Corrosie en beschermingspraktijken van hoogspanningsafschakelaars

Hoogspanningsafschakelaars worden zeer wijdverspreid gebruikt, en daarom besteedt men veel aandacht aan potentiële problemen die hiermee gepaard kunnen gaan. Onder de verschillende storingen is corrosie van hoogspanningsafschakelaars een belangrijke zorg. In het licht van deze situatie analyseert dit artikel de samenstelling van hoogspanningsafschakelaars, soorten corrosie, en storingen veroorzaakt door corrosie. Het onderzoekt ook de oorzaken van afschakelaarcorrosie en studeert theoretische grondslagen en praktische technieken voor corrosiebescherming.

1.Hoogspanningsafschakelaar en corrosieanalyse
1.1 Structuur van hoogspanningsafschakelaars
Een hoogspanningsafschakelaar bestaat uit vijf delen: ondersteuningsbasis, geleidend deel, isolator, overbrengingsmechanisme en bedieningsmechanisme. De ondersteuningsbasis vormt de structuur basis van de afschakelaar, waarmee alle andere componenten als een geïntegreerde eenheid worden gesteund en vastgezet. Het geleidend deel zorgt voor efficiënte stroomvoering in het circuit. Isolatoren bieden elektrische isolatie tussen leidende en aangesloten delen. Het overbrengingsmechanisme werkt via de isolator om beweging naar de contacten over te dragen, waardoor openen en sluiten van de afschakelaar mogelijk wordt.

Om veiligheid te waarborgen, moeten afschakelaars een duidelijk zichtbare open kier hebben, en er moet betrouwbare isolatie zijn tussen alle breukpunten. Buitenaardse afschakelaars moeten betrouwbaar openen en sluiten onder diverse omstandigheden zoals wind, regen, sneeuw, stof en luchtvervuiling. Daarnaast moet er een betrouwbare mechanische interlock zijn tussen de afschakelaar en de aardingsschakelaar om te zorgen dat operators veilige bedieningsvolgordes volgen.

Bijvoorbeeld, hoogspanningsafschakelaars vereisen geen hoge snelheid tijdens openen of sluiten, dus ze kunnen rechtstreeks door een motor worden aangedreven. Daarentegen zijn schakelaars (hoog- of laagspanning) ontworpen om circuits onder belasting te verbinden of te verbreken en moeten snel opereren—langzaam of geleidelijk openen/sluiten zou boogvorming veroorzaken. Daarom gebruiken schakelaars energie-opslagmotoren gekoppeld aan veeren om kinetische energie op te slaan, die onmiddellijk wordt vrijgegeven wanneer nodig.

1.2 Classificatie van afschakelaarcorrosie
Volgens rapporten wordt corrosie van hoogspanningsafschakelaars over het algemeen beïnvloed door temperatuur en vochtigheid, atmosferische vervuilers en stof, materiaaleigenschappen van componenten, en productieprocessen. Metalen reageren met water en zuurstof in de atmosfeer, en hoge temperaturen of grote dagelijkse temperatuurverschillen versnellen deze reactie. Hoge vochtigheid en temperatuur verergeren metalencorrosie aanzienlijk, waardoor corrosie in dergelijke gebieden bijzonder ernstig is.

Atmosferische vervuilers bevatten hoogst corrosieve stoffen die zich met vocht op metaaloppervlakken combineren om zuur-electrolyten te vormen, waardoor elektrochemische corrosie wordt versneld. Met de snelle ontwikkeling van energie-intensieve industrieën in China is luchtvervuiling verergerd, acideregen is ernstiger geworden, en vervuilingsniveaus zijn toegenomen, wat een vicieuze cirkel creëert die metalencomponentenverrotting versterkt.

Het materiaal zelf is een andere belangrijke factor die corrosie beïnvloedt. Sommige metalen zijn corrosiebestendig, terwijl andere vatbaar zijn voor corrosie door vocht; dus de keuze van materiaal bepaalt direct de vatbaarheid voor corrosie. Tijdens de productie kunnen ongelijke druk of hitte onevenwichtige elektrodepotentiaal veroorzaken, wat corrosie verder versnelt. Bijvoorbeeld, de basiselementen van afschakelaars worden vaak gemaakt met warmgedoopt galvaniseren, maar roesten van deze elementen komt vaak voor—gekoppeld aan zowel operationele omstandigheden als fabrieksproductiekwaliteit.

Componenten van slechte kwaliteit kunnen elektrochemische reacties ondergaan wanneer ze tijdens de bedrijfsvoering blootgesteld worden aan acideregen of zoutnevel, waardoor ze brosheids en scheuren onder externe spanning, wat kan leiden tot complete breuk.

1.3 Storingen veroorzaakt door corrosie van afschakelaarcomponenten
Vanuit een minder belangrijk perspectief beïnvloedt corrosie eerst het uiterlijk van het product. Ernstige roestvlekken zijn het meest gerapporteerde probleem door gebruikers, omdat een roestig uiterlijk een psychologisch gevoel van onveiligheid creëert. Bovendien kan corrosie leiden tot dimensionale vervorming of verminderde grootte van metalen componenten, wat schade of breuk kan veroorzaken.

Roterende delen en overbrengingsketens kunnen obstructie ervaren; elke blokkering in het mechanisme kan het hele apparaat doen vastlopen, waardoor het in ernstige gevallen onbruikbaar wordt of zelfs breuk veroorzaakt.

Corrosie verhoogt ook de contactweerstand tot op zekere hoogte. Hogere contactweerstand leidt tot verhitting op contactpunten, wat de metalen oxidatie verder versnelt en het risico op elektrische geleidingsfouten vergroot. Lange tijd ingeschakeld zijn onder deze omstandigheden kan leiden tot ernstige verbranding van het hoogspanningsafschakelaarcircuit, wat potentieel elektrische veiligheidsincidenten kan veroorzaken met onherstelbare gevolgen.

2.Theoretische en praktische analyse van hoogspanningsafschakelaars
2.1 Analyse van componentcorrosie
Aangezien de hoofdcomponenten van afschakelaars metaal zijn, kunnen de oorzaken van afschakelaarcorrosie grotendeels worden begrepen als oorzaken van metalencorrosie. Metalencorrosie wordt beïnvloed door zowel interne als externe factoren.

Theoretisch gezien beïnvloeden omgevingstemperatuur en -vochtigheid de snelheid van chemische corrosie van metalen. Bovendien spelen de samenstelling van oplossingen die in contact komen met het metaaloppervlak en de pH-waarde van deze oplossingen een cruciale rol. Deze factoren zijn voornamelijk gerelateerd aan vervuilers en PM2.5-deeltjes die aan het metaaloppervlak kleven vanuit de atmosfeer.

Interne factoren omvatten de fysicochemische eigenschappen en microstructuur van het metaalmateriaal zelf. Als een component gemaakt is van een materiaal dat vatbaar is voor corrosie, moet extra zorg worden besteed aan de installatie en plaatsing van de schakelaar, inclusief een zorgvuldige selectie van de installatielocatie. Reactieve metalen verliezen gemakkelijk elektronen, wat leidt tot materiaalverlies of galvanische corrosie. Corrosie van hoogspanningsschakelaars is dus onvermijdelijk - het kan alleen worden verminderd door maximale beschermingsmaatregelen.

Bijvoorbeeld, de verbindingen aan beide zijden van de hoogspanningsschakelaar moeten stevig en betrouwbaar zijn om corrosie van de component te voorkomen. Verbindingen tussen metaaldeeltjes zijn fundamenteel en cruciaal en vereisen speciale aandacht.

2.2 Theoretische Beschermingsbenaderingen
Vanuit intern oogpunt biedt de selectie van materialen met superieure corrosiebestendigheid voor metaalcomponenten - terwijl andere prestatie-eisen worden voldaan - fundamentele bescherming tegen corrosie.

Vanuit extern oogpunt moeten waterafstotende en blootstellingsbeperkende ontwerpen worden toegepast om contact tussen metaaldeeltjes en vochtige lucht of andere negatieve factoren te minimaliseren, waardoor problemen zoals wateroploop en te veel atmosferische blootstelling worden vermeden.

Voor de gehele schakelaar moeten sluit- en beschermingsmaatregelen worden toegepast op draai- en overbrengingslagers om obstructies door weersomstandigheden of waterinbreuk te voorkomen. Betrouwbare beschermende coatings moeten op oppervlakken worden aangebracht; verschillende coatings moeten worden geselecteerd op basis van metaalsoort, componentfunctie en toepassingsomgeving, altijd met prioriteit voor veiligheid, operationele efficiëntie en economische haalbaarheid.

Geleidende stoffen die extern op schakelaars worden aangebracht, moeten voldoen aan component specificaties om toename van weerstand te voorkomen. Wanneer de algehele corrosie ernstig wordt, moet de eenheid worden gedemonteerd voor onderhoud: contactoppervlakken schoongemaakt, bouten aangepast en beschadigde delen gerepareerd of vervangen.

Theoretische beschermingsstrategieën bieden een solide basis voor praktische corrosiepreventie, waarbij theorie en praktijk nauw met elkaar verbonden zijn en elkaar progressief versterken.

2.3 Praktische Technieken voor Corrosiebescherming
Normaal gesproken is het stationaire contact verbonden met de energiebron, en het bewegende contact met de belasting. Echter, voor schakelaars die in ontvangstkasten met kabelvoeding zijn geïnstalleerd, is de energiebron verbonden met de kant van het bewegende contact - een configuratie die algemeen bekend staat als "reverse feed".

Tijdens routinematig onderhoud moeten regelmatig algemene inspecties worden uitgevoerd. Dit bestaat uit kleine of ad-hoc reparaties, die meestal worden uitgevoerd volgens principes van dynamisch management en routinematig onderhoud, met gerichte reparaties gepland voor geïdentificeerde defecten of fouten.

Tijdens grote revisies wordt demontage-gebaseerd onderhoud uitgevoerd, waarbij een grondige inspectie van de apparatuur wordt uitgevoerd met speciale aandacht voor metalen delen die vatbaar zijn voor corrosie. Gedeelten die beschadigd zijn, worden vervangen of gerepareerd met behulp van geschikte technieken.

Interne mechanismen moeten periodiek worden geïnspecteerd en gereinigd. Hefbomen en andere overbrengingsmechanismen moeten worden gereinigd, gepolijst en gesmeerd. Beschermende coatings moeten op externe oppervlakken met corrosie worden aangebracht, en extra smering en beschermingsapparatuur moeten op lagers worden geïnstalleerd.

Deze belangrijke onderhoudsprocedures moeten strikt volgens de technische specificaties en richtlijnen van de fabrikant worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de apparatuur na het onderhoud haar oorspronkelijke technische prestaties herstelt. Op basis van de in dit artikel besproken corrosieoorzaken moeten er regelmatig routine-inspecties worden uitgevoerd op kwetsbare gebieden, met grote revisies op vaste tijdstippen.

3.Slotconclusie
Hoogspanningsschakelaars spelen een significante rol in het dagelijks leven door circuitoverschakelingsproblemen op te lossen. Echter, corrosie van deze schakelaars kan leiden tot serieuze gevolgen. Daarom moeten beschermingsmaatregelen worden ontwikkeld via zowel theoretisch onderzoek als praktische implementatie om de veilige en betrouwbare toepassing van hoogspanningsschakelaars te bevorderen.