Kutatás a távoli online hibaelhárítási rendszer alkalmazásáról magasfeszültségű kapcsolók kontaktjeire

A magasfeszültségű kapcsolók, melyeket izolátorkapcsolók vagy kardkapcsolók is neveznek, egyszerű működési elvvel és kényelmes használati módjukkal rendelkeznek. Mint gyakran használt magasfeszültségű kapcsolóeszközök, jelentős hatással vannak az áramfordító telepek működési biztonságára, ami szigorú megbízhatóságot kíván tőlük a gyakorlatban. A magasfeszültségű kapcsolókapcsolatok távoli online hibaelhárítási rendszere előnyökkel rendelkezik, mint például a kényelmes kezelés, alacsony üzemeltetési költségek, valamint nagy stabilitás, ami jól alkalmas a villamosenergia-iparban a hibák online eltüntetésére.

1. A magasfeszültségű kapcsolók áttekintése
A magasfeszültségű kapcsolók leggyakrabban az áramfordító telepek elektromos rendszereiben és erőművekben használódnak, és a magasfeszültségű kapcsolótechnikai berendezések egyik kulcsfontosságú komponensei. Ezen kapcsolók használata szükséges a magasfeszültségű átmeneti kapcsolókkal együtt.

A kapcsolókapcsolatok távoli online lézeres hibaelhárítási rendszere tartalmaz egy tisztítópisztolyt, vízhűtőt, optikai vezetéket és lézerszolgáltatást. A rendszer teljesen pezegetett, fél-folyamatos (QCW) lézerrel működik, amely nagy teljesítményű, hatékony, folyamatos lézerkimenettel rendelkezik. Ez a rendszer nagy teljesítményű fémszemcsével ellátott oldalszerű pumpázó modulokat használ, amelyek reflektív chippekekkel látják el a potenciális veszélyeket. A lézer kimenő teljesítménye ≥1000 W-nak kell lennie, és a vezetékes csatolási hatékonyság 96% feletti kell legyen. További előnyei között szerepel a nulla karbantartási költség, a kompakt méret és az integrálhatóság.

Az energiaátviteli optikai vezetékek kiválasztása oka a saját védelmi képességük az energiatranszfer során, melyek hossza általában 10-15 méter között van. A lézer és az optikai útvonal pontos vízhűtési egységei lehetővé teszik a pontos hőmérséklet-ellenőrzést és időben a környezeti hőmérséklet beállítását.

A magasfeszültségű kapcsolók fő funkciója a magasfeszültségű berendezések és telepek karbantartása során biztosítani a biztonságos elektrikai elkülönülést. Nem tervezték ilyen kapcsolókat a terhelési áram, hibajelenség vagy rövidzárlás áramának megszakítására, csak kis induktív vagy kapacitív áramok kapcsolására. Így nem rendelkeznek ívkioltó képességgel.

A telepítési hely szerint a magasfeszültségű kapcsolók belső vagy külső típusokba oszthatók. Az izoláló támogató oszlopok száma alapján pedig egyoszlopos, kétoszlopos vagy háromoszlopos típusokba sorolhatók. A feszültségértékeket a konkrét eszközök igényeinek megfelelően kell kiválasztani.

Ezek a kapcsolók látható elkülönülési részt biztosítanak a magasfeszültségű forrás biztonságos elkülönítéséhez a karbantartás során, ezáltal biztosítva a munkavállalók biztonságát. Bár képesek kis áramok kapcsolására, nincsenek dedikált ívkioltó eszközeik, tehát nem tudják megszakítani a terhelési vagy rövidzárlás áramát.

2. A kapcsolókapcsolatok távoli online lézeres hibaelhárítási rendszere
A lézer magas irányítottságával és fényerősségével rendelkezik, ami lehetővé teszi a gyors energiakoncentrációt egy korlátozott térben. A lézeres tisztítás alapvetően a lézer sugárzás és a szennyező anyagok közötti interakcióra épül, ami kémiai és fizikai hatásokat eredményez.

A kutatások azt mutatják, hogy a felületi szennyező anyagok capilláris erők, elektrosztatikus vonzás, kovalens kötés és van der Waals-erők révén ragaszanak—utóbbi három erő különösen nehézkesen lehetséges átlenyelni. A lézeres tisztítás ezen kötőerőket sértetlenül hagyja a lentrül fekvő alapanyagon.

Három fő lézeres tisztítási mechanizmus létezik:
(1) Fragmentáció és leszakadás: A mikroszkopikus szennyező részecskék a lézerenergiát absorálják, gyorsan kiterjednek, túlerni a felületi ragasztóerőket, majd szakadnak le a felületről. Az ultrarövid lézerimpulzus robbanó sokkoló hullámot generál, ami gyorsítja a részecskék leválasztását.
(2) Evaporáció: Mivel a talaj és a szennyező anyagok közötti kémiai összetétel különbözik, a lézerabszorpciós arányuk is változik. Megfelelő lézer- és impulzusszélesség-választással ~95%-a a lézerenergiát a talaj visszapattanja, így védi azt. A szennyező anyagok ~90%-a az energiát absorálják, ami azonnali hőmérséklet-emelkedést és párologást eredményez, ami eltávolítja őket a talaj sérülése nélkül.
(3) Vibrationális kidobás: A rövidimpulzusú lézer gyors hőmérsékleti kiterjedést okoz, ami ultraszón sokkoló hullámokat generál. A szökő hullámok fragmentálják és kidobják a részecskéket.

A távoli online hibaelhárítási rendszer nagy energiát koncentrál egy pontos térbeli és időbeli ablakban. A fókuszpontban az ionizáció mikroexplosziókat okoz, amelyek azonnal letiszítik a szennyező anyagokat. A nagyon irányított lézeres sugarak formálhatók egy állítható, nem egyenletes pontméretbe. A lézerenergia intenzitása precízen ellenőrizhető, hogy azonnal elválassza a szennyező anyagokat a talajtól, anélkül, hogy sértené azt.

3. Gyakori hibák a magasfeszültségű kapcsolók működése során
A hibák gyakran merülnek fel a működés során, például a rossz kapcsolat miatti porgyülem, vagy a kapcsolófelületeken képződő vegyületi réteg, ami növeli a kapcsolati ellenállást. Az elemzések azt mutatják, hogy a rossz tervezés, a minőségi hiányosságok, valamint a helytelen telepítés vagy beállítás mind hozzájárul a hibákhoz.

3.1 Alkatrészek erosziója
A hosszú ideig tartó eső, szél és nedvesség befolyásolása a kapcsolókomponensek erosziójához vezethet. Néhány rész galvanizált burkolattal rendelkezik, de a működés során fellépő elektrokémiai reakciók súlyos erosziót okozhatnak. A rossz gyártási folyamatok tovább rombolják a minőséget és a teljesítményt, ami gyorsítja az erosziót. A súlyos eroszió csökkenti a mechanikai átadás sebességét, és operatív hibákhoz vezethet.

3.2 Társított nyitás/zárás és túlmelegedés
A helytelen nyitási vagy zárási műveletek gyakran hibákat okoznak. Ha a kapcsolópontok nem teljesen kapcsolódnak, miközben a körte áramot átviszi, rezisztív hőtermelés lép fel, ami égésig vagy biztonsági incidensekig vezethet—ami gazdasági teljesítményt és energiamegbízhatóságot befolyásol.

A kapcsolópontok súlyos túlmelegedése (még akkor is, ha károsodott, állandó áram áramlik) növeli a kapcsolati ellenállást, ami egy rossz ciklust eredményez: magasabb ellenállás → magasabb hőmérséklet → további ellenállásnövekedés → kapcsolókárosodás.

3.3 A működési mechanizmus rossz szellőzése a kapcsolókárosodás miatt
A legtöbb magasfeszültségű kapcsoló kívüli környezetben működik, és környezeti tényezőkhöz kitett. A működési mechanizmus az erőforrás, ha eroszióban van, akkor sérül a funkció.

Ehhez a megelőzésére a működési mechanizmusok telepítésekor zárt behúzási egységekben helyezkednek el. Azonban a rossz beszerelés esetén az esővíz beléphet, különösen a nedves időszakokban, ami belső rúgódást okoz. Ez sérülékenyíti a vezérlőelemek izolációját, ami hibás működéshez vezethet. A növekvő kapcsolati ellenállás melegedést okoz, amit nagyobb áram (pl. >75% a nominális áramtól) tovább súlyosbítja, ami túlmelegedéshez és a kapcsolók romlásához vezethet.

3.4 Porcelán izolátor törése
A porcelán izolátorok létfontosságú szerkezeti elemek. A törések leomlasztják a vezető utat és kikapcsolhatják a szektorralvadást. A törések oka:
– Alacsony minőségű gyártási folyamat, ami nem biztosítja a porcelán minőségét;
– Túlzott mechanikai erő alkalmazása tapasztalatlan munkavállalók részéről.

4.Távoli online hibaelhárítási rendszerek stratégiái
Mivel a legtöbb hiba operátori kevésbé tapasztalt vagy hibásan tervezett rendszerekből ered, célzott javító intézkedések szükségesek.

4.1 Rúgódás kezelése
Szigorú minőségi ellenőrzés biztosítása a beszerzés és az építés során. Rendszeres karbantartás és ellenőrzések végzése. A magas páratartalommal jellemző régiókban a vizsgálati időközöket a környezeti feltételek alapján rövidítsék. Súlyosan rúgódott egységeket rövidesen cseréljék ki.

4.2 Teljes zárás hiányának és túlmelegedésnek a megoldása
A zárás során tapasztalható rossz kapcsolat gyakran a beüzemelés hiányával vagy nem megfelelő szerkezeti beállításokkal jár. Kvalifikált technikusokat vonjanak be a helyszíni karbantartásra, hogy biztosítsák a megfelelő igazítást és elfogadható hurokellenállást.

A kapcsolóanyagok kiválasztása a vezetőképesség és a mechanikai erősség alapján történjen. Használjanak ellenrúgódási csavarokat. A kapcsolófelületeket teljesen tiszta állapotban tartva adják meg a befecskendezés mélységét. Cseréljék le a korhadott nyomófedéket, amelyek elvesztették a feszültségüket, és távolítsák el a felületi kontaminánsokat, hogy elkerüljék az ellenállás növekedését és a villamzási hatásokat.

4.3 Működési mechanizmusok szimításának javítása
A szimítás javítása érdekében telepítsen padlókat a mechanizmus behúzási egységekre. Felszerelje a behúzási egységeket párasszterekkel és szárítókkel. Indítsa el a szárítást azonnal, amint emelt páratartalmat észlel, hogy elkerülje a belső rúgódást és az izoláció meghibásodását.

4.4 Porcelán izolátor törések megelőzése
Rigorózus minőségi ellenőrzéseket végezzen a porcelán beszerzése során. Kezelje az izolátorokat szigorúan az üzemelési protokollok szerint, hogy elkerülje a túlzott erőt. A rutin ellenőrzések során vizsgálja a repedéseket vagy töréseket, és cserélje le az érvénytelen egységeket azonnal.

5.Esettanulmány: Online hibaelhárítási rendszer implementációja
Egy városi vízernyelő erőmű—ami létfontosságú a területi árvizek elleni védelem, energia-termelés, ökoszisztém-védelem és regionális gazdasági fejlődés szempontjából—szolgál mint példa a távoli online hibaelhárítási rendszer alkalmazására a transzformátorházok nagyfeszültségű szektorralvadásokban.

Kulcsfontosságú gyakorlatok:
– Válasszon szektorralvadásokat, amelyek nominális feszültsége 126 kV-nál magasabb, kerülje a egykarú hajtogató dizájnokat vagy nem bizonyított rugókapcsoló szerkezeteket; inkább használjon modelleket, amelyeknél a hőmérséklet-emelés tesztjei megerősítettek.
– 252 kV-nál magasabb feszültségű egységek esetén végezze el a teljes montázst, méretbeállítást és jelölést a gyárból való kiküldés előtt.
– 72.5 kV-nál magasabb feszültségű egységek esetén végezzen kapcsolóujj nyomási teszteket, és adja ki a megfelelőségi tanúsítványokat.
– Az átadás során ellenőrizze a mozgó és a rögzített kapcsolók ezüstbeléptetését: vastagság >20 μm, keménység >120 HV.
– A telepítés után mérje a vezető hurokellenállást, és hasonlítsa össze a tervezési és gyári értékekkel; csak akkor indítsa el, ha a tolerancián belül van.
– Az üzem közben használjon infravörös termográfikus módszert a vezető kapcsolók figyelésére, különösen nagy terhelés vagy magas hőmérséklet esetén, és lépjen be, ha anomáliát észlel.
– A kikapcsolt ellenőrzések során tartózkodjon szigorúan a karbantartási ciklusokon. Ellenőrizze a rugók teljesítményét és a kapcsolók vezető utait, cserélje le a nem megfelelő alkatrészeket. Az újrakarbantartás után ellenőrizze a kapcsoló nyomását.
– Tartson készleten tartószereléseket és lézeres tisztító eszközöket, hogy lehetővé tegye a gyors online hibaelhárítást.

6.Következtetés
Összefoglalva, a távoli online lézeres hibaelhárítási rendszer hatékonyan eltávolítja a rúgódást és a kontaminánsokat a szektorralvadások kapcsolóiról, megelőzi a túlmelegedést és a kifogyást, csökkenti a berendezések súlyosodását, és javítja a villamos rendszerek stabilitását. A nagyfeszültségű szektorralvadások jelentős potenciállal bírnak a modern villamos infrastruktúrában—minimalizálva a fogyasztóanyagok használatát, miközben biztosítják a megbízható és stabil hálózatműködést.