Korozija i zaštita visokonaponskih odvojnika

Visokonaponski prekidači su izuzetno široko korišćeni, stoga ljudi posebno prate potencijalne probleme koji se sa njima mogu pojaviti. Među različitim greškama, korozija visokonaponskih prekidača predstavlja veliki problem. U svetlu ove situacije, ovaj članak analizira sastav visokonaponskih prekidača, vrste korozije i greške koje nastaju kao posledica korozije. Takođe istražuje uzroke korozije prekidača i proučava teorijska osnovna i praktične tehnike za zaštitu od korozije.

1. Visokonaponski prekidač i analiza korozije
1.1 Strukturni sastav visokonaponskih prekidača
Visokonaponski prekidač sastoji se od pet delova: podnožje, vodljivi deo, izolator, prenosni mehanizam i upravni mehanizam. Podnožje formira strukturnu osnovu prekidača, podržavajući i fiksirajući sve ostale komponente kao integralnu celinu. Vodljivi deo osigurava efikasnu provođenost struje u krugu. Izolatori pružaju električnu izolaciju između živih i zemljenih delova. Prenosni mehanizam kroz izolator prenosi pokret na kontakte, omogućavajući otvaranje i zatvaranje prekidača.

Da bi se osigurala bezbednost, prekidači moraju imati jasno vidljivu otvorenu raskrsnicu, a između svih tačaka prekida mora postojati pouzdana izolacija. Spoljašnji prekidači moraju pouzdano izvršavati operacije otvaranja i zatvaranja pod različitim okružnim uslovima, poput vetra, kiše, snega, prašine i zagađenja zraka. Takođe, između prekidača i zemljenog prekidača mora biti instalirana pouzdana mehanička interlokada kako bi se osiguralo da operateri slijede sigurne operativne sekvence.

Na primjer, visokonaponski prekidači ne zahtevaju brzu operaciju pri otvaranju ili zatvaranju, pa ih može direktno pogoniti motor. S druge strane, prekidači (visokonaponski ili niskonaponski) dizajnirani su da povezuju ili prekidaju krugove pod opterećenjem i moraju brzo raditi - spor ili postepeni otvor ili zatvor bi doveli do iskre. Stoga prekidači koriste motore koji skupljaju energiju uz vezane veze kako bi se kinetička energija odmah ispuštena kad je potrebna.

1.2 Klasifikacija korozije prekidača
Prema izveštajima, korozija visokonaponskih prekidača obično utiče temperatura i vlaga, atmosferski zagađivači i prašina, svojstva materijala komponenti i proizvodni procesi. Metali reaguju sa vodom i kiseonikom u atmosferi, a visoke temperature ili velike dnevne promene temperature ubrzavaju ovu reakciju. Visoka vlaga i temperatura značajno ubrzavaju koroziju metala, čime korozija postaje posebno teška u takvim regionima.

Atmosferski zagađivači sadrže visoko korozivne supstance koje se kombinuju s vlagočnjom na metalnim površinama kako bi formirali kiselinske elektrolite, ubrzavajući tako elektrokemijsku koroziju. Sa brzim razvojem energetsko-intenzivnih industrija u Kini, atmosfersko zagađenje se pogoršalo, kiselobrani su postali teži, a nivoi zagađivača su se povećali, stvarajući lošu petlju koja intenzivira koroziju metalnih komponenti.

Sam materijal je još jedan glavni faktor koji utiče na koroziju. Neki metali su otporni na koroziju, dok drugi su podložni koroziji pod uticajem vlage; stoga izbor materijala direktno određuje osetljivost na koroziju. Tijekom proizvodnje, neravnomerna pritisnuta sila ili toplina mogu dovesti do neravnomernih elektrodnih potencijala, što dodatno ubrzava koroziju. Na primjer, nosači prekidača često se proizvode putem toplinskog cinkovanja, ali korozija ovih nosača je uobičajena - vezana na operativne okružne uslove i kvalitet proizvodnje u fabrici.

Lošeg kvaliteta komponente mogu podlegnuti elektrokemijskim reakcijama kada su izložene kiselom kiši ili solanoj mlazi tijekom operacije, postajući krhki i pukajući pod vanjskim naprezanjem, što može dovesti do potpunog preloma.

1.3 Greške nastale zbog korozije komponenata prekidača
Iz manjeg ugla, korozija prvo utiče na izgled proizvoda. Što se tiče izgleda, najčešće prijavljivan problem od strane korisnika je ozbiljna rđavica, jer rđavi spoljni izgled stvara psihološki utisak nesigurnosti. Takođe, korozija može dovesti do deformacije dimenzija ili smanjenja metalnih komponenti, što dovodi do oštećenja ili preloma.

Rotirajući delovi i prenosne lanac mogu doživjeti prepreku; bilo kakva prepreka u mehanizmu može dovesti do zaključavanja čitavog uređaja, čime se on postaje neoperativan u teškim slučajevima ili čak do dolaska do preloma veza.

Korozija takođe povećava kontaktni otpor do neke mere. Veći kontaktni otpor dovodi do zagrijavanja tačaka kontakta, što dodatno ubrzava oksidaciju metala i povećava rizik od propadanja električne provođnosti. Dugotrajno opsežno energisanje pod ovim uslovima može dovesti do teškog sagorijevanja visokonaponskog prekidača, što može dovesti do električnih sigurnosnih nesreća s ireverzibilnim posljedicama.

2. Teorijska i praktična analiza visokonaponskih prekidača
2.1 Analiza korozije komponenti
Budući da su glavne komponente prekidača metaličke, uzroci korozije prekidača u velikoj mjeri mogu se shvatiti kao uzroci korozije metala. Korozija metala utiče na unutrašnje i vanjske faktore.

Teoretski, okružna temperatura i vlaga utiču na brzinu kemijske korozije metala. Takođe, sastav tekućina koje su u kontaktu s površinom metala i pH vrednost tih tekućina igraju ključne uloge. Ovi faktori uglavnom su povezani s zagađivačima i PM2.5 česticama koje lepe na površinu metala iz atmosfere.

Unutarnji faktori uključuju fiziko-kemijske osobine i mikrostrukturu same metaličke materije. Ako je komponenta izrađena od materijala koji je podložan koroziiji, posebna pažnja mora biti posvećena instalaciji i postavljanju prekidača, uključujući pažljiv izbor lokacije njegove instalacije. Reaktivni metali lako gube elektrone, što dovodi do gubitka materijala ili galvaničke korozije. Stoga, korozija visokonaponskih prekidača je neizbežna—može se samo smanjiti putem maksimalnih zaštitnih mera.

Na primjer, spojevi na oba kraja visokonaponskog prekidača moraju biti sigurni i pouzdani kako bi se spriječila korozija komponente. Spoji između metaličkih dijelova su temeljni i ključni te zahtijevaju posebnu pažnju.

2.2 Teoretski pristupi zaštiti
S unutarnjeg stajališta, odabir materijala sa poboljšanim otporom na koroziju za metaličke komponente—dok se ispunjavaju i druge performanse—pruža temeljnu zaštitu od korozije.

S vanjskog stajališta, trebaju se implementirati dizajni koji su vodootporni i ograničavaju izlaganje kako bi se smanjio kontakt između metaličkih dijelova i vlage ili drugih negativnih faktora, izbegavajući probleme kao što su nagomilavanje vode i prekomjerno izlaganje atmosferi.

Za cijeli prekidač, zaštitne mere i zatvaranje trebaju se primijeniti na rotirajućim i prijenosnim ležajima kako bi se spriječile prepreke uzrokovane vremenskim uvjetima ili ulazom vode. Na površinama treba primijeniti pouzdane zaštitne slojeve; različiti slojevi trebaju biti odabrani ovisno o vrsti metala, funkciji komponente i okruženju primjene, uvijek dajući prednost bezbednosti, operativnoj efikasnosti i ekonomskoj isplativosti.

Konduktivne supstance koje se spolja nanose na prekidače moraju zadovoljavati specifikacije komponenti kako bi se spriječilo povećanje otpora. Kada ukupna korozija postane teška, jedinica treba biti demontirana za održavanje: čišćenje površina kontakta, podešavanje šrafova i popravak ili zamjena oštećenih dijelova.

Teoretske strategije zaštite pružaju čvrstu osnovu za praktičnu prevenciju korozije, s teorijom i praksom tesno vezanim i postepeno se jačajući jedna drugu.

2.3 Praktične tehnike zaštite od korozije
Obično, stacionarni kontakt je spojen na izvor snage, a pokretni kontakt na opterećenje. Međutim, za prekidače instalirane u prijemnim ormarićima sa kablovskim priključkom, izvor snage je spojen na stranu pokretnog kontakta—konfiguracija koja je poznata kao "obrnuti priključak".

Tijekom redovnog održavanja, trebaju se redovito provoditi opšte inspekcije. To uključuje manje ili ad hoc popravke, obično implementirane putem dinamičkog upravljanja i principa redovnog održavanja, s ciljanim popravcima za identificirane defekte ili greške.

Tijekom velikih revizija, vrši se održavanje bazirano na demontiranju, uključujući kompleksnu inspekciju opreme, s posebnim fokusom na metaličke dijelove koji su podložni koroziji. Oštećeni dijelovi se ili zamjenjuju ili se popravljaju primjenom odgovarajućih tehnika.

Unutarnji mehanizmi trebaju se redovito pregledavati i čistiti. Levere i drugi prenosni mehanizmi trebaju se čistiti, polirati i smeđati. Zaštitni slojevi trebaju se ponovo nanesti na vanjske površine koje su podložne koroziji, a dodatna smeđa i zaštitna uređaja trebaju se instalirati na ležaje.

Ove ključne procedure održavanja moraju strogo prati tehničke specifikacije i smjernice proizvođača kako bi se osiguralo da oprema nakon održavanja obnovi svoje originalne tehničke performanse. Na osnovu razloga korozije diskutiranih u ovom radu, redoviti pregledi trebaju se provoditi na podložnim područjima, dok se velike revizije obavljaju u određenim intervalima.

3.Zaključak
Visokonaponski prekidači igraju značajnu ulogu u svakodnevnom životu rješavajući probleme prekidanja kruga. Međutim, korozija tih prekidača može dovesti do ozbiljnih posljedica. Stoga, zaštitne mere moraju biti razvijene kroz teoretska istraživanja i praktičnu implementaciju kako bi se promovirala sigurna i pouzdana primjena visokonaponskih prekidača.