в енергетиці, транспорті та промисловості.

Структура відокремлювача GN30 складається з наступних компонентів:

• Нерухомі частини: включають основу, ізолятори та нерухомі контакти. Основа підтримує та фіксує весь випливаючий пристрій, несучи різні механічні навантаження під час роботи. Ізолятори підтримують як нерухомі, так і обертальні контакти, забезпечуючи електричну ізоляцію під час роботи. Нерухомі контакти з'єднуються з лінією живлення та монтується на основі; вони не рухаються під час операцій відкривання/замикання.

• Обертальні частини: включають обертальний (рухливий) контакт, обертову вісь та шатун. Обертальний контакт є активним компонентом, який виконує комутаційну дію через обертання. Обертача вісь монтується на основі і служить осьовим підшипником для руху. Шатун з'єднує обертачу вісь з механізмом управління, передаючи рух до обертального контакту для досягнення відкриття та замикання.

• Механізм управління: включає механічне та електричне управління. Механічний механізм має ручку управління, яка розташовує відокремлювач у положенні "робочому" або "відокремленому". Обертання ручки вручну запускає переключення. Також може бути встановлений електричний механізм управління для автоматичного віддаленого керування комутаційними операціями.

• Заземлювач: Відокремлювач GN30 може бути оснащений заземлювачем для забезпечення функції заземлення, що підвищує безпеку роботи.

• Захисні пристрої: Для забезпечення безпечного та надійного функціонування, встановлюються захисні елементи, такі як захисні кришки та бар'єри, щоб запобігти неправильному контакту з живими частинами та захистити особливі.

• Додаткові пристрої: Залежно від потреб користувача, можуть бути додані опціональні аксесуари, такі як індикатори живлення та системи сигналізації про аварії, для підвищення інтелектуальності, що дозволяє проводити реальний час контролю стану роботи та своєчасне виявлення та усунення аварій.

2.Аналіз аварій відокремлювача GN30 у комутаційному обладнанні 10 кВ

2.1 Класифікація та аналіз частоти аварій відокремлювача GN30
Як ключовий пристрій високого напруги, відокремлювач GN30 грає важливу роль в електроенергетичних системах. Однак, протягом довготривалої роботи можуть виникнути різні аварії, що впливають на надійність системи. Для забезпечення безпечного та стабільного функціонування мережі, необхідно класифікувати та аналізувати частоту аварій, щоб впровадити цілямі превентивні та корективні заходи.

Автоматичні аварії відокремлювача GN30 можна поділити на такі категорії:

• Ізоляційні аварії: найпоширеніший тип, включає пробив ізоляторів, старіння ізоляції та пошкодження ізоляційних матеріалів. Ці аварії порушують цілісність ізоляції та загрожують безпеці системи.

• Контактні аварії: включають окислення, зношення та ослаблення контактів, що може спричинити неправильне відкривання/замикання та порушити неперервність контуру.

• Механічні аварії: такі як заклинивання обертальних частин, злам шатуну або деформація основи, що призводить до недоступності або невдалої роботи.

• Електричні аварії: включають відмову двигуна, суперечливість контролера або проблеми з живленням, що порушують автоматичне переключення та зменшують ефективність системи.

• Теплові аварії: викликані недостатньою тепловіддачею під час роботи, що призводить до підвищення температури, деформації, старіння або навіть пошкодження компонентів.

• Аварії, спричинені людиною: викликані помилками в управлінні, неправильним обслуговуванням або некоректною установкою, що може призвести до відмов або безпечної ситуації.

Для проведення аналізу частоти аварій, необхідно зібрати та статистично оцінити дані про аварії за певний період. Цей аналіз включає:

• Розподіл типів аварій: підрахунок кількості кожного типу аварії для визначення їхньої частки та серйозності.

• Аналіз первинних причин: ідентифікація основних причин, що допомагає у визначенні стратегій запобігання.

• Часовий розподіл: аналіз часу виникнення аварій (наприклад, час доби) для кореляції з умовами роботи.

• Кореляція з оточенням: оцінка зв'язку між аваріями та факторами оточення (температура, вологість, пил).

• Кореляція з управлінням/обслуговуванням: оцінка того, як неправильне управління або затримане обслуговування впливає на відмови.

Такий аналіз допомагає виявити ключові проблеми в роботі відокремлювача GN30, що дозволяє впровадити цілямі покращення для підвищення надійності та безпеки.

2.2 Аналіз та обговорення типових причин аварій
Чотири основні причини, що вносять вклад у відмови відокремлювача GN30:

По-перше, дефекти проектування та виробництва. Слабке проектування або низькі стандарти виробництва можуть призвести до недостатньої структурної міцності, що призводить до розриву або деформації частин. Неправильний вибір матеріалів, таких як ізоляційні матеріали, які не мають достатньої стійкості до зношення або високих температур, також збільшує ризик відмови.

Друге, перенавантаження та перевищення напруги. Тривале перенавантаження призводить до надмірного нагрівання, що веде до теплового розширення або старіння ізоляції, що погіршує функції комутації та ізоляції. Події перевищення напруги (наприклад, удари блискавки або зсуви у мережі) можуть спричинити пробій ізоляції або дуговий розряд.

Третє, неправильне управління. Помилки операторів — такі як керування без відключення енергії, надмірне застосування сили на ручку, що викликає механічні пошкодження, або неуважність до обслуговування (наприклад, невимивання чи немазання) — можуть спричинити аварії.

Четверте, екологічні та природні фактори. Екстремальний холод може призвести до виходу з ладу двигуна через конденсацію вологи або замерзання. Високі температури прискорюють старіння ізоляції та теплове розширення. Природні катаклізми, такі як землетруси, можуть фізично пошкодити або деформувати виплямлювач.

3.Методи покращення аварійних ситуацій з виплямлювачем GN30 у 10 кВ комутаційному обладнанні

3.1 Покращення в проектуванні та виробництві
Вибір матеріалів має ключове значення для продуктивності та надійності. Для стаціонарних та обертаних контактів слід використовувати матеріали високої міцності, стійкі до зношення, щоб витримувати високу напругу та часті операції. Матеріали ізоляції повинні мати відмінну диелектричну міцність та термостійкість.

Точні технологічні процеси забезпечують геометричну точність та якість зборки. Сувора контролювання допусків машинування запобігає проблемам зі сполученням або недосконалостям у роботі.

При проектуванні аналіз надійності повинен враховувати потенційні стрес-фактори — зсуви напруги, дугові розряди, локальне перегрівання — для виявлення та зниження ризиків виходу з ладу.

Суворі контроль якості та тестування протягом всього виробництва — включаючи перевірку сировини, верифікацію компонентів та передзбіркові огляди — є важливими. Тести повинні охоплювати механічну міцність, електричну продуктивність, цілісність ізоляції та плавність роботи.

Виробники повинні встановити комплексні системи управління якістю, включаючи протоколи контролю якості, інструкції з процесів та стандарти перевірок, щоб стандартизувати виробництво, підвищити ефективність та знизити рівень аварій.

3.2 Захист від перенавантаження та перевищення напруги
Для проблем, пов'язаних з перенавантаженням (наприклад, перегрівання контактів, розширення ізолятора), немедля відключіть живлення, оцініть умови навантаження та перерозподіліть енергію, щоб уникнути повторення. Якщо навантаження не можна зменшити, використайте резервне обладнання або альтернативні джерела енергії.

Для подій перевищення напруги (наприклад, пробій ізоляції, дуговий розряд) відключіть живлення та перевірте здатність ізоляції та компонентів до витримання. Швидко замініть виснажену ізоляцію або старі компоненти. Встановіть захисні пристрої від перевищення напруги, такі як аррестери на основі оксиду цинку, щоб захистити виплямлювач від стрибків напруги.

3.3 Улучшені операційні процедури
Оператори повинні добре зрозуміти інструкцію, засвоїти принципи роботи та дотримуватися правильних процедур. Завжди перевіряйте відключення енергії перед операціями, щоб запобігти аваріям.

Персонал обслуговування повинен регулярно проводити очистку, мазання та огляди. Очистка видаляє пил та забруднювачі, що забезпечує стабільність ізоляції. Мазання зменшує тертя для плавної роботи. Огляди виявляють ранні ознаки зношення або пошкоджень.

Проводьте регулярні перевірки та тестування, включаючи зношення контактів, стан ізоляторів, функціонування механізму та електричну продуктивність, щоб перевірити відповідність проектним специфікаціям та запобігти серйозним аваріям.

3.4 Профілактика та контроль екологічних факторів
Встановлення захисних корпусів ефективно захищає внутрішні компоненти від пилу, дощу, шматків та забруднення, зберігаючи продуктивність ізоляції. Корпуси повинні бути спроектовані таким чином, щоб забезпечувати доступ для операцій та обслуговування.

У низькотемпературних умовах використовуйте матеріали ізоляції з доведеною морозостійкістю, щоб зберігати механічні та електричні властивості та запобігти хрупкості.

У складних умовах регулярно перевіряйте ізолятори, конструкції ізоляції та електричні компоненти. За потреби проводьте тестування ізоляційного опору та електричної продуктивності, щоб вчасно виявити та вирішити проблеми.

4.Висновок
Ця стаття проводить глибокий аналіз типових причин виходу з ладу виплямлювача GN30 у 10 кВ комутаційному обладнанні та пропонує ряд заходів для покращення, спрямованих на підвищення його надійності та безпеки, щоб забезпечити стабільну роботу енергетичних систем. Майбутні дослідження могли б досліджувати додаткові впливові фактори та більш ефективні стратегії зниження ризиків. Крім того, практичні кейси могли б підтвердити ефективність цих методів, надаючи багатший теоретичний підтримку для надійної роботи енергетичних систем.