Korrosjon og beskyttelsespraksis for høyspenningsavkoplingsbrytere

Høyspenningsbrytere er utbredt brukt, og derfor legger folk stor vekt på potensielle problemer som kan oppstå med dem. Blant ulike feil, er korrosjon av høyspenningsbrytere et viktig bekymringspunkt. I lyset av denne situasjonen analyserer denne artikkelen sammensetningen av høyspenningsbrytere, typer korrosjon, og feil forårsaket av korrosjon. Den undersøker også årsakene til bryterkorrosjon og studerer teoretiske grunnlag og praktiske teknikker for korrosjonsbeskyttelse.

1. Høyspenningsbrytere og korrosjonsanalyse
1.1 Strukturell sammensetning av høyspenningsbrytere
En høyspenningsbryter består av fem deler: støttebase, ledende del, isolator, overføringsmekanisme, og driftsmekanisme. Støttebasen danner strukturelt grunnlag for bryteren, støtter og fester alle andre komponenter som en integrert enhet. Ledende del sikrer effektiv strømledning i kretsen. Isolatorer gir elektrisk isolering mellom levende deler og jordede deler. Overføringsmekanismen opererer gjennom isolatoren for å overføre bevegelse til kontaktpunktene, slik at åpne og lukke operasjoner av bryteren kan utføres.

For å sikre sikkerhet, må brytere ha en klart synlig åpen spenne, og det må være pålitelig isolering mellom alle brytpunkter. Utendørs brytere må pålitelig utføre åpne og lukke operasjoner under ulike miljøforhold som vind, regn, snø, støv og luftforurensning. I tillegg må det være installert en pålitelig mekanisk lås mellom bryteren og jordkontakten for å sikre at operatører følger sikre driftssekvenser.

For eksempel krever ikke høyspenningsbrytere hurtig drift under åpning eller lukking, så de kan direkte driftestes av en motor. I motsetning til dette er strømbrytere (høy- eller lavspennings) designet for å koble til eller fra kretser under belastning, og de må operere raskt—langsom eller gradvis åpning/lukking ville føre til buksing. Derfor bruker strømbrytere energilagringsmotorer koblet med fjeder for å lagre kinetisk energi, som blir umiddelbart frigitt når det er nødvendig.

1.2 Klassifisering av bryterkorrosjon
Ifølge rapporter, er korrosjon av høyspenningsbrytere generelt påvirket av temperatur og fuktighet, atmosfæriske forurensete stoffer og støv, materialeegenskaper ved komponentene, og produksjonsprosesser. Metaller reagerer med vann og oksygen i atmosfæren, og høye temperaturer eller store temperatursvingninger forsterker denne reaksjonen. Høy fuktighet og temperatur forverrer markedsmessig metal korrosjon, noe som gjør korrosjon spesielt alvorlig i slike områder.

Atmosfæriske forurensete stoffer inneholder høygradig korroderte stoffer som kombinerer seg med fuktighet på metallflater for å danne sur elektrolyt, dermed forsterker elektrokjemisk korrosjon. Med den raske utviklingen av kraftintensive industrier i Kina, har luftforurensning verket, sur nedbør har blitt mer alvorlig, og forurensete nivåer har økt, skapte en ond luke som forsterker korrosjon av metallkomponenter.

Materialet selv er en annen viktig faktor som påvirker korrosjon. Noen metaller er korrosjonsbestandige, mens andre er utsatt for fuktighetindusert korrosjon; dermed avgjør valg av materialer direkte mottakeligheten til korrosjon. Under produksjon, kan ujevn trykk eller varme føre til ujevn elektrodspotensial, noe som forsterker korrosjon ytterligere. For eksempel, de bryterbasistokkene produseres ofte ved hjelp av varme-dypgalvanisering, men rosting av disse stokkene er vanlig— forbundet både med driftsmiljøforhold og produksjonskvalitet på fabrikken.

Dårlige komponenter kan undergå elektrokemiske reaksjoner når de er utsatt for sur nedbør eller saltspreying under drift, blir sprøyte og knuses under eksternt stress, som kan føre til fullstendig brudd.

1.3 Feil forårsaket av korrosjon av bryterkomponenter
Fra et mindre perspektiv, påvirker korrosjon først produktets utseende. Alvorlig rosting er den mest ofte rapporterte problemet av brukerne, da et rustet ytre skaper en psykologisk inntrykk av usikkerhet. I tillegg kan korrosjon føre til dimensjonell deformasjon eller reduksjon i metallkomponenter, noe som fører til skade eller brudd.

Roterende deler og overføringskjeder kan oppleve forhindring; noen blokkering i mekanismen kan føre til at hele enheten stopper, og i alvorlige tilfeller kan det enda føre til kjedebrytning.

Korrosjon øker også kontaktmotstand i en vis grad. Høyere kontaktmotstand fører til varming ved kontakt punkter, noe som forsterker metall oksidasjon og øker risikoen for elektrisk konduksjonsfeil. Langvarig energiforsyning under slike forhold kan føre til alvorlig brenning av høyspenningsbryterkretsen, potensielt utløse elektriske sikkerhetsulykker med irreversibele konsekvenser.

2. Teoretisk og praktisk analyse av høyspenningsbrytere
2.1 Analyse av komponentkorrosjon
Siden de viktigste komponentene i brytere er metalliske, kan årsakene til bryterkorrosjon forstås som årsaker til metallkorrosjon. Metal korrosjon er påvirket av både interne og eksterne faktorer.

Teoretisk sett, påvirker miljøtemperatur og fuktighet hastigheten av kjemisk korrosjon av metaller. I tillegg spiller løsningsoppbygget som berører metallflater og pH-verdien av disse løsningene en viktig rolle. Disse faktorene er hovedsakelig relatert til forurensete partikler og PM2.5 partikler som hefter seg til metallflater fra atmosfæren.

Interne faktorer inkluderer fysikokjemiske egenskaper og mikrostruktur i selve metallmaterialet. Hvis en komponent er laget av et korrosjonsempfindelig materiale, må ekstra forsiktighet tas under installasjon og plassering av disconnector, inkludert omhyggelig valg av dens installasjonssted. Reaktive metaller mister lett elektroner, noe som fører til materialetap eller galvanisk korrosjon. Derfor er korrosjon av høyspændingsdisconnectorer uunngåelig – den kan bare mildres gjennom maksimale beskyttelsesforanstaltninger.

For eksempel må tilknytningene på begge sider av høyspændingsdisconnectoren være sikre og pålitelige for å unngå komponentkorrosjon. Tilknytninger mellom metallkomponenter er grunnleggende og kritiske, og krever spesiell oppmerksomhet.

2.2 Teoretiske beskyttelsesmetoder
Fra et internperspektiv gir valg av materialer med overlegen korrosjonsbestandighet for metallkomponenter – samtidig som andre ytelsekrefter blir møtt – grunnleggende beskyttelse mot korrosjon.

Fra et eksternt perspektiv bør vannavstøtende og eksponeringsbegrensende design implementeres for å minimere kontakt mellom metallkomponenter og fuktig luft eller andre skadelige faktorer, for å unngå problemer som vannakkumulering og overdreven atmosfærisk eksponering.

For den totale disconnector skal tette og beskyttende foranstaltninger anvendes ved roterende og overføringsleger for å unngå forhindringer forårsaket av værforhold eller vanninngang. På overflater skal pålitelige beskyttende belægninger anvendes; ulike belægninger skal velges basert på metalltype, komponentfunksjon og bruksområde, alltid med prioritet på sikkerhet, driftseffektivitet og økonomisk fornuft.

Konduktive stoffer som påføres eksternt til disconnectorer må oppfylle komponentspesifikasjoner for å unngå økt motstand. Når total korrosjon blir alvorlig, bør enheten demonteres for vedlikehold: kontaktflater renses, boller justeres, og skadde deler repareres eller erstattes.

Teoretiske beskyttelsesstrategier gir en solid grunnlag for praktisk korrosjonsforebygging, med teori og praksis tett sammenknyttet og progressivt forsterkende hverandre.

2.3 Praktiske korrosjonsbeskyttelsesmetoder
Normalt er den statiske kontakten koblet til strømkilden, mens den bevegelige kontakten er koblet til belastningen. For disconnectorer installert i mottakerkabinetter med kabelinnføring er imidlertid strømkilden koblet til den bevegelige kontakt siden – en konfigurasjon som ofte omtales som "omvendt innføring."

Under rutinemessig vedlikehold bør generelle inspeksjoner utføres regelmessig. Dette utgjør mindre eller ad hoc-reparasjoner, vanligvis implementert gjennom dynamisk forvaltning og rutinemessig vedlikeholdsprinsipper, med målrettede reparasjoner planlagt for identifiserte defekter eller feil.

Under store revisjoner utføres vedlikehold basert på demontasje, som innebærer en omfattende inspeksjon av utstyret, med spesiell fokus på metallkomponenter som er utsatt for korrosjon. Skadede komponenter erstattes eller repareres ved hjelp av passende teknikker.

Interne mekanismer bør inspiseres og renses periodisk. Leverer og andre overføringslenker bør renses, polert og smurt. Beskyttende belægninger bør påføres igjen til korroderte eksterne overflater, og ekstra smøring og beskyttende enheter bør installeres ved leger.

Disse nøkkelvevedlikehetsprosedyrene må strengt følge tekniske spesifikasjoner og produsentens retningslinjer for å sikre at utstyret gjenoppretter sin opprinnelige tekniske ytelse etter vedlikehold. Basert på korrosjonsårsakene diskutert i denne artikkelen, bør rutinemessige inspeksjoner utføres regelmessig på sårbarhetsområder, med store revisjoner utført med jevne mellomrom.

3. Konklusjon
Høyspændingsdisconnectorer har en betydelig rolle i dagliglivet ved å løse problemer med krettskifte. Korrosjon av disse disconnectorer kan imidlertid føre til alvorlige konsekvenser. Derfor må beskyttelsesforanstaltninger utvikles gjennom både teoretisk forskning og praktisk implementering for å fremme trygg og pålitelig bruk av høyspændingsdisconnectorer.