उच्च वोल्टता डिसकनेक्टर संपर्कों के लिए दूरस्थ ऑनलाइन दोष निराकरण प्रणाली के अनुप्रयोग पर शोध

उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टर, जिन्हें आइसोलेटर स्विच या चाकू स्विच के रूप में भी जाना जाता है, एक सरल कार्य सिद्धांत और सुविधाजनक संचालन के साथ आते हैं। इन्हें सामान्य रूप से उपयोग किया जाता है उच्च-वोल्टता स्विचिंग उपकरण के रूप में, जो सबस्टेशनों के संचालन सुरक्षा पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में गंभीर विश्वसनीयता की मांग करते हैं। उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टर संपर्कों के लिए दूरस्थ ऑनलाइन दोष-निवारण प्रणाली की आसान संचालन, कम संचालन लागत और उच्च स्थिरता जैसी विशेषताएँ होती हैं, जो बिजली उद्योग में ऑनलाइन दोष निकालने के लिए अत्यधिक उपयुक्त हैं।

1.उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टर का सारांश
उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टर अक्सर सबस्टेशन विद्युत प्रणालियों और विद्युत संयंत्रों में उपयोग किए जाते हैं और उच्च-वोल्टता स्विचगियर का एक महत्वपूर्ण घटक हैं। इन्हें उच्च-वोल्टता सर्किट ब्रेकर के साथ उपयोग करना आवश्यक है।

डिसकनेक्टर संपर्कों के लिए दूरस्थ ऑनलाइन लेजर-आधारित दोष-निवारण प्रणाली में एक सफाई गन, पानी का कूलर, ऑप्टिकल फाइबर और लेजर स्रोत शामिल होते हैं। इसमें एक पूर्ण ठोस-अवस्था की लगभग-निरंतर (QCW) लेजर का उपयोग किया जाता है जो उच्च शक्ति, उच्च दक्षता और निरंतर लेजर आउटपुट प्रदान करता है। यह प्रणाली उच्च-प्रदर्शन अर्धचालक साइड-पंप्ड मॉड्यूल्स का उपयोग करती है जिसमें प्रतिबिंबित चिप शामिल हैं जो संभावित खतरों का सामना करते हैं। लेजर आउटपुट शक्ति को ≥1,000 W होना चाहिए, और फाइबर कोप्लिंग दक्षता 96% से अधिक होनी चाहिए। अतिरिक्त विशेषताएँ शून्य रखरखाव की लागत, संक्षिप्त आकार और एकीकरण के लिए उपयुक्तता शामिल हैं।

ऊर्जा-संचरण ऑप्टिकल फाइबर्स का चयन उनकी ऊर्जा संचरण के दौरान स्व-संरक्षी क्षमता के लिए किया जाता है, जिनकी लंबाई आमतौर पर 10 से 15 मीटर के बीच होती है। लेजर और ऑप्टिकल पथ के लिए परिशुद्ध जल-कूलिंग यूनिट्स यथार्थ तापमान नियंत्रण और समय पर वातावरण तापमान की समायोजन की सुविधा प्रदान करती हैं।

उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टरों का प्राथमिक कार्य उच्च-वोल्टता उपकरण और स्थापनाओं के रखरखाव के दौरान सुरक्षित विद्युत अलगाव प्रदान करना है। ये लोड धारा, दोष धारा या शॉर्ट-सर्किट धारा को अवरुद्ध नहीं करने के लिए डिजाइन किए गए हैं, और केवल छोटी क्षमतात्मक या प्रेरक धाराओं को स्विचिंग के लिए उपयोग किया जाना चाहिए। इसलिए, इनकी आर्क-शमन क्षमताएँ नहीं होती हैं।

स्थापना स्थान के आधार पर, उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टर अंदरूनी या बाहरी प्रकारों में वर्गीकृत किए जाते हैं। इन्सुलेटिंग सपोर्ट कॉलम्स की संख्या के आधार पर, वे एकल-पोस्ट, दोहरा-पोस्ट, या तिहरा-पोस्ट में वर्गीकृत किए जाते हैं। वोल्टेज रेटिंग को विशिष्ट उपकरण की आवश्यकताओं के अनुसार चुना जाना चाहिए।

ये डिसकनेक्टर रखरखाव के दौरान उच्च-वोल्टता स्रोतों को सुरक्षित रूप से अलग करने के लिए एक दृश्य अलगाव अंतराल प्रदान करते हैं, जिससे कर्मचारियों की सुरक्षा सुनिश्चित होती है। यद्यपि वे छोटी धाराओं को स्विचिंग करने में सक्षम हैं, लेकिन उनमें विशेष आर्क-शमन उपकरण नहीं होते और इसलिए वे लोड या शॉर्ट-सर्किट धाराओं को अवरुद्ध नहीं कर सकते हैं।

2.डिसकनेक्टर संपर्कों के लिए दूरस्थ ऑनलाइन लेजर-आधारित दोष-निवारण प्रणाली
लेजर उच्च दिशात्मकता और चमक की पेशकश करते हैं, जो ऊर्जा को एक सीमित स्थान में तेजी से संकेंद्रित करने की सुविधा प्रदान करते हैं। लेजर सफाई मूल रूप से लेजर विकिरण और प्रदूषकों के बीच की प्रतिक्रिया पर आधारित है, जो रासायनिक और भौतिक प्रभाव उत्पन्न करती है।

अनुसंधान दिखाता है कि सतह प्रदूषक नलिका बल, इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण, सहसंयोजी बंधन और वैन डर वाल्स बलों द्वारा चिपकते हैं—जिनमें से अंतिम तीन विशेष रूप से जीतने में कठिन होते हैं। लेजर सफाई इन बंधन बलों को तोड़ती है बिना नीचे के आधार को क्षतिग्रस्त किए।

तीन प्राथमिक लेजर सफाई मेकनिज्म हैं:
(1) टुकड़ा और छीलना: जीवाणु रहित प्रदूषक कण लेजर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, तेजी से फैलते हैं, सतह चिपकने बलों को दूर करते हैं, और सतह से टूट जाते हैं। अत्यंत छोटा लेजर पल्स विस्फोटक शॉक वेव्स उत्पन्न करता है जो कणों को दूर करने में तेजी लाता है।
(2) वाष्पीकरण: आधार और प्रदूषकों के बीच अलग-अलग रासायनिक संरचनाओं के कारण, उनकी लेजर अवशोषण दरें भिन्न होती हैं। उचित लेजर प्रकार और पल्स चौड़ाई के चयन के साथ, ~95% लेजर ऊर्जा आधार से प्रतिबिंबित हो जाती है, इसे सुरक्षित रखती है। प्रदूषक ~90% ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, जिससे तत्काल तापमान वृद्धि और वाष्पीकरण होता है, जिससे वे आधार को क्षतिग्रस्त किए बिना दूर हो जाते हैं।
(3) कंपन द्वारा निकासी: छोटे-पल्स लेजर तेजी से थर्मल विस्तार के माध्यम से अतिध्वनि तरंगों को प्रेरित करते हैं। इसके परिणामस्वरूप शॉक वेव्स प्रदूषक कणों को टुकड़े-टुकड़े करते हैं और उन्हें दूर करते हैं।

दूरस्थ ऑनलाइन दोष-निवारण प्रणाली ऊर्जा को एक यथार्थ स्पेशल और समय खिड़की में संकेंद्रित करती है। फोकस पॉइंट पर, आयनन छोटे विस्फोटों का कारण बनता है जो तत्काल प्रदूषकों को दूर करता है। उच्च दिशात्मक लेजर बीम को नियंत्रित, असमान डॉट आकारों में बनाया जा सकता है। लेजर ऊर्जा की तीव्रता यथार्थ नियंत्रित की जाती है ताकि प्रदूषकों को आधार से तत्काल अलग किया जा सके बिना किसी क्षति के साथ।

3.संचालन के दौरान उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टरों में सामान्य दोष
संचालन के दौरान दोष अक्सर उत्पन्न होते हैं—उदाहरण के लिए, खराब संपर्क के कारण धूल का एकत्र होना, या संपर्क सतहों पर यौगिक फिल्मों का निर्माण, जो संपर्क प्रतिरोध बढ़ाता है। विश्लेषण दिखाता है कि खराब डिजाइन, गुणवत्ता के नीचे घटक, और गलत स्थापना या समायोजन, सभी दोषों का योगदान करते हैं।

3.1 घटकों का जीवाणु रहितीकरण
बारिश, हवा और आर्द्रता के लंबे समय तक उपस्थित रहने से डिसकनेक्टर घटकों का जीवाणु रहितीकरण होता है। कुछ भागों में गैल्वनाइज्ड कोटिंग का उपयोग किया जाता है, लेकिन संचालन के दौरान इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियाओं के कारण गंभीर जीवाणु रहितीकरण हो सकता है। खराब निर्माण प्रक्रियाएं गुणवत्ता और प्रदर्शन को और भी खराब करती हैं, जीवाणु रहितीकरण को तेज करती हैं। गंभीर जीवाणु रहितीकरण यांत्रिक ट्रांसमिशन की गति को कम करता है और संचालन विफलता का कारण बन सकता है।

3.2 अधूरा खुलना/बंद करना और अतिताप
गलत खुलना या बंद करना अक्सर दोषों का कारण बनता है। यदि संपर्क पूरी तरह से नहीं जुड़ते हैं जब सर्किट ऊर्जा से भरा हो, तो प्रतिरोधी ताप होता है, जो जलन या सुरक्षा घटनाओं का कारण बन सकता है—आर्थिक प्रदर्शन और बिजली की विश्वसनीयता पर प्रभाव डालता है।

संपर्क बिंदुओं पर गंभीर अतिताप (क्षतिग्रस्त होने के बाद भी लगातार धारा प्रवाह के कारण) संपर्क प्रतिरोध बढ़ाता है, जो एक दुष्प्रभावी चक्र बनाता है: उच्च प्रतिरोध → उच्च तापमान → और अधिक प्रतिरोध वृद्धि → संपर्क क्षति।

3.3 संचालन यंत्रकी की खराब छोड़ने के कारण संपर्क क्षति
अधिकांश उच्च-वोल्टता डिसकनेक्टर बाहरी वातावरण में संचालित होते हैं और वातावरणीय कारकों के प्रति खोखले होते हैं। संचालन यंत्रकी ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करती है; यदि यह जीवाणु रहित हो जाती है, तो यह कार्यक्षमता को कम करती है।

इसे रोकने के लिए, संचालन तंत्रों को इंस्टॉलेशन के दौरान बंद आवरणों में रखा जाता है। हालांकि, गरीब गुंथन वर्षा के पानी के प्रवेश की अनुमति देती है - विशेष रूप से गीले मौसम के दौरान - जो आंतरिक जंग का कारण बनता है। यह नियंत्रण घटकों की छिद्रण को कम करता है, जिससे खराबी होती है। संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि तापमान को बढ़ाती है, बड़ी धारा (उदाहरण के लिए, >75% रेटेड धारा) ओवरहीटिंग और संपर्क की गिरावट को बढ़ाती है।

3.4 पोर्सेलेन इन्सुलेटर का फ्रैक्चर
पोर्सेलेन इन्सुलेटर आवश्यक संरचनात्मक घटक हैं। फ्रैक्चर चालक परिपथ को ढहा सकता है और डिसकनेक्टर को अक्षम कर सकता है। कारण शामिल हैं:
– गुणवत्ता नियंत्रण की अनुपलब्धता जो पोर्सेलेन की गुणवत्ता को सुनिश्चित नहीं करती;
– अनुभवहीन कर्मियों द्वारा हैंडलिंग के दौरान अत्यधिक यांत्रिक बल।

4. दूरस्थ ऑनलाइन दोष निराकरण प्रणाली के लिए रणनीतियाँ
चूंकि अधिकांश दोष ऑपरेटर की अनुभवहीनता या खराब डिजाइन से प्राप्त होते हैं, इसलिए लक्ष्य-संकेंद्रित संशोधन उपाय आवश्यक हैं।

4.1 घटक की जंग का समाधान
खरीद और निर्माण के दौरान गंभीर गुणवत्ता नियंत्रण सुनिश्चित करें। नियमित रखरखाव और निरीक्षण करें। उच्च आर्द्रता के क्षेत्रों में, पर्यावरणीय स्थितियों के आधार पर निरीक्षण अंतराल को छोटा करें। गंभीर रूप से जंगी इकाइयों को तुरंत प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

4.2 अपूर्ण बंद और ओवरहीटिंग का समाधान
बंद करने के दौरान गरीब संपर्क अक्सर अपर्याप्त कमीशनिंग या अनुपालन योग्य संरचनात्मक समायोजन से प्राप्त होता है। योग्य तकनीशियनों को ऑन-साइट रखरखाव के लिए रोजगार दें ताकि ठीक रेखीयता और स्वीकार्य लूप प्रतिरोध सुनिश्चित किया जा सके।

संपर्क सामग्रियों का चयन चालकता और यांत्रिक शक्ति के आधार पर करें। जंग-प्रतिरोधी बोल्टों का उपयोग करें। संपर्क सतहों को गहराई समायोजन से पहले गहराई से साफ करें। तनाव खोने वाले पुराने क्लैंपिंग स्प्रिंग्स को बदलें, और सतह प्रदूषकों को हटाएं ताकि प्रतिरोध बनाने और आर्किंग से बचा जा सके।

4.3 संचालन तंत्रों की गुंथन में सुधार
मेकेनिज्म आवरणों पर गास्केट्स स्थापित करके गुंथन में सुधार करें। आवरणों को आर्द्रता सेंसर और डिह्यूमिडिफायर्स से सुसज्जित करें। बढ़ी हुई आर्द्रता का पता चलते ही डिह्यूमिडिफिकेशन शुरू करें ताकि आंतरिक जंग और छिद्रण विफलता से बचा जा सके।

4.4 पोर्सेलेन इन्सुलेटर के फ्रैक्चर को रोकना
पोर्सेलेन खरीद के दौरान गंभीर गुणवत्ता निरीक्षण का लागू करें। इन्सुलेटरों को संचालन प्रोटोकॉलों के अनुसार गंभीर रूप से हैंडल करें ताकि अत्यधिक बल से बचा जा सके। नियमित पेट्रोल के दौरान, दरारों या फ्रैक्चरों के लिए निरीक्षण करें और तुरंत दोषपूर्ण इकाइयों को बदलें।

5. केस स्टडी: ऑनलाइन दोष निराकरण प्रणाली का लागू
एक नगरीय हाइड्रोपावर प्लांट - बाढ़ नियंत्रण, बिजली उत्पादन, पारिस्थितिकी संरक्षण और क्षेत्रीय आर्थिक विकास के लिए आवश्यक - सबस्टेशन हाइ-वोल्टेज डिसकनेक्टर्स पर दूरस्थ ऑनलाइन दोष-निराकरण प्रणाली लागू करने के लिए एक केस स्टडी के रूप में काम करता है।

मुख्य व्यवहार शामिल हैं:
– 126 kV से ऊपर रेटेड डिसकनेक्टर्स का चयन करें, एक-बाहु फोल्डिंग डिजाइन या अप्रमाणित स्प्रिंग-संपर्क संरचनाओं से बचें; वे मॉडल पसंद करें जिनकी तापमान-उठान परीक्षण रिपोर्ट सत्यापित हैं।
– 252 kV या उससे अधिक के लिए, पूर्ण असेंबली, आयाम समायोजन और चिह्नित करने के बाद फैक्ट्री डिस्पैच करें।
– 72.5 kV या उससे अधिक के लिए, संपर्क अंगूठे दबाव परीक्षण करें और संपालन प्रमाणपत्र प्रदान करें।
– हस्तांतरण के दौरान, दोनों गतिशील और स्थिर संपर्कों पर चांदी की प्लेटिंग की जांच करें: मोटाई >20 μm, कठोरता >120 HV।
– स्थापना के बाद, चालक लूप प्रतिरोध को मापें और डिजाइन और फैक्ट्री मूल्यों के साथ तुलना करें; केवल यदि टोलरेंस के भीतर हो तो कमीशन करें।
– संचालन के दौरान, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी का उपयोग करके चालक जंक्शनों की निगरानी करें - विशेष रूप से उच्च-भार या उच्च-तापमान की स्थितियों में - और यदि विसंगतियाँ पाई जाती हैं तो तुरंत हस्तक्षेप करें।
– बिजली बंदी परीक्षण के दौरान, रखरखाव चक्र का गंभीर रूप से अनुसरण करें। स्प्रिंग प्रदर्शन और संपर्क परिपथ का परीक्षण करें, गैर-संपालन भागों को बदलें। रखरखाव के बाद संपर्क दबाव की फिर से जांच करें।
– ऑनलाइन दोष निराकरण के लिए अतिरिक्त भागों और लेजर सफाई उपकरणों का स्टॉक रखें।

6. निष्कर्ष
संक्षेप में, दूरस्थ ऑनलाइन लेजर-आधारित दोष निराकरण प्रणाली डिसकनेक्टर संपर्कों से जंग और प्रदूषकों को प्रभावी रूप से हटाती है, जिससे ओवरहीटिंग और जलन से बचा जाता है, उपकरण की खराबी कम होती है, और बिजली प्रणाली की स्थिरता में सुधार होता है। हाइ-वोल्टेज डिसकनेक्टर्स आधुनिक बिजली बुनियादी ढांचे में बड़ा क्षमता रखते हैं - उपभोगी उपकरणों का उपयोग कम करते हुए सुरक्षित, स्थिर ग्रिड संचालन की गारंटी देते हैं।