Коррозия и защитные мероприятия для высоковольтных разъединителей
Высоковольтные разъединители широко используются, поэтому большое внимание уделяется потенциальным проблемам, которые с ними могут возникнуть. Среди различных неисправностей коррозия высоковольтных разъединителей является серьезной проблемой. В свете этой ситуации в статье анализируется состав высоковольтных разъединителей, типы коррозии и неисправности, вызванные коррозией. Также исследуются причины коррозии разъединителей и изучаются теоретические основы и практические методы защиты от коррозии.
1. Высоковольтные разъединители и анализ коррозии
1.1 Конструктивное устройство высоковольтных разъединителей
Высоковольтный разъединитель состоит из пяти частей: опорная база, проводящая часть, изолятор, передаточный механизм и привод. Опорная база формирует конструктивную основу разъединителя, поддерживая и фиксируя все остальные компоненты как единое целое. Проводящая часть обеспечивает эффективную проводимость тока в цепи. Изоляторы обеспечивают электрическую изоляцию между живыми и заземленными частями. Передаточный механизм через изолятор передает движение контактам, обеспечивая операции открытия и закрытия разъединителя.
Для обеспечения безопасности разъединители должны иметь явно видимый открытый зазор, а также надежная изоляция должна существовать между всеми точками разрыва. Наружные разъединители должны надежно выполнять операции открытия и закрытия в различных условиях окружающей среды, таких как ветер, дождь, снег, пыль и загрязнение воздуха. Кроме того, между разъединителем и заземляющим выключателем должен быть установлен надежный механический замок, чтобы гарантировать, что операторы следуют безопасным последовательностям операций.
Например, высоковольтные разъединители не требуют высокоскоростной работы при открытии или закрытии, поэтому их можно напрямую приводить в действие двигателем. В отличие от этого, выключатели (высокого или низкого напряжения) предназначены для подключения или отключения цепей под нагрузкой и должны работать быстро — медленное или постепенное открытие/закрытие может вызвать дугу. Поэтому выключатели используют двигатели, накапливающие энергию, соединенные с пружинами, чтобы хранить кинетическую энергию, которая мгновенно высвобождается при необходимости.
1.2 Классификация коррозии разъединителей
Согласно отчетам, коррозия высоковольтных разъединителей обычно влияет температура и влажность, атмосферные загрязнители и пыль, свойства материалов компонентов и производственные процессы. Металлы реагируют с водой и кислородом в атмосфере, а высокие температуры или большие суточные колебания температуры ускоряют эту реакцию. Высокая влажность и температура значительно усугубляют коррозию металла, делая ее особенно сильной в таких регионах.
Атмосферные загрязнители содержат высоко коррозионные вещества, которые в сочетании с влагой на поверхности металла образуют кислотные электролиты, ускоряя электрохимическую коррозию. Быстрое развитие энергоемких отраслей промышленности в Китае ухудшило атмосферное загрязнение, усилило кислотные дожди и увеличило уровень загрязнителей, создавая порочный круг, который усиливает коррозию металлических компонентов.
Сам материал является еще одним важным фактором, влияющим на коррозию. Некоторые металлы устойчивы к коррозии, тогда как другие подвержены коррозии, вызванной влагой; таким образом, выбор материала напрямую определяет восприимчивость к коррозии. Во время производства неравномерное давление или тепло могут вызывать неравномерные электродные потенциалы, что еще больше ускоряет коррозию. Например, основные балки разъединителей часто изготавливаются методом горячего оцинкования, но ржавление этих балок является распространенным явлением — это связано как с условиями эксплуатации, так и с качеством производства на заводе.
Компоненты низкого качества могут подвергаться электрохимическим реакциям при воздействии кислотного дождя или солевого тумана во время эксплуатации, становясь хрупкими и трескающимися под внешними нагрузками, что может привести к полному разрушению.
1.3 Неисправности, вызванные коррозией компонентов разъединителей
С точки зрения незначительных проявлений, коррозия в первую очередь влияет на внешний вид продукта. Сильная ржавчина является наиболее часто сообщаемой проблемой пользователями, так как ржавый внешний вид создает психологическое впечатление небезопасности. Кроме того, коррозия может вызывать деформацию размеров или уменьшение металлических компонентов, что приводит к повреждению или разрыву.
Вращающиеся части и передаточные цепи могут испытывать препятствия; любое блокирование механизма может привести к застреванию всего устройства, делая его нефункциональным в тяжелых случаях или даже вызывая разрывы связей.
Коррозия также увеличивает контактное сопротивление в некоторой степени. Больше контактное сопротивление приводит к нагреву в точках контакта, что еще больше ускоряет окисление металла и увеличивает риск отказа электрической проводимости. Длительное питание в таких условиях может привести к серьезному перегоранию цепи высоковольтного разъединителя, что может вызвать электрические аварии с необратимыми последствиями.
2. Теоретический и практический анализ высоковольтных разъединителей
2.1 Анализ коррозии компонентов
Поскольку основные компоненты разъединителей металлические, причины коррозии разъединителей можно в основном понять как причины коррозии металлов. Коррозия металлов зависит как от внутренних, так и от внешних факторов.
Теоретически, температура и влажность окружающей среды влияют на скорость химической коррозии металлов. Кроме того, состав растворов, контактирующих с поверхностью металла, и pH этих растворов играют ключевую роль. Эти факторы в основном связаны с загрязнителями и частицами PM2.5, прилипающими к поверхности металла из атмосферы.
Внутренние факторы включают физико-химические свойства и микроструктуру самого металлического материала. Если компонент изготовлен из материала, подверженного коррозии, необходимо проявлять особую осторожность при установке и размещении разъединителя, включая тщательный выбор места его установки. Реактивные металлы легко теряют электроны, что приводит к потере материала или гальванической коррозии. Таким образом, коррозия высоковольтных разъединителей неизбежна — ее можно только снизить путем применения максимальных защитных мер.
Например, соединения с обеих сторон высоковольтного разъединителя должны быть надежными и прочными, чтобы предотвратить коррозию компонента. Соединения между металлическими частями являются основными и критически важными и требуют особого внимания.
2.2 Теоретические подходы к защите
С точки зрения внутренних факторов, выбор материалов с повышенной устойчивостью к коррозии для металлических компонентов, при этом удовлетворяющих другим требованиям по эксплуатационным характеристикам, обеспечивает основную защиту от коррозии.
С внешней точки зрения, следует внедрять водоотталкивающие и ограничивающие воздействие дизайнерские решения, чтобы минимизировать контакт металлических частей с влажным воздухом или другими неблагоприятными факторами, избегая проблем, таких как скопление воды и чрезмерное воздействие атмосферы.
Для всего разъединителя на вращающихся и передающих опорах следует применять герметизацию и защитные меры, чтобы предотвратить препятствия, вызванные погодными условиями или попаданием воды. На поверхности должны наноситься надежные защитные покрытия; различные покрытия следует выбирать в зависимости от типа металла, функции компонента и условий применения, всегда приоритизируя безопасность, эффективность работы и экономическую целесообразность.
Проводящие вещества, наносимые на внешнюю поверхность разъединителей, должны соответствовать спецификациям компонентов, чтобы предотвратить увеличение сопротивления. При серьезной коррозии устройство должно быть разобрано для технического обслуживания: очищены контактные поверхности, отрегулированы болты, а поврежденные части отремонтированы или заменены.
Теоретические стратегии защиты создают прочную основу для практической защиты от коррозии, при этом теория и практика тесно связаны и взаимно усиливаются.
2.3 Практические методы защиты от коррозии
Обычно стационарный контакт подключен к источнику питания, а подвижный контакт — к нагрузке. Однако, для разъединителей, установленных в приемных шкафах с кабельным питанием, источник питания подключен к стороне подвижного контакта — конфигурация, известная как "обратное питание".
В ходе регулярного технического обслуживания следует проводить общие проверки. Это включает в себя небольшие или случайные ремонты, обычно реализуемые через принципы динамического управления и регулярного технического обслуживания, с планированием целевых ремонтов для выявленных дефектов или неисправностей.
В ходе капитальных ремонтов проводится разборочное техническое обслуживание, включающее всесторонний осмотр оборудования с особенным вниманием к металлическим частям, подверженным коррозии. Поврежденные компоненты либо заменяются, либо ремонтируются с использованием соответствующих методов.
Внутренние механизмы должны периодически осматриваться и очищаться. Рычаги и другие передаточные элементы следует очищать, полировать и смазывать. На корродированные внешние поверхности следует повторно наносить защитные покрытия, а на опоры устанавливать дополнительные смазочные материалы и защитные устройства.
Эти ключевые процедуры технического обслуживания должны строго следовать техническим спецификациям и рекомендациям производителя, чтобы обеспечить восстановление первоначальных технических характеристик оборудования после обслуживания. На основе причин коррозии, обсуждаемых в данной статье, следует регулярно проводить осмотры уязвимых областей, а капитальные ремонты выполнять в установленные интервалы.
3. Заключение
Высоковольтные разъединители играют значительную роль в повседневной жизни, решая проблемы переключения цепей. Однако коррозия этих разъединителей может привести к серьезным последствиям. Поэтому защитные меры должны разрабатываться как через теоретическое исследование, так и через практическую реализацию, чтобы способствовать безопасному и надежному применению высоковольтных разъединителей.
