Zimowe zasady konserwacji odłączników typu GW5
W stacjach transformatorowych o napięciu 110 kV i poniżej szeroko stosowany jest odłącznik typu GW5 ze względu na prostą konstrukcję, niezawodną wydajność kontaktową i funkcję samoczyszczących się kontaktów. Każde zimy wskaźnik awarii spowodowanych nadmiernym nagrzewaniem się odłączników typu GW5 ma tendencję do wzrostu. Dlatego poprawa praktyk zimowej konserwacji odłączników typu GW5 (dalej nazywanych „odłącznikami”) oraz szybkie wykrywanie i eliminowanie usterki przegrzewania są kluczowe dla bezpiecznej i stabilnej pracy sieci elektrycznej.
1. Typowe rodzaje usterek
1.1 Niekompletne zamknięcie
Z obniżeniem temperatury w zimie lepkość olejów smarujących i tłuszczy rośnie, co zwiększa tarcie w elementach przekazujących mechanizmu napędowego odłącznika. Ponadto deszcz i śnieg znacznie zwiększają prawdopodobieństwo korozji części mechanicznych. Te skumulowane efekty mogą zmienić całkowity przebieg roboczy odłącznika. Jeśli odłącznik nie zamknie się w pełni, opór kontaktowy wzrasta, prowadząc do nadmiernej emisji ciepła po podłączeniu do sieci. Dodatkowo grube ubrania noszone przez personel serwisowy mogą utrudniać precyzyjne ręczne operacje, co potencjalnie powoduje niekompletne zamknięcie.
1.2 Pękanie płyt kontaktowych przewodzących
Porównując do czystego miedzi, mosiądz zawiera więcej cynku, ma większy współczynnik rozszerzalności termicznej i większą odporność na deformację. W warunkach dużych sezonowych wahnięć temperatury w zimie, płyty kontaktowe przewodzące, rury przewodzące i śruby mocujące ulegają różnym stopniom rozszerzania i kurczenia się. Płyty kontaktowe z mosiądzu doświadczają znacznego naprężenia deformacyjnego, co sprawia, że są one podatne na pękanie. To z kolei zwiększa opór kontaktowy i powoduje lokalne przegrzewanie. Według statystyk firmy zaopatrzenia energetycznego, między listopadem a grudniem 2021 roku wystąpiło sześć przypadków przegrzewania spowodowanego płytami kontaktowymi z mosiądzu.
1.3 Pękanie złączy przejściowych miedź-aluminium
Podczas łączenia prętów przewodzących z miedzi z przewodnikami aluminium wymagane są złącza przejściowe miedź-aluminium - spawane stawy miedzi i aluminium. Tradycyjne złącza używają projektu spawania burtowego. Ze względu na różnice w właściwościach materiałów i współczynnikiach rozszerzalności termicznej, strefa spoiny staje się najsłabszym punktem pod wpływem cyklicznych zmian temperatury. W połączeniu z częstym kołysaniem przewodników w wietrzne dni zimowe to prowadzi do zmęczenia metalu, uszkodzeń, przegrzewania i nawet pękania w strefie spoiny.
1.4 Uszkodzenie sprężyn naciągowych
Niskie temperatury zimowe redukują sprężystość sprężyn naciągowych w kontaktach odłącznika. Sprężyny, które są już zardzewiałe lub uszkodzone, doświadczają szczególnie silnego utraty napięcia. Nierównomierne siły sprężyny zmniejszają ciśnienie kontaktowe między lewym i prawym kontaktem, zmniejszając skuteczny obszar kontaktu. W ekstremalnych przypadkach, sprężyny mogą przypadkowo przeprowadzać prąd. Ponieważ żelazo (typowy materiał sprężyn) ma wysoką oporność elektryczną, to powoduje dodatkowe przegrzewanie i dalsze degradację sprężyny, co ostatecznie prowadzi do poważnego przegrzewania odłącznika.
1.5 Formowanie warstw zanieczyszczeń
Powietrze zimowe jest suche i często zanieczyszczone, zwłaszcza w obszarach o wysokim stężeniu pyłu. Jeśli na kontakty odłącznika naniesiono nadmierną ilość wazeliny, łatwo adsorbuje ona pył. Po wyschnięciu tworzy twardą warstwę zanieczyszczeń - słabego przewodnika, co powoduje znaczne przegrzewanie. Podczas konserwacji agresywne szlifowanie takich warstw może uszkodzić podstawowe srebrne pokrycie, sztucznie zwiększając opór kontaktowy i tworząc nowe ryzyko przegrzewania.
2. Kluczowe praktyki zimowej konserwacji odłączników
2.1 Wzmocnione patrole operacyjne
Wczesne wykrywanie przegrzewania poprzez regularne patrole jest niezbędne:
Zastosuj etykiety wskazujące temperaturę (termochromatyczne naklejki) do głównych części przewodzących prąd; podczas patrolowania sprawdź topnienie lub zmianę koloru, aby zidentyfikować przegrzewanie.
Przeprowadzaj inspekcje podczas lub po deszczu/śniegu: przegrzane obszary będą pokazywać parę, stopione śniegi lub suche plamy. Wzrostowe strumienie ciepła ponad punktami kontaktowymi są bardziej widoczne w niższych temperaturach otoczenia.
Wykonuj nocne patrole „bez światła”, aby wykryć świecenie lub iskrzenie w punktach kontaktowych.
Obserwuj zmiany koloru i zapachy: nadmiernie nagrzany aluminium staje się biały, miedź nabiera purpurowo-czerwonego koloru, farba fazowa pęka lub łuszczy się, a w ekstremalnych przypadkach można wyczuć spalony zapach.
2.2 Poprawa jakości konserwacji i zastosowanie zaawansowanych materiałów i technologii
Promuj zastosowanie ulepszonych materiałów i technik podczas konserwacji:
Zastąp płyty kontaktowe z mosiądzu płytami z czystej miedzi.
Używaj złączy przejściowych miedź-aluminium z crimpowanymi stawami wzdłużnymi zamiast spawanych transwersalnie.
Zastosuj smary odpornie na niskie temperatury.
Instaluj ulepszone konstrukcje kontaktów wyposażone w sprężyny naciskowe lub płyty sprężynowe.
Ściśle przestrzegaj procedur konserwacyjnych: zastąp sprężyny naciągowe, które wykazały znaczne utraty sprężystości lub poważne uszkodzenia powłoki.
Podczas czyszczenia warstw zanieczyszczeń z głównych kontaktów, unikaj szlifowania, aby chronić srebrne pokrycie. Zamiast tego namacz kontakty w benzynie, aby zmięknąć osady, a następnie delikatnie oczyść je bezwłose płótno bawełniane.
