Истражување на примената на систем за оддалечено онлајн елиминација на дефекти за контактите на високонапонски разединувачи

Високонапонските преклопачки, познати и како изолаторски превключвачи или ножни превключвачи, имаат едноставен начин на работа и лесна употреба. Како често користени високонапонски превключвачи, тие значително влијаат на оперативната безбедност на преобразувачките станции, што бара строга надежност во практичката применa. Системот за оддалечено онлајн елиминирање на дефекти на контакти на високонапонски преклопачки нуди предности како лесна употреба, ниски оперативни трошоци и висока стабилност, што го прави прифатлив за онлајн елиминирање на дефекти во електроенергетичката индустрија.

1.Преглед на високонапонските преклопачки
Високонапонските преклопачки најчесто се користат во електричните системи на преобразувачките станции и електроцентралите и составуваат клучен дел од високонапонските превключвачи. Мора да се користат заедно со високонапонски прекинувачи.

Системот за оддалечено онлајн лазерско елиминирање на дефекти на контакти на преклопачки се состои од чистачка пушка, хладилник за вода, оптички влакна и лазерска изворна. Користи се потполно твердоагрегатен квазиконтинуиран (QCW) лазер за доставување на високомощна, високо-ефикасна и континуирана лазерска производна. Овој систем користи високоперформансни полупроводници со странично осветлување и рефлекторни чипови за справување со потенцијални опасности. Моќта на излезот на лазерот мора да биде ≥1,000 Вт, а ефикасноста на фиберното спојување мора да надмине 96%. Дополнителни карактеристики вклучуваат нулти трошоци за одржба, компактен размер и подобрување за интеграција.

За пренос на енергија се избираат оптички влакна со капацитет за само-заштита по време на преносот на енергија, со должина која типично се движи во рамки од 10 до 15 метри. Прецизни водни хладилни единици за лазерот и оптичката патека овозможуваат точен контрол на температурата и своевремена приспособување на околинската температура.

Основната функција на високонапонските преклопачки е да пружат безбедна електрична изолација по време на одржбата на високонапонската опрема и инсталацијата. Не се дизајнирани за прекинување на токот на натоварување, токот на неисправност или токот на кратко поврзување, и треба да се користат само за превключување на малите капацитивни или индуктивни токови. Затоа, не располагаат со капацитет за угашување на дуг.

Според местото на инсталирање, високонапонските преклопачки се класифицирани како внатрешни или надворешни типови. Според бројот на изолаторски опорни стубови, тие се категоризираат како едно-, две- или три-стубови. Напонските степени мора да се изберат според специфичните барања на опремата.

Овие преклопачки пружаат видлив простор за изолација за безбедно изолирање на високонапонските извори по време на одржбата, осигурувајќи безбедност на персоналот. Иако можат да превклучуваат малите токови, не располагаат со специфични уреди за угашување на дуг и затоа не можат да прекинат токот на натоварување или кратко поврзување.

2.Оддалечен онлајн лазерски систем за елиминирање на дефекти на контакти на преклопачки
Лазерите нудат висока насоченост и светлина, што овозможува брз концентрирање на енергијата во ограничен простор. Лазерското чистење основно се состои од интеракција помеѓу лазерската радијација и замарниците, што произведува хемиски и физички ефекти.

Истражувањата покажуваат дека површинските замарници се задржуваат преку капиларни сили, електростатска привлекување, ковалентни врски и силите на ван дер Ваалс - последните три се особено тешки за надминување. Лазерското чистење прекинува овие врски без да повреди подлегнатата подложна.

Постојат три главни механизми на лазерско чистење:
(1) Фрагментација и отселување: микроскопски честици на замарница ги абсорбираат лазерската енергија, брзо се зголемуваат, надминуваат силите на површинската адхезија и се склопуваат од површината. Ултракраткиот лазерски импулс генерира експлозивни ударни таласи што ги забрзаат одделувањето на честиците.
(2) Евапорација: поради различните хемиски састави на подложната и замарниците, нивните степени на абсорбција на лазерот се разликуваат. Со одговорен избор на типот и длабочината на импулсот, ~95% од лазерската енергија се рефлектира од подложната, заштитувајќи ја. Замарниците ги абсорбираат ~90% од енергијата, што причинува моментално зголемување на температурата и евапорација, што ги отстранува без повреда на подложната.
(3) Вибрационско издивање: кратки импулси на лазер индуцираат ултразвучки вибрации преку брз термален расшир. Резултантните ударни таласи фрагментираат и издиваат честиците.

Оддалечениот онлајн систем за елиминирање на дефекти концентрира висока енергија во прецизен просторен и временски оквир. Во фокусната точка, ионизацијата причинува микроскопски експлозии што моментално ги отстранува замарниците. Високо насочениот лазерски лок се може обликува во прилагодливи, нееднакви големини на петна. Интензитетот на лазерската енергија е прецизно контролиран за да се осигура моментално одделување на замарниците од подложната без повреда.

3.Чести дефекти на високонапонските преклопачки по време на работа
Дефектите често се појавуваат по време на работа - на пример, натрупување на прашини поради лош контакт, или формирање на сложени филми на контактните површини, што зголемува резистентноста на контактот. Анализата покажува дека лош дизајн, недостатоци на компонентите и неправилна инсталација или регулирање сите допринашуваат до дефекти.

3.1 Корозија на компонентите
Долготрајно изложување на дожд, ветар и влажност причинува корозија на компонентите на преклопачките. Некои делови користат цинкови покриви, но електрохемиските реакции по време на работа можат да доведат до сериозно руждање. Лоши производствени процеси дополнително компромитираат квалитетот и перформансата, забрзувајќи корозијата. Серозното руждање намалува механичката преносна брзина и може да причини оперативен неуспех.

3.2 Неполно отварање/затварање и прекумерно загревање
Неправилните операции на отварање или затварање често доведуваат до дефекти. Ако контактите не се целосно ангажираат додека колацот останува под напон, се појавува резистивно загревање, што може да доведе до изгорење или безбедносни инциденти - што влијае на економскиот перформанс и надежноста на електроенергијата.

Сериозното загревање на контактните точки (поради постоянен проток на ток дури и кога се повредени) зголемува резистентноста на контактот, создавајќи злокачествен циклус: повишена резистентност → повишена температура → дополнително зголемување на резистентноста → повреда на контактот.

3.3 Лоша запечатување на оперативниот механизм што доведува до повреда на контактот
Повеќето високонапонски преклопачки работат надвор и се чувствителни на екологиските фактори. Оперативниот механизм служи како извор на енергија; ако се корозира, тоа ја осуетува функционалноста.

За да се намали ова, оперативните механизми се поставуваат во затворени обвивки во време на инсталација. Меѓутоа, лошата запечатка дозволува проникнување на вода од дожд—особено во влажни сезони—што предизвикува ржавење во внатрешноста. Ова компромитира изолацијата на контролни компоненти, што доведува до неправилно функционирање. Зголемената контактна отпорност го зголемува температурата, а поголемиот ток (нпр., >75% од номиналниот ток) ја усилува прекумерната загрева и дешифрацијата на контакти.

3.4 Фрактура на фарфорски изолатор
Фарфорските изолатори се критични структурни компоненти. Фрактурите можат да колапсираат проводливата цев и да исключат дисеконекторот. Причините вклучуваат:
– Подстандардни производствени процеси кои не осигуруваат квалитет на фарфорот;
– Прекумерна механичка сила при работа со недостаточно квалифициран персонал.

4.Стратегии за системи за елиминација на дефекти на далечина
Бидејќи повеќето дефекти потекнуваат од неисkusperienced operators or flawed design, targeted corrective measures are essential.

4.1 Соодветување на корозијата на компонентите
Оsigurajte striktno kontrolo na kvalitetot tokmu vo vremeto na nabavka i izgradba. Vrzpostavete redovni održuvanja i inspekcii. Vo regioni so visoka vlaga, skratete intervalite za inspekcija vo zavisnost od uslovite. Severno korozirani elementi treba da se zamenat odmah.

4.2 Rešavanje nepotpunog zatvaranja i pregrejavanja
Loš kontakt tokmu pri zatvaranju često rezultira od nedovoljne komisije ili neodgovarajućih strukturnih prilagodbi. Angažirajte kvalifikovane tehničare za održavanje na mestu kako biste osigurali pravilnu poravnanost i prihvatljiv otpor petlje.

Izaberite materijale za kontakt na osnovu provodnosti i mehaničke čvrstoće. Koristite boltove protiv korozije. Potpuno očistite površine kontakta pre nego što podesite dubinu ubacivanja. Zamenite starim veštačnim oprugama koje su izgubile napetost i uklonite površinske kontaminate kako bi se spriječilo stvaranje otpora i luknjavanje.

4.3 Unapređenje zapinjanja operativnih mehanizama
Poboljsajte zapinjanje instaliranjem proklopa na obložajima mehanizama. Opredelite obložaje sa senzorima vlage i dehumidifierima. Aktivirajte dehumidifikaciju odmah nakon detektovanja povećane vlage kako biste sprečili unutrašnje koroziranje i propad izolacije.

4.4 Sprječavanje frakture farforastih izolatora
Provedite stroge kontrole kvalitete tijekom nabave farfora. Rukujte izolatorima strogo prema operativnim protokolima kako biste izbjegli pretjeranu silu. Tijekom redovnih patrola, provjerite prisutnost pukotina ili fraktura i odmah zamijenite defektne jedinice.

5.Studija slučaja: Implementacija sistema za eliminaciju defekata na daljinu
Gradski hidroelektrana - ključna za kontrolu poplava, proizvodnju struje, ekološku zaštitu i regionalni ekonomski razvoj - služi kao studija slučaja za primjenu udaljenog online sustava za eliminaciju defekata na podstaci visokih napona.

Ključne prakse uključuju:
– Izbor disjunktera s naponom iznad 126 kV, izbjegavajući jednoručne savijene dizajne ili nedokazane strukture kontakta na veštačku, preferirajući modele s potvrđenim izvještajima o testiranju porasta temperature.
– Za jedinice ≥252 kV, izvršiti kompletnu montazu, prilagođavanje dimenzija i oznake prije isporuke iz tvornice.
– Za jedinice ≥72.5 kV, provesti testiranje pritiska na kontaktnim prstovima i dostaviti certifikate o u skladu.
– Pri predaji, provjeriti srebrnu poklopnu na pokretnim i stacionarnim kontaktima: debljina >20 μm, tvrdota >120 HV.
– Nakon instalacije, izmjeriti otpor provodnog petlje i usporediti s projektiranim i fabričnim vrijednostima; komisionirati samo ako je u toleranci.
– Tijekom rada, koristiti infracrvenu termografiju za nadgledanje provodnih spojeva - posebno pod velikim opterećenjem ili visokim temperaturama - i intervenirati odmah ako se otkriju anomalije.
– Tijekom ispitivanja prilikom isključivanja, strogo se držati ciklusa održavanja. Testirati performanse veštačaka i kontaktne kruga, zamijeniti nedopustive dijelove. Ponovno provjeriti pritisak kontakta nakon održavanja.
– Održavati inventar rezervnih dijelova i alata za lasersko čišćenje kako bi se omogućila brza online eliminacija defekata.

6.Zaključak
Ukratko, udaljeni online laser-sustav za eliminaciju defekata efektivno uklanja ržavac i kontaminate s kontakata disjunktera, sprečavajući pregrejavanje i izgoranje, smanjujući trošak opreme i poboljšavajući stabilnost električnog sustava. Visokonaponski disjunkteri imaju ogromni potencijal u modernoj infrastrukturi snabdijevanja strujom - minimizirajući upotrebu potrošnih materijala dok osiguravaju pouzdanu i stabilnu operaciju mreže.