Brema diskuto pri la Modernigo kaj Apliko de Stabilaj Kontaktoj en 220 kV Eksposedaj Alta-Tensiaj Izoliloj

La disŝaltilo estas la plej vaste uzata tipo de alta-volta ŝaltila ekipaĵo. En elektra sistemo, alta-voltaj disŝaltiloj estas alta-voltaj elektraj aparatoj uzitaj kun alta-voltaj ĉirkaŭbrekiloj por efektivigi ŝaltoperaciojn. Ili ludas kritikan rolon dum normala funkcio de la energisistemo, ŝaltoperacioj, kaj substaciaj mantenoj. Pro sia ofta operacio kaj altaj postuloj pri fidindeco, disŝaltiloj gravas signife en la dizajno, konstruado, kaj sekura operacio de substacioj kaj elektrocentraloj.

La funkcioprincipo kaj strukturo de disŝaltiloj estas relative simplaj. Ilia ĉefa karakterizo estas la manko de kapablo ekstingi arkon; ili povas malfermi aŭ fermi cirkvitojn nur sub senlasta koranto aŭ tre malalta koranta kondiĉo (ĝenerale < 2 A). Alta-voltaj disŝaltiloj povas esti klasifikitaj laŭ montada medio al eksteraj kaj interaj tipoj. Bazita sur la strukturo de iliaj izolaj subtenkolonoj, ili plu povas esti kategorizitaj kiel unu-kolumnaj, du-kolumnaj, aŭ tri-kolumnaj disŝaltiloj.

La 220 kV substacio en elektrocentrajo de alumio-entrepreno estas tute automatigita malpligradiga substacio, kiu funkcias proksimume 19 jarojn. Ĝi ĉefe provizas DC-energion al 200 kA elektroluceleroj kaj provizas produktan, helpan, kaj loĝan energion al aliaj duaordaj plantoj en la entepreno. La ekstera 220 kV kommutaĵo uzas GW7-220 tipon de eksteraj AC alta-voltaj disŝaltiloj—tri-kolumnaj, horizontale malfermantaj, tri-fazaj, 50 Hz eksteraj alta-voltaj elektraj aparatoj.

Depost lanĉo en 1998, tiuj eksteraj AC alta-voltaj disŝaltiloj permesis bus-tranĉon sub senlastaj kondiĉoj kaj provizis elektran izoladon inter malŝargitaj aparatoj (kiel busbaroj kaj ĉirkaŭbrekiloj sub manteno) kaj vivaj alta-voltaj linioj. Post 19 jaroj de servo, ampleksa supervarmeco de la kontaktoj de la disŝaltiloj estis observita (infrarudometro-legaĵoj atingis ĝis 150°C), kio prezentas serian sekuran danĝeron. Tiu problemo povas kaŭzi bruligan de la 220 kV disŝaltiloj, rezultigante fazperdon, kontaktan soladon, aŭ arkflam-blendeton—potenciala kaŭzo de kompleta malbrilo kaj paralizo de la tuta substaciasistemo.

En respondo, datumkolektado kaj analizo de la fundamenta kaŭzo estis faritaj, kondukantaj al identigo de la ĉefaj kaŭzoj de la kontakt-supervarmeco. Efikaj remontaj mezuroj estis realigitaj kaj poste promovitaj por pli larĝa apliko.

Strukturo kaj Funkcioprincipo de la GW7-220 Ekstera AC Alta-Volta Disŝaltilo

Tiu disŝaltilo havas tri-kolumnan, horizontalan rotacian strukturon, konsistantan el bazo, izolaj subtenkolonoj, konduka sistemo, terŝaltilo (ekskluzive de ne-teritaj versioj), kaj driva mekanismo. La bazo estas svarsita el kanalkupro kaj akeroj, kun tri montaj stangoj: du fiksaj je la fino kaj unu turnebla en la mezo. En la interna parto de la kanalkupra kuirejo estas transmetaj ligiloj kaj interligilaj tavoloj. Montaj tavoloj estas svarsitaj sub la bazo por sekura fundamento. Bazoj estas disponeblaj en tri konfiguroj: ne-teritaj, unuoble teritaj, kaj duoble teritaj. Por teritaj versioj, terŝaltilaj stangoj estas svarsitaj je unu aŭ ambaŭ fino de la bazo, kun terŝaltiloj montitaj laŭcircuitaj bezonoj.

La konduka aranĝo estas fiksita supre sur la izolaj kolonoj kaj konsistas el moviĝanta blado (konduka portilo) kaj stacionaj kontaktoj. La portilo konsistas el du kuprobujetoj konektitaj per du kuproblokoj al alumia kovro, kun cilindra kontakta spico svarsita je la fino. La stacionaj kontaktoj havas fingroforman, multopunktan kontaktan dezajnon. Ĉiu kontaktfingro havas sendependan streĉan spirilon, provizante sufiĉan ensertan vojon por daŭrigi fidindan kontakton eĉ sub busbar-tensoforco. Retorna spirilo leviĝas la stacionan kontaktan iomete por certigi glatan kaj koordinitan malfermon/fermon.

La operaciamaskino inkluzivas ambaŭ elektrajn kaj manualajn opciojn. La elektra maskino uzas asinkronan motoron por diveni mekanikan reduktan engrenaron por turni la ĉefan akson je 180°. Forto estas transdonita per konektaj akeroj al la disŝaltilo, kaj ligiloj turnas la centran izolan kolonon je 71°, kaŭzante ke la moviĝantaj kontaktoj je ambaŭ fino de la konduka bastono ensertas aŭ retraktas el la stacionaj kontaktoj, kompletigante fermon aŭ malfermon. Mehanikaj mortcentraj pozicioj en la ligiloj provizas memblokegon je la finpunktoj de la vojo. Manuala operacio estas havebla por lanĉo aŭ en okazo de elektra maskina malsukceso.

Analizo de la Kaŭzoj de Kontakt-Supervarmeco en Eksteraj Alta-Voltaj Disŝaltiloj

La 220 kV ekstera kommutaĵo de la alumio-entrepreno havas 24 arojn de GW7-220 disŝaltiloj servantaj du 220 kV envenajn liniojn, rektilojn #1–#4, kaj potenctransformilojn #1 kaj #2, totaligante 144 stacionajn kontaktojn. Dum rutinaj inspekcioj, supervarmeco estis valorita per observado de varma lumo, diskolorado, aŭ temperaturmezoj super 70°C je kontaktpunktoj. Statistikoj montras, ke de januaro al decembro 2014, estis 13 neplanitaj forhaltoj pro disŝaltila kontakt-supervarmeco—averaĝe 1,08 incidentojn monate.

Repetitaj testadoj kaj analizo de la kontakt-dinamiko revelis la sekvajn fundamentajn kaŭzojn:

• Ĉiu staciona kontakto konsistas el ses sendependaj fingrakontaktoj kun punktokonta geometrio, rezultigante malsufiĉan tutan kontaktareon kaj malkvazaŭan distribuon de la koranto tra la fingroj—struktura defekto.

• Multaj moviĝantaj kontaktkomponentoj permesas al la koranto fluigi tra kontaktspiriloj, kaŭzante annealingon, perdon de elasteco, malpliiĝon de la kontakt-premo, kaj peggiorigon de la kontaktresisteco, kio pliigas la varmon.

• Severaj eksteraj kondiĉoj (sunlumo, pluvo) kombinitaj kun maloptima materelekto (standarda akero por tenso-spiriloj kaj kontakt-pintoj) kondukis al severa korozio, vetustigo, spiril-malstreĉo, malboniĝo de mekanikaj ecoj, malsufiĉa kontakt-forco, kaj trogranda cirkvita resisteco.

• Ark-erosio kaŭzis kraterigojn kaj severan oksidigon sur la kontakt-surfacoj, plu pliigante la resiston.

Remonto kaj Preventaj Mezuroj por Stacionaj Kontaktoj

• Interligu la originalan sendependajn fingrakontaktojn per fleksiblaj kupraj strioj por pliigi la efektivan kontaktareon inter moviĝantaj kaj stacionaj kontaktoj.

• Anstataŭigu kaj ĝisdatigu tensio-springojn kaj pintojn por plibonori la forton de la springo kaj plibonorigi la kontaktan densecon.

• Apliku argenton al ambaŭ moviĝantaj kaj stacionaraj kontaktaj surfacoj.

• Apliku solidan lernubrancon al kontaktaj surfacoj por malpliigi frikcion kaj preveni oksidigon.

• Realigu infrarudan temperaturmonitordon, speciala je kontaktaj konektadoj, kaj starigu temperaturan datumbazon.

• Faru regulan mantenanĵon, inspekciojn, kaj netigadon de diskoj.

Kontrolo kaj Aplikaj Rezultoj

Post-retrofit-monitorado montras:

• Sub samaj ĉirkaŭa temperaturo (17°C) kaj operaciumaj kondiĉoj, la temperatura de kontaktoj falis de ~23°C (neŝanĝita) al ~19°C (retrofitita).

• Vizualaj inspekcioj dum manteno montris signife pli malmultajn ark-damajn lokojn sur retrofititaj kontaktoj kompare kun neŝanĝitaj.

Ĝis nun, 5 diskonektoro-unuoj (30 stacionaraj kontaktoj) estis retrofititaj. Tiu teknika solvo estas progresive lanĉata tra ĉiuj GW7-220 diskonektoroj en la eksterdoma ŝaltaro de 220 kV de la kompanio.

Konkludo

Per sisteme analizo de vaste disvastiĝanta supervarmeco de kontaktoj en GW7-220 eksterdomaj AC alta-volta diskonektoroj, celitaj modifoj al stacionaraj kontaktoj sukcese evoluigis kaj realigis. Tiu iniciato signife plibonoris la sekurecon de elektra provizado kaj funkciopogostablon, same kiel provizis valoran sperton por estontaj operacio, manteno, kaj servado de GW7-220 diskonektoroj.