Yüksek Gerilim Kesici Anahtarlarına Uygulanan Uzaktan Çevrimiçi Arızaları Giderme Sistemi Üzerine Araştırma

Yüksek gerilimli ayırıcılar, ayrıca yalıtım anahtarı veya bıçak anahtarı olarak da bilinirler, basit çalışma prensiplerine ve kullanımı kolaydır. Yaygın olarak kullanılan yüksek gerilimli anahtar ekipmanları olan bu cihazlar, transformatör merkezlerinin işlem güvenliği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve pratik uygulamalarda sıkı güvenilirlik gerektirir. Yüksek gerilimli ayırıcı temas noktaları için uzaktan çevrimiçi arızayı giderme sistemi, kullanımı kolay, işletme maliyetleri düşük ve yüksek istikrarlı olma avantajlarına sahip olduğundan, enerji sektöründe çevrimiçi arızayı giderme için idealdir.

1.Yüksek Gerilimli Ayırıcıların Genel Bakış
Yüksek gerilimli ayırıcılar en sık transformatör merkezi elektrik sistemlerinde ve enerji santrallerinde kullanılır ve yüksek gerilimli anahtar ekipmanlarının önemli bir bileşenidir. Yüksek gerilimli devre kesicilerle birlikte kullanılmalıdır.

Ayırıcı temas noktaları için uzaktan çevrimiçi lazer tabanlı arızayı giderme sistemi, temizleme tabancası, su soğutucu, optik lif ve lazer kaynağından oluşur. Sistem, yüksek güç, yüksek verimlilik ve sürekli lazer çıkışı sağlayacak şekilde tam katı halden yarı sürekli dalga (QCW) lazeri kullanır. Bu sistem, potansiyel tehlikeleri ele almak için yüksek performanslı yarı iletken yan pompalı modülleri ve yansıma çiplerini kullanır. Lazer çıkış gücü ≥1.000 W olmalı ve lif kombine etkinliği %96'nın üstünde olmalıdır. Ek özellikler arasında bakım maliyeti sıfır, kompakt boyut ve entegrasyon için uygunluk bulunur.

Enerji iletimi sırasında kendini koruma yeteneğine sahip enerji iletimi optik lifleri, genellikle 10 ila 15 metre arasında uzunlukta seçilir. Lazer ve optik yolu için hassas su soğutma üniteleri, doğru sıcaklık kontrolünü ve zamanında çevre sıcaklığı ayarlarını sağlar.

Yüksek gerilimli ayırıcıların asıl işlevi, yüksek gerilimli ekipman ve kurulumların bakımı sırasında güvenli elektriksel izolasyon sağlamaktır. Yük akımını, arıza akımını veya kısa devre akımını kesmek için tasarlanmamıştır ve sadece küçük kapasitif veya indüktif akımların değiştirilmesi için kullanılmalıdır. Bu nedenle, ark söndürme yeteneği yoktur.

Yüksek gerilimli ayırıcılar, yükleme konumuna göre içeridekiler veya dışardakiler olarak sınıflandırılır. yalıtım destek sütunlarının sayısına göre tek sütunlu, çift sütunlu veya üç sütunlu olarak kategorize edilir. Voltaj dereceleri, belirli ekipman gereksinimlerine göre seçilmelidir.

Bu ayırıcılar, bakımı sırasında yüksek gerilim kaynaklarını güvenli bir şekilde izole etmek için görülebilir bir izolasyon boşluğu sağlar, böylece personel güvenliğini sağlar. Küçük akımları değiştirebilirler, ancak özel ark söndürme cihazları olmadığından yük veya kısa devre akımlarını kesemezler.

2.Ayrıcı Temas Noktaları için Uzaktan Çevrimiçi Lazer Tabanlı Arızayı Giderme Sistemi
Lazerler, yüksek yönlendirici ve parlaklık özellikleri sunarak, enerjiyi hızlı bir şekilde sınırlı bir alana yoğunlaştırır. Lazer temizleme, temel olarak lazer radyasyonu ile kirletici maddeler arasındaki etkileşimden oluşur ve kimyasal ve fiziksel etkilere yol açar.

Araştırmalar gösteriyor ki, yüzey kirletici maddeler kapiller kuvvet, elektrostatik çekim, kovalent bağ ve van der Waals kuvvetleri ile tutunur—son üçü özellikle aşılması zordur. Lazer temizleme, alttaki zeminin zarar görmesine neden olmadan bu bağ kuvvetlerini bozar.

Üç ana lazer temizleme mekanizması vardır:
(1) Parçalanma ve soyulma: Mikroskopik kirletici parçacıklar, lazer enerjisini emer, hızla genişler, yüzey tutma kuvvetlerini aşar ve yüzeyden kırılır. Ultrakısa lazer darbesi, parçacıkların ayrılması için patlayıcı şok dalgaları oluşturur.
(2) Buharlaşma: Zemin ve kirletici maddeler arasındaki farklı kimyasal bileşimler, lazer absorpsiyon oranlarını farklılaştırır. Uygun lazer türü ve darbe genişliğinin seçilmesiyle, ~95% lazer enerjisi zeminden yansır, onu korur. Kirletici maddeler ~90% enerjiyi emer, anlık sıcaklık artışı ve buharlaşmasını sağlar, zemin zarar görmeksizin onları kaldırır.
(3) Titreşimsel atılma: Kısa darbeli lazerler, hızlı termal genişleme yoluyla ultrasonik titreşimler oluşturur. Oluşan şok dalgaları, parçacıkları parçalayıp atar.

Uzaktan çevrimiçi arızayı giderme sistemi, yüksek enerjiyi hassas bir uzaysal ve zamansal pencerede yoğunlaştırır. Odak noktasında, iyonlaşma mikro-patlama oluşturur ve anında kirletici maddeleri soyar. Çok yönlü lazer ışını, ayarlanabilir, eşit olmayan lekesiz şekillere dönüştürülebilir. Lazer enerji yoğunluğu, kirletici maddelerin zemin tarafından anında ayrılmasını sağlayacak şekilde hassas bir şekilde kontrol edilir, ancak zemin zarar görmeksizin.

3.Yüksek Gerilimli Ayırıcıların İşlem Sırasında Ortaya Çıkan Yaygın Arızalar
İşlem sırasında arızalar genellikle ortaya çıkar—örneğin, zayıf temas nedeniyle toz birikimi veya temas yüzeylerinde bileşik filmlerin oluşumu, temas direncini artırır. Analiz, kötü tasarım, standart dışı bileşenler ve yanlış yükleme veya ayarlamanın tümünün arızalara katkıda bulunduğunu gösterir.

3.1 Bileşen Korozyonu
Uzun süre yağmur, rüzgar ve nem maruziyeti, ayırıcı bileşenlerinin korozyonuna neden olur. Bazı parçalar galvanize kaplama kullanır, ancak operasyon sırasında oluşan elektrokimyasal reaksiyonlar ciddi paslanmaya yol açabilir. Kötü üretim süreçleri kalite ve performansı daha da azaltır, korozyonu hızlandırır. Ciddi paslanma, mekanik iletim hızını azaltır ve operasyon başarısızlıklarına yol açabilir.

3.2 Tam Açılmama/Kapanmama ve Aşırı Isınma
Yanlış açma veya kapatma işlemleri genellikle arızalara neden olur. Devre enerjiliyken temas noktaları tam olarak birleşmezse, dirençli ısı oluşur, potansiyel olarak yanma veya güvenlik olaylarına yol açabilir—ekonomik performansı ve enerji güvenilirliğini etkileyebilir.

Temas noktalarında şiddetli ısınma (hasarlı olsa bile devamlı akım akışı nedeniyle) temas direncini artırır, bu da bir döngüyü başlatır: Daha yüksek direnç → Daha yüksek sıcaklık → Daha fazla direnç artış → Temas hasarı.

3.3 İşlem Mekanizmasının Kötü Sigortalama Nedeniyle Temas Hasarı
Çoğu yüksek gerilimli ayırıcı dışarıda çalışır ve çevresel faktörlere karşı hassastır. İşlem mekanizması güç kaynağı olarak görev yapar; eğer korozyona uğrarsa, işlevselliğini azaltır.

Bunu önlemek için, işletim mekanizmaları kurulum sırasında kapatılmış kasalarda yerleştirilir. Ancak, kötü bir kaplama yağmur suyunun girmesine izin verir—özellikle nemli mevsimlerde—bu da iç çürümeye neden olur. Bu, kontrol bileşenlerinin yalıtımını tehlikeye atar ve işlevsizliğe yol açar. Artan temas direnci sıcaklığı yükseltir, daha büyük akım (örneğin, >75% nominal akım) aşırı ısınmayı ve temas bozulmasını artırır.

3.4 Porselen İzolektör Kırılması
Porselen izolektörler kritik yapısal bileşenlerdir. Kırılmalar iletim devresini çökertebilir ve ayracın işlevsiz kalmasına neden olabilir. Nedenleri şunlardır:
– Kalite standartlarına uymayan üretim süreçleri porselen kalitesini sağlayamıyor;
– Becerisiz personel tarafından uygulanan aşırı mekanik kuvvet.

4.Uzaktan Çevrimiçi Arızayı Giderme Sistemleri İçin Stratejiler
Çoğu arıza operatör deneyimsizliği veya hatalı tasarım nedeniyle ortaya çıkar, bu nedenle hedefe yönelik düzeltici önlemler gereklidir.

4.1 Bileşen Korozyonunu Giderme
Alıştırma ve inşaat sırasında sıkı kalite kontrolü sağlayın. Düzenli bakım ve incelemeler yapın. Yüksek nemli bölgelerde, çevresel koşullara göre inceleme aralıklarını kısaltın. Aşırı korozyona uğramış ünitelerin hemen değiştirilmesi gerekir.

4.2 Tam Olmayan Kapama ve Aşırı Isınmayı Çözme
Kapama sırasında zayıf temas genellikle yetersiz komisyoning veya uyumsuz yapısal ayarlamalardan kaynaklanır. Doğru hizalamanın ve kabul edilebilir döngü direncinin sağlanması için nitelikli teknisyenlerin yerinde bakımı sağlayın.

Temas malzemelerini iletkenlik ve mekanik dayanımına göre seçin. Koroziyona karşı telsiz kullanın. Ayarlama öncesi temas yüzeylerini tamamen temizleyin. Gerilim kaybeden yaşlanmış sıkıştırma yaylarını değiştirin ve dirençlenme ve ark oluşumunu önlemek için yüzey kirleticilerini kaldırın.

4.3 İşletim Mekanizlarının Kaplamasını İyileştirme
Mekanizma kasalarına keçe monte ederek kaplamayı geliştirin. Kasalara nem algılayıcıları ve nem alıcıları ekleyin. Yüksek nem seviyesi tespit edildiğinde derhal nem alıcısını etkinleştirerek iç çürüme ve yalıtım başarısızlığını önleyin.

4.4 Porselen İzolektör Kırılmasını Önleme
Porselen satın alınırken sert kalite kontrolleri uygulayın. İzolektörleri operasyonel protokollere uygun olarak sıkıca ele alınarak aşırı kuvvete maruz kalmadan koruyun. Düzenli devriyeler sırasında çatlaklar veya kırılmalar için inceleyin ve hatalı üniteleri hemen değiştirin.

5.Örnek Çalışma: Uzaktan Çevrimiçi Arızayı Giderme Sisteminin Uygulanması
Taşkın kontrolü, enerji üretimi, ekolojik koruma ve bölgesel ekonomik gelişime kritik olan bir belediye hidroelektrik santrali, uzaktan çevrimiçi arıza giderme sisteminin yüksek gerilimli ayracılara uygulanması için örnek çalışmadır.

Ana uygulamalar şunlardır:
– 126 kV'den yüksek dereceli ayracı seçin, tek kol katlama tasarımlarını veya kanıtlanmamış yay temas yapılarını kaçının; doğrulanan sıcaklık yükselimi test raporlarına sahip modelleri tercih edin.
– 252 kV ve üzeri üniteler için fabrika gönderiminden önce tam montaj, boyut ayarlaması ve işaretlemeyi gerçekleştirin.
– 72.5 kV ve üzeri üniteler için temas parmağı basıncı testlerini yapın ve uyumluluk sertifikalarını sağlayın.
– Devir teslim sırasında hem hareketli hem de sabit temas noktalarında gümüş kaplama varlığını doğrulayın: kalınlık >20 μm, sertlik >120 HV.
– Kurulumdan sonra iletim döngüsü direncini ölçün ve tasarım ve fabrika değerleriyle karşılaştırın; tolerans içinde ise faaliyete geçirin.
– İşletim sırasında, özellikle yüksek yük veya yüksek sıcaklık koşullarında iletken bağlantıları kızılötesi termografi ile izleyin ve anormallikler tespit edildiğinde derhal müdahale edin.
– Bakım dönemlerine sıkı sıkıya uyun. Yay performansını ve temas devrelerini test edin, uygun olmayan parçaları değiştirin. Bakım sonrası temas basıncını tekrar doğrulayın.
– Hızlı çevrimiçi arıza gidermesi için yedek parça envanterini ve lazer temizleme araçlarını koruyun.

6.Sonuç
Sonuç olarak, uzaktan çevrimiçi lazer tabanlı arıza giderme sistemi ayracı temas noktalarındaki pas ve kirletici maddeleri etkili bir şekilde kaldırır, aşırı ısınmayı ve yanmayı önler, ekipman aşınmasını azaltır ve güç sistem istikrarını artırır. Yüksek gerilimli ayracılarda modern güç altyapısında büyük potansiyel vardır—tüketilen malzemelerin kullanımını minimize ederken güvenilir ve istikrarlı ağ işlemini sağlar.