Зимние мероприятия по техническому обслуживанию выключателей типа GW5
На подстанциях с напряжением 110 кВ и ниже широко используется разъединитель типа GW5 благодаря его простой конструкции, надежной контактной характеристике и функции самоочистки контактов. Каждую зиму наблюдается рост частоты отказов из-за аномального нагрева разъединителей типа GW5. Поэтому улучшение практик зимнего обслуживания разъединителей типа GW5 (в дальнейшем именуемых "разъединители") и своевременное обнаружение и устранение перегревов имеют критическое значение для безопасной и стабильной работы энергосистемы.
1. Типичные виды неисправностей
1.1 Неполное закрытие
С понижением температуры в зимний период вязкость смазочных масел и жиров увеличивается, что приводит к возрастанию трения в передаточных элементах механизма управления разъединителя. Кроме того, дождь и снег значительно повышают вероятность коррозии механических частей. Эти факторы вместе могут изменить общую рабочую ход разъединителя. Если разъединитель не полностью закрывается, контактное сопротивление возрастает, что приводит к аномальному нагреву при подаче напряжения. Более того, тяжелая зимняя одежда, которую носят работники по обслуживанию, может затруднять точное ручное управление, что потенциально вызывает неполное закрытие.
1.2 Разрушение проводящих зажимных пластин
По сравнению с чистой медью, латунь содержит больше цинка, имеет больший коэффициент теплового расширения и большую устойчивость к деформации. При значительных суточных колебаниях температуры в зимний период, проводящие зажимные пластины, проводящие трубы и крепежные болты подвергаются различным степеням теплового расширения и сжатия. Латунные зажимные пластины испытывают значительное деформационное напряжение, что делает их склонными к растрескиванию. Это увеличивает контактное сопротивление и вызывает локальное перегревание. Согласно статистике одной энергетической компании, шесть случаев перегрева, вызванных латунными зажимными пластинами, произошли между ноябрем и декабрем 2021 года.
1.3 Разрушение переходных зажимов медного-алюминиевого соединения
При соединении медных проводников с алюминиевыми требуются переходные зажимы медного-алюминиевого соединения — сварные соединения меди и алюминия. Традиционные зажимы используют поперечную сварку. Из-за различий в свойствах материалов и коэффициентах теплового расширения, зона сварки становится самым слабым местом при термических циклах. В сочетании с частыми колебаниями проводников в ветреные зимние условия, это приводит к металлической усталости, повреждению, перегреву и даже разрушению сварного шва.
1.4 Повреждение натяжных пружин
Низкие зимние температуры снижают эластичность натяжных пружин в контактах разъединителя. Пружины, которые уже подверглись коррозии или повреждению, особенно сильно теряют свою упругость. Неравномерная сила пружины снижает контактное давление между левыми и правыми контактами, уменьшая эффективную площадь контакта. В тяжелых случаях, пружины могут случайно пропускать ток. Поскольку железо (обычный материал пружин) имеет высокое удельное сопротивление, это вызывает дополнительное нагревание и дальнейшее ухудшение состояния пружин, что в конечном итоге приводит к серьезному перегреву разъединителя.
1.5 Образование загрязняющих слоев
Зимний воздух сухой и часто загрязненный, особенно в районах с высоким уровнем пыли. Если на контакты разъединителя наносится избыточное количество вазелина, он легко адсорбирует пыль. После высыхания образуется твердый загрязняющий слой — плохой проводник, который вызывает значительный перегрев. При обслуживании агрессивное шлифование для удаления таких слоев может повредить подлежащее серебряное покрытие, искусственно увеличивая контактное сопротивление и создавая новые риски перегрева.
2. Основные практики зимнего обслуживания разъединителей
2.1 Усиленные оперативные обходы
Раннее обнаружение перегрева через регулярные обходы является важным:
Примените индикаторные этикетки (термохромные наклейки) на основные токопроводящие части; проверяйте их на наличие плавления или изменения цвета во время обходов, чтобы определить перегрев.
Проводите осмотры во время или после дождя/снега: перегретые области будут показывать пар, тающий снег или сухие пятна. Поднимающиеся тепловые потоки над точками контакта более заметны при низких температурах окружающей среды.
Проводите ночные обходы с выключенным освещением, чтобы обнаружить свечение или искрение в точках контакта.
Наблюдайте за изменениями цвета и запахами: аномально нагретый алюминий становится белесым, медь — бордовым, краска фазового цвета трескается или отслаивается, и в тяжелых случаях может быть заметен запах гари.
2.2 Улучшение качества обслуживания и использование передовых материалов и технологий
Продвигайте использование усовершенствованных материалов и методов при обслуживании:
Замените латунные зажимные пластины на медные.
Используйте продольно опрессованные переходные зажимы медного-алюминиевого соединения вместо поперечно сваренных типов.
Применяйте смазочные материалы, устойчивые к низким температурам.
Устанавливайте улучшенные контактные конструкции с пружинами или пружинными пластинами.
Строго следуйте процедурам обслуживания: заменяйте натяжные пружины, демонстрирующие значительную потерю упругости или серьезные повреждения покрытия.
При очистке загрязняющих слоев с основных контактов, избегайте шлифования, чтобы защитить серебряное покрытие. Вместо этого замочите контакты в бензине, чтобы размягчить отложения, затем аккуратно очистите их с помощью безворсовых хлопчатобумажных салфеток.
