Korozija in zaščitne prakse visokonapetostnih ločilnikov

Visokonapetostne preklopnike uporabljajo zelo široko, zato ljudje posvečajo veliko pozornosti morebitnim težavam, ki se lahko pojavijo s njimi. Med različnimi napakami je korozija visokonapetostnih preklopnikov ena najpomembnejših skrbi. V tem kontekstu ta članek analizira sestavo visokonapetostnih preklopnikov, vrste korozije in napake, ki jih povzroči korozija. Priskrbi tudi raziskave o vzrokih korozije preklopnikov in proučuje teoretična podlaga ter praktične tehnike za zaščito pred korozijo.

1. Visokonapetostni preklopniki in analiza korozije
1.1 Strukturna sestava visokonapetostnih preklopnikov
Visokonapetostni preklopnik se sestoji iz petih delov: nosilna baza, vodilni del, izolator, prenosni mehanizem in operacijski mehanizem. Nosilna baza tvori strukturno osnovo preklopnika, podpira in fiksira vse druge komponente kot celotno enoto. Vodilni del zagotavlja učinkovito vodenje toka v krogu. Izolatorji zagotavljajo električno izolacijo med podnapetimi in zazemljenimi deli. Prenosni mehanizem deluje skozi izolator in prenaša gibanje na stikala, kar omogoča odpiranje in zapiranje preklopnika.

Za zagotovitev varnosti morajo preklopniki imeti jasno vidni odprt obseg in med vsemi prekidnimi točkami mora obstajati zanesljiva izolacija. Zunanji preklopniki morajo zanesljivo izvajati operacije odpiranja in zapiranja v različnih okoljskih pogojih, kot so veter, dež, sneg, prah in zračna onesnaženost. Poleg tega mora biti med preklopnikom in zazemljalnikom nameščena zanesljiva mehanska zaklepalka, da se zagotovi, da operaterji sledijo varnim operativnim zaporedjem.

Na primer, visokonapetostni preklopniki ne potrebujejo hitrega delovanja med odpiranjem ali zapiranjem, zato jih lahko neposredno gonijo motorji. Na drugi strani so prekinitelji (visoke ali niske napetosti) zasnovani za povezovanje ali prekidanje krogov pod obremenitvijo in morajo delovati hitro – počasno ali postopno odpiranje/zapiranje bi povzročilo arkiranje. Zato uporabljajo prekinitelji energijske motorce, povezane z opricama, za shranjevanje kinetične energije, ki se takoj izpusti, ko je potrebno.

1.2 Klasifikacija korozije preklopnikov
Po poročilih je korozija visokonapetostnih preklopnikov na splošno vplivana z temperaturo in vlago, atmosferskimi onesnaževalci in prahom, lastnostmi materialov komponent in proizvodnimi procesi. Kovalne kovine reagirajo z vodo in kisikom v zraku, in visoke temperature ali velike dnevne spremembe temperature pospešijo to reakcijo. Visoka vlaga in temperatura bistveno poslabšata korozijske pojave, zaradi česar je korozija v takšnih regijah posebno resna.

Atmosferski onesnaževalci vsebujejo zelo korozijska sredstva, ki se združijo z vlago na površini kovin in formirajo kislinske elektrolite, s čimer pospešijo elektrokemijsko korozijo. S hitrim razvojem energetsko intenzivnih industriji v Kitajski se je poslabšalo zračno onesnaženje, kiselni deževje postaja bolj resna, raven onesnaževalcev se je povečala, kar ustvarja negativen cikel, ki pospešuje korozijske pojave na kovinskih komponentah.

Sam material je še en glavni dejavnik, ki vpliva na korozijo. Nekatere kovine so odporne na korozijo, druge pa so podvržene koroziji zaradi vlage; tako izbira materiala neposredno določa občutljivost na korozijo. Med proizvodnjo lahko neravnomerna tlakovanje ali segrevanje povzročita neravnomerne elektrodne potencialne, kar še pospeši korozijo. Na primer, bazne nosilnice preklopnikov so pogosto izdelane z metaličnim cevljanjem, a je zelo pogosto, da se te nosilnice rojijo – povezano z operativnimi okoljskimi pogoji in kakovostjo proizvodnje v tovarni.

Slabo kakovostne komponente se lahko podvržejo elektrokemijskim reakcijam, ko so izpostavljene kiselim deževjem ali solnim mlakam med delovanjem, postanejo krhti in se raztrgajo pod zunanjim obremenitvijo, kar lahko vodi do popolnega raztrganja.

1.3 Napake, ki jih povzroča korozija komponent preklopnikov
Iz manjše perspektive korozija najprej vpliva na videz produkta. Škoda zarode je najpogosteje prijavljena težava uporabnikov, saj rojeno zunanje obliko ustvarja psihološki vtis negotovosti. Poleg tega lahko korozija povzroči deformacijo ali zmanjšanje dimenzij kovinskih komponent, kar vodi do poškodbe ali raztrganja.

Vrteči deli in prenosni verigi lahko doživijo ovire; vsaka ovira v mehanizmu lahko povzroči, da se celotno napravo zaklene, v hujših primerih pa lahko pride do raztrganja vezave.

Korozija tudi v nekaterih primerih poveča stikalo odpornost. Višja stikalna odpornost vodi do segrevanja v stikalnih točkah, kar še pospeši kemijsko oksidacijo kovin in poveča tveganje za neuspeh električnega vedenja. Dolgotrajno napajanje v teh pogoji lahko vodi do hudega gorečenja kroga visokonapetostnega preklopnika, kar lahko sproži električne varnostne nesreče z neobratnimi posledicami.

2. Teoretična in praktična analiza visokonapetostnih preklopnikov
2.1 Analiza korozije komponent
Ker so glavne komponente preklopnikov kovalne, lahko vzroki za korozijo preklopnikov veliko razumemo kot vzroki za korozijo kovin. Korozija kovin je vplivana z notranjimi in zunanjimi dejavniki.

Teoretično vplivajo okoljska temperatura in vlaga na hitrost kemijske korozije kovin. Poleg tega igrajo ključno vlogo sestava raztopin, ki stikajo s površino kovin, in pH vrednost teh raztopin. Ti dejavniki so predvsem povezani z kontaminantami in PM2.5 delci, ki se prilepijo na površino kovin iz zraka.

Notranji faktorji vključujejo fizikalno-kemijske lastnosti in mikrostrukturo samega kovinskega materiala. Če je komponenta izdelana iz materiala, ki je podvržen koroziji, mora biti namestitev in postavitev odskočnika izvedena z posebno skrbjo, vključno z preudarno izbiro lokacije namestitve. Reaktivni kovini lahko enostavno izgubijo elektrone, kar vodi do izgube materiala ali galvanizni koroziji. Torej, korozija visokonapetostnih odskočnikov je neizbežna – jo je mogoče le zmanjšati s številnimi zaščitnimi ukrepi.

Na primer, povezave na obeh straneh visokonapetostnega odskočnika morajo biti trdne in zanesljive, da se prepreči korozija komponent. Povezave med kovinskimi deli so temeljne in ključne, zato zahtevajo posebno pozornost.

2.2 Teoretični pristopi k zaščiti
Notranje gledano, izbira materialov z boljšo odpornostjo na korozijo za kovinske komponente – hkrati pa ustreza drugim performančnim zahtevam – zagotavlja osnovno zaščito pred korozijo.

Zunanje gledano, bi morale biti implementirane vodootporno in omejujoče izpostavljenost dizajne, da se zmanjša stik kovinskih delov z vlago v zraku ali drugimi negativnimi dejavnikami, tako da se izognemo težavam, kot so nakopičevanje vode in prekomerna izpostavljenost atmosferi.

Za celoten odskočnik bi morali biti uporabljeni zaprti in zaščitni ukrepi na vrtilnih in prenosnih ložiščih, da se prepreči oviranje zaradi vremenskih pogojev ali vstop vodo. Na površinah bi morali biti naneseni zanesljivi zaščitni premazi; različni premazi bi morali biti izbrani glede na tip kovina, funkcijo komponente in okolje uporabe, vedno z naglaskom na varnost, operativno učinkovitost in ekonomsko utemeljitenost.

Vodilne snovi, ki so nanese na zunanje dele odskočnikov, morajo ustrezati specifikacijam komponent, da se prepreči povečanje upora. Ko postane celotna korozija resna, bi moral biti enota razmontirana za vzdrževanje: čiščenje stikov, prilagajanje vintov in popravilo ali zamenjava poškodovanih delov.

Teoretične strategije zaščite zagotavljajo trdno podlago za praktično preprečevanje korozije, pri čemer sta teorija in praksa tesno povezani in se medsebojno posrečujeta.

2.3 Praktične tehnike zaščite pred korozijo
Običajno je statični stik povezan z virom napetosti, medtem ko je gibljivi stik povezan z optogo. Vendar, za odskočnike, nameščene v sprejemne kabinetke z vodilom, je vir napetosti povezan z gibljivim stikom – konfiguracija, znana tudi kot "obratna hrana."

Med rednimi vzdrževalnimi opravili bi morali biti izvedene redne splošne preglednice. To vključuje manjše ali ad-hoc popravila, običajno izvedena skozi dinamično upravljanje in principi rednega vzdrževanja, z ciljnimi popravili za identificirane defekte ali napake.

Med večjimi prenovami se izvaja vzdrževanje z razmontiranjem, ki vključuje celovit pregled opreme, z posebnim poudarkom na kovinskih delih, ki so podvrženi koroziji. Poškodovani komponenti so bodisi zamenjani ali popravljeni z ustreznimi tehnikami.

Notranji mehanizmi bi morali biti redno pregledani in čiščeni. Levieri in drugi prenosni vezaji bi morali biti čiščeni, polirani in smarani. Zaščitni premazi bi morali biti ponovno naneseni na zunanje površine, ki so korodirale, in dodatna smarna in zaščitna naprava bi morala biti nameščena na ložišča.

Ti ključni vzdrževalni postopki morajo strogo slediti tehničnim specifikacijam in navodilom proizvajalca, da se zagotovi, da bo oprema po vzdrževanju obnovila svojo prvotno tehnično zmogljivost. Glede na razpravljene vzroke korozije bi morali biti redno izvedeni redni pregledi ranljivih območij, z večjimi prenovami, ki so izvedene v določenih intervalih.

3.Zaključek
Visokonapetostni odskočniki igrajo pomembno vlogo v vsakdanjem življenju z reševanjem problemov preklopa krmarjev. Vendar lahko korozija teh odskočnikov vodi do resnih posledic. Zato morajo biti zaščitni ukrepi razviti skozi teoretična raziskovanja in praktično izvajanje, da se spodbuja varna in zanesljiva uporaba visokonapetostnih odskočnikov.