Korrosion och skyddsåtgärder för högspänningsavkopplare

Högspänningskopplingar används extremt ofta, och därför fokuseras mycket på de potentiella problem som kan uppstå med dem. Bland olika fel är korrosion av högspänningskopplingar en viktig fråga. I ljuset av denna situation analyserar den här artikeln sammansättningen av högspänningskopplingar, typer av korrosion och fel orsakade av korrosion. Den undersöker också orsakerna till kopplingskorrosion och studerar teoretiska grunder samt praktiska tekniker för korrosionsskydd.

1.Högspänningskoppling och korrosionsanalys
1.1 Strukturell sammansättning av högspänningskopplingar
En högspänningskoppling består av fem delar: stödbotten, ledande del, isolator, överföringsmekanism och driftmekanism. Stödbotten utgör den strukturella grundvalen för kopplingen, stödjer och fastnar alla andra komponenter som ett integrerat enhet. Den ledande delen säkerställer effektiv strömledning i kretsen. Isolatorerna ger elektrisk isolering mellan livdelar och jordade delar. Överföringsmekanismen fungerar genom isolatorn för att överföra rörelse till kontakterna, vilket möjliggör öppnings- och stängningsoperationer av kopplingen.

För att säkerställa säkerhet måste kopplingar ha en klart synlig öppen gap, och det måste finnas tillförlitlig isolering mellan alla brytpunkter. Utekopplingar måste pålitligt utföra öppnings- och stängningsoperationer under olika miljöförhållanden som vind, regn, snö, damm och luftföroreningar. Dessutom måste en tillförlitlig mekanisk låsning installeras mellan kopplingen och jordningsknappen för att säkerställa att operatörer följer säkra driftsekvenser.

Till exempel behöver högspänningskopplingar inte höghastighetsdrift vid öppning eller stängning, så de kan direkt drivs av en motor. I kontrast är brytare (hög- eller lågspänning) utformade för att ansluta eller avbryta kretsar under belastning och måste operera snabbt—långsam eller gradvis öppning/stängning skulle orsaka bågeffekter. Därför använder brytare energilagringarmotorer kopplade med fjädrar för att lagra kinetisk energi, som omedelbart släpps när det behövs.

1.2 Klassificering av kopplingskorrosion
Enligt rapporter påverkas korrosion av högspänningskopplingar generellt av temperatur och fuktighet, atmosfäriska föroreningar och damm, materialens egenskaper hos komponenterna, och tillverkningsprocesser. Metaller reagerar med vatten och syre i atmosfären, och höga temperaturer eller stora temperaturvariationer under dygnet accelererar denna reaktion. Höga fuktighet och temperatur förvärrar betydligt metallkorrosion, vilket gör korrosion särskilt allvarlig i sådana regioner.

Atmosfäriska föroreningar innehåller högt korrosiva ämnen som kombinerar med fuktighet på metallytorna för att forma sura elektrolyter, vilket accelererar elektrokemisk korrosion. Med den snabba utvecklingen av energiintensiva industrier i Kina har luftföroreningar försämrats, sura regn har blivit mer allvarliga, och föroreningsnivåerna har ökat, vilket skapar en ondskefull cirkel som intensifierar korrosion av metallkomponenter.

Materialet självt är en annan viktig faktor som påverkar korrosion. Vissa metaller är korrosionsbeständiga, medan andra är benägna att rosta vid fukt; därmed avgör materialvalet direkt mottagligheten för korrosion. Under tillverkningen kan ojämnt tryck eller värme orsaka ojämna elektrodpotentialer, vilket ytterligare accelererar korrosion. Till exempel tillverkas basbjälkar för kopplingar ofta genom hett-dip-galvanisering, men rostning av dessa bjälkar är vanlig—länkad både till driftsmiljöförhållanden och tillverkningskvalitet på fabriken.

Komponenter av dålig kvalitet kan undergå elektrokemiska reaktioner när de utsätts för surt regn eller saltgenomskinlighet under drift, bli spröda och spricka under extern stress, vilket potentiellt kan leda till fullständig fraktur.

1.3 Fel orsakade av korrosion av kopplingskomponenter
För mindre perspektiv påverkar korrosion först produkten yttre. Allvarlig rostning är det mest ofta rapporterade problemet av användare, eftersom en roststänkt yta skapar en psykologisk uppfattning om osäkerhet. Dessutom kan korrosion orsaka dimensionell deformation eller minskning av metallkomponenter, vilket leder till skada eller fraktur.

Rotationsdelar och överföringskedjor kan erfara hinder; någon blockering i mekanismen kan orsaka att hela enheten fastnar, vilket i svåra fall kan resultera i att den blir ouppfyllbar eller till och med orsaka kedjebrist.

Korrosion ökar också kontaktmotstånd i viss utsträckning. Högre kontaktmotstånd leder till uppvärmning vid kontaktpunkter, vilket ytterligare accelererar metalloxidation och ökar risken för elledningsfel. Långvarig energiförsörjning under dessa förhållanden kan resultera i allvarlig bränning av högspänningskopplingen, vilket potentiellt kan utlösa elektriska säkerhetsolyckor med irreversibla konsekvenser.

2.Teorin och praktisk analys av högspänningskopplingar
2.1 Analys av komponentkorrosion
Eftersom de huvudsakliga komponenterna i kopplingar är metalliska kan orsakerna till kopplingskorrosion till stor del förstås som orsaker till metallkorrosion. Metallkorrosion påverkas av både interna och externa faktorer.

Teoretiskt sett påverkar miljötemperatur och fuktighet hastigheten av kemisk korrosion av metaller. Dessutom spelar sammansättningen av lösningar som kommer i kontakt med metallytan och pH-värdet av dessa lösningar en kritisk roll. Dessa faktorer är huvudsakligen relaterade till föroreningar och PM2.5-partiklar som fastnar på metallytan från atmosfären.

Internfaktorer inkluderar fysikaliska och kemiska egenskaper samt mikrostrukturen i metallen själv. Om en komponent är tillverkad av ett korrosionsanfallbart material måste extra omsorg tas vid installationen och placeringen av kopplingsbrytaren, inklusive noggrann val av dess installationsplats. Reaktiva metaller förlorar lätt elektroner, vilket leder till materiell försurning eller galvanisk korrosion. Således är korrosion av högspänningskopplingsbrytare oundviklig - den kan endast lindras genom maximala skyddsåtgärder.

Till exempel måste anslutningarna på båda sidor av högspänningskopplingsbrytaren vara säkra och pålitliga för att förhindra komponentens korrosion. Anslutningar mellan metallkomponenter är grundläggande och kritiska och kräver särskild uppmärksamhet.

2.2 Teoretiska skyddsstrategier
Från ett internperspektiv erbjuder valet av material med överlägsen korrosionsbeständighet för metallkomponenter - samtidigt som andra prestandakrav uppfylls - grundläggande skydd mot korrosion.

Från ett externt perspektiv bör vattentäta och exponeringsbegränsande design implementeras för att minimera kontakt mellan metallkomponenter och fuktig luft eller andra negativa faktorer, för att undvika problem som vattenackumulering och överdriven atmosfärisk exponering.

För hela kopplingsbrytaren bör tätning och skyddsåtgärder appliceras vid roterande och transmissionsspillror för att förhindra hinder orsakade av väderförhållanden eller vattenintrång. Pålitliga skyddslager bör appliceras på ytor; olika beläggningar bör väljas baserat på metalltyp, komponentfunktion och användningsmiljö, alltid med prioritet på säkerhet, driftseffektivitet och ekonomisk lönsamhet.

Ledande ämnen som appliceras externa på kopplingsbrytare måste uppfylla komponentens specifikationer för att förhindra ökad resistans. När korrosion blir allvarlig bör enheten demonteras för underhåll: kontaktytor rengöras, skruvar justeras, och skadade delar repareras eller byts ut.

Teoretiska skyddsstrategier ger en solid grundval för praktisk korrosionsprevention, där teori och praktik är nära sammanlänkade och progressivt stärker varandra.

2.3 Praktiska korrosionskyttekniker
Normalt är den stationära kontakten ansluten till strömkällan, och den rörliga kontakten till lasten. Men för kopplingsbrytare installerade i mottagarkabiner med kabelförsörjning är strömkällan ansluten till den rörliga kontaktsidan - en konfiguration som vanligtvis kallas "omvänt matning."

Vid rutinunderhåll bör generella inspektioner utföras regelbundet. Detta omfattar mindre eller ad hoc-reparationer, vanligtvis genom dynamisk hantering och rutinunderhållsprinciper, med planerade reparationer för identifierade defekter eller fel.

Vid stora revisioner utförs underhåll baserat på demontering, inklusive omfattande inspektion av utrustningen med särskild fokus på de metallkomponenter som är utsatta för korrosion. Skadade komponenter ersätts eller repareras med lämpliga tekniker.

Intern mekanism bör periodiskt inspekteras och rengöras. Spakar och andra transmissionslänkar bör rengöras, poleras och smörjas. Skyddslager bör återapplicerats på korroderade ytor, och ytterligare smörjmedel och skyddsinrättningar bör installeras vid spillror.

Dessa viktiga underhållsprocedurer måste strikt följa tekniska specifikationer och tillverkarens riktlinjer för att säkerställa att utrustningen återställs till sin ursprungliga tekniska prestanda efter service. Baserat på de korrosionsorsaker som diskuterats i denna artikel bör rutininsekter utföras regelbundet på sårbara områden, med stora revisioner genomförda vid fastställda intervall.

3.Slutord
Högspänningskopplingsbrytare spelar en betydande roll i dagligt liv genom att lösa problem med kretsbyten. Korrosion av dessa kopplingsbrytare kan dock leda till allvarliga konsekvenser. Därför måste skyddsåtgärder utvecklas genom både teoretisk forskning och praktisk genomförande för att främja den säkra och pålitliga användningen av högspänningskopplingsbrytare.