Analizo de Krako de la Subtenbraketo en Eksteraj Alta-Voltaj Izolswitcheroj en Ŝlosa Elektrocentralo
La operacia stato kaj fidobleco de la equipaĵo en substacioj direktas influas la sekurecon kaj stabilecon de la elektra reto. La plejmulto de la substaciequipaĵo konsistas el metalaj komponentoj faritaj el diversaj materialoj, ekzemple pura kupro, karbonara ŝtalo kaj nerostiga ŝtalo. Dum longa operaciodo, la malboniĝo de la propraĵoj de tiuj metalaj materialoj ofte kondukas al defektoj de la equipo, kiuj gravas por la sekura kaj stabila operacio de substacioj.
Eksteraj alta-voltaj disjunktoroj estas bona ekzemplo. Ilia prava funkcio ne nur estas esenca por la fidobleco, sekureco kaj stabileco de la elektrofurnado en substacio, sed ankaŭ pro tio, ke ilia defekto povas eble kaŭzi la kolapsan de la tuta elektra reto. Do, ĝi havas grandan signifon aktive analizi la radikajn kaŭzojn de oftaj defektoj de la substaciequipaĵo kaj proponi celigitajn protektajn mezurojn.
1. Enkonduko al Eksteraj Alta-Voltaj Disjunktoroj
La eksteraj alta-voltaj disjunktoroj en certa 330 kV substacio estas fruaj modeloj de la GW4-serio produktitaj de antaŭa alta-volta kontakta aparataro. Ili havas du-kolumnan horizontalan strukturon kun maldekstro-dekstra simetrio kaj konsistas el bazo, subteniloj, izoliloj, kaj ĉefa konduka assemblo. La ĉefa konduka assemblo inkluzivas fleksiblajn konektilojn, terminalajn tenilojn, kondukaĵŝtangojn, kontaktetojn, kontakt-fingrojn, spiralojn, kaj pluv-skrinon.
En septembro 2017, dum rutina manĝado, operatoroj malkovris, ke kelkaj el tiuj eksteraj disjunktoroj montris diversajn gradojn de rifujo en iliaj subteniloj, kune kun severa korozio. Tio prezentiĝis kiel seria sekura danĝero dum manua operacio. Konsekvence, oni faris makroskopian esploron de la morfologio de la rifujetoj. Krome, mikroskopian metalografian analizon oni faris pri la kontaminoj kolektitaj de ambaŭ flankoj de la subteniloj, kaj spektrometron oni uzis por komprene analizi la kemia komponado de la subteniloj, kondukaĵŝtangoj, kaj rilataj kontaminoj.
2. Kontrolrezultoj de Subtenilo-rifuiĝo
2.1 Makroskopa Morfologio
La surfaca koatingo de la disjunktora subteniloj estis forpelita, montrante severan korozion. Obezeblaj koroziaj produktoj estis observitaj inter la subtenilo kaj la kondukaĵŝtango. La rifujetoj montris karakterizaĵojn de fragila frakto, kun klavforma ("haringbona") formo videbla sur la frakto-surfaĉoj. La origino de la rifujeto kaj la propagad-zonoj aspektis nigre aŭ malhelgrise.
Defleksi-measuregoj montris deformacion de 3,0 mm sur la flanko de la terminal-plato kaj 2,0 mm sur la tenilo-flanko, konfirmante signifan strukturan distorsion de la subtenilo.
2.2 Mikroskopa Morfologio
Mikroskopa metalografia analizo montris ke la dikiĝo de la kontaminaĵ-lagaroj estis 1,1-3,3 mm sur la tenilo-flanko kaj 3,2-3,5 mm sur la flanko de la terminal-plato de la subtenilo.
2.3 Spektra Analizo
Spektrometria analizo de la subtenilo, kondukaĵŝtango, kaj kontaminoj donis la jenajn ĉefajn rezultojn (vidu Tablon 1):
La subtenilo enhavis 94,3% alumion, indikante ke ĝi estis farita el fundita alumia ligo.
La kondukaĵŝtango enhavis 92,7% kupron, kune kun spuraj elementoj, konfirmane ke ĝi estas kupra ligotubo.
La kontaminoj ankaŭ enhavis 94,3% alumion.
En humida atmosfera kondiĉo, la alumio (de la subtenilo) kaj la kupro (de la kondukaĵŝtango) formas galvanan paron, provokante elektrokemian (galvanan) korozian reagon. Tiu procezo generas alumioni-richajn koroziajn produktojn—identigis kiel la ĉefa kontamino kaŭzanta materian malboniĝon kaj finfine rifuiĝon.
| Ekzempla Nomo | Elementa Enhavo | |||||
| Al | Zn | Mn | Cu | Fe | Si | |
| Izolilo-Subteno | 94.3 | 0.33 | 0.39 | 2.64 | 0.76 | -- |
| Konduktada Ŝtango | 6.12 | 0.26 | < 0.017 | 92.66 | < 0.028 | 0.936 |
| Kontaminaĵo | 94.3 | 0.34 | 0.28 | 2.51 | 0.61 | 1.13 |
3. Kauzanalizo kaj Protektaj Meroj
3.1 Analizo de Kialoj por Fendoj en Subtenilo
Ĝenerale, la malsukceso de metalaj materialoj povas esti atribuita al du kategorioj de faktoroj:
Interna faktoroj: rilatantaj al la kvalito de la materialo kaj la produktadprocezoj;
Ekstera faktoroj: rilatantaj al servokondiĉoj, kiel mekanika ŝarĝado, tempo, temperaturo, kaj medio.
3.1.1 Analizo de Internaj Faktoroj
En elektroretprojektoj, metalaj komponantoj kutime subiras rigoran kontrolon de kvalito—inkluzive de la kompozicio de la materialo kaj la atendata vivdaŭro—antaŭ ol ili estas instalitaj. La praktika sperto montras, ke eksteraj alta-voltaj disjunktoroj operacias en malbonaj kondiĉoj, kaj ilia fidindeco estas ĉefe regita de eksteraj servokondiĉoj pli ol internaj defektoj de la materialo. Tial, la fendoj observitaj en la subtenilo de tiu ĉi disjunktoro ne estas pro malbona kvalito de la materialo, sed ĉefe kaŭzitaj de la eksponado al la medio.
3.1.2 Analizo de Eksteraj Faktoroj
La 330 kV subŝtacio situas en nord-okcidenta regiono kun tipa tempera semi-arida klimato—karakterizita per seka aero, abunda sunlumo, kaj grandaj diurnaj kaj jara temperaturaj varioj. La vintroj estas longaj kaj malvarmaj kun minimuma precipitado, dum la someroj estas mallongaj sed varmegaj.
La aluminita subtenilo de la disjunktoro estas daŭre eksponata al tiu severa atmosfera medio, submetita al forta vento, termikaj cikloj, akumulo de glacio, kaj okazaj pluvadoj—kondiĉoj altgrade kondukaj al streĉa korozofendo (SCC).
SCC rilatas al la fragila frakto de streĉita metalkomponanto en koroziva medio. Ĝia okazo postulas du esencajn kondiĉojn: tensia streĉo kaj specifa koroziva medio.
En tiu okazo:
Tensiaj streĉoj ekzistas malsupren sur ambaŭ flankoj de la centro de la fundo de la subtenilo kaj supren en la centro, rezultigante neuniforman distribuon de streĉo.
Tiu neuniforma ŝarĝado induktas plastikan deformon kaj dislokadon en la metalo, akceligante la iniciigon, propagacion, kaj finan frakton de SCC.
La subtenilo estas farita el presita alumini-aliumo. En la prezenco de humido kaj aerportataj pulvopartikloj, kiuj formigas solublan kontaminton, galvanika kaj krivspaco-korozo facile okazas—espece je la spaceto de la tenilo, kie akvo aŭ glacio povas akumuliĝi.
La sinergia efiko de tensia streĉo kaj korozata atako finfine kondukis al fendo.
Makroskopie, SCC-fraktsurfacoj kutime montras nigrajn aŭ griznigran originojn de fendo kaj propagaczonojn pro korozo, kun subitanaj fragilaj fraktozonoj montrantaj radiadajn padronojn aŭ "zigzag" markojn—precize konsentantaj kun la observitaj fraktomorfologioj de la disjunktor-subtenilo. Tio forte konfirmas, ke la malsukcesa mekanismo estis streĉa korozofendo.
3.2 Protektaj Kontraŭmaloj kontraŭ Fendoj en Subtenilo
Kiel la plej multnombra ekipaĵtipo en subŝtacioj, eksteraj disjunktoroj frontas signifajn riskojn dum longtempa operacio en eksponata medio—espece kun la pligrandiĝo de senatendaj subŝtacioj, kiuj postulas pli altan fidindecon. La jenaj kvar protektaj strategioj estas proponitaj:
3.2.1 Instali Protektajn Kaŝilojn
Ĉar eksteraj disjunktoroj estas direkt-eksponataj al atmosferaj kondiĉoj—partikulare vulnereblaj en ekstremaj klimatoj (ekzemple, monte varma, alta varmo, marborda salteco, aŭ glaciĝ-zonoj)—instalado de izolaj skirmiloj aŭ protektaj kaŝiloj povas krei kontrolitan mikromedion, signife minacigante korozon.
3.2.2 Plibonigi Rutiman Inspekciojn
Donite, ke neuniforma distribuo de streĉo kombinita kun severaj ambientaj kondiĉoj kaŭzis SCC, operatoroj devas intensigi vizualajn kaj mekanikajn inspekciojn de gravaj komponantoj—espece bazsubteniloj kaj tenilstrukturoj—por detekti fruajn signojn de deformo, korozo, aŭ fendo kaj eviti sekundaran damaĝon aŭ sekurecajn incidentojn.
3.2.3 Fortigi Korozmonitadon
La kondiĉmonitado de subŝtacia ekipaĵo ne nur estas efika maniero plibonigi la efektivon de matenado, sed ankaŭ fundamenta parto de tuta-cikla asetadministro. Avancitaj teknologioj por detektado kaj real-tempa monitorado de korozo devus aktive disponeblas por periodaj, celaj asesamentoj de eksteraj disjunktoroj kaj iliaj aldonoj.
3.2.4 Apliki Alta-Performancan Antikorozan Koverton
Apliki alta-kvalitajn antikorozajn kovrotojn estas unu el la plej efikaj manieroj por inhibi korozon sur subŝtacia ekipaĵo. Sur subteniloj de disjunktoroj, kovrotoj kun exceleca rezisteco kontraŭ permeado de oksigeno, humido, kaj ionaj kontamintoj povas efektive izoli la metala surfaco de korozaj agentoj. Tiaj kovrotoj provizas robustan fizikan barierprotektadon, etablante fidindan unuan linion de defendo kontraŭ ambienta degradado.
4. Konkludo
Surbaze de kompleta testado kaj analizo de la subtenilo, konduktrodigo, kaj kontamintoj de la 330 kV subŝtacio eksteraj alta-voltaj disjunktoroj, la jenaj konkludoj estas tiritaj:
(1) La ĉefa kaŭzo de la fendoj en la subtenilo estas streĉa korozofendo (SCC). Neuniforma tensia streĉo je la bazo de la subtenilo, kombinita kun krivspaca korozo je la spaceto de la tenilo sub fluktuaj klimataj kondiĉoj, akcelis la degradon de la materialo kaj finfine kondukis al frakto.
(2) Koncernataj protektaj mezuroj inkluzivas montaĵon de izolaj kovroj, aplikadon de alta-presta korozia protektanta kovro, plibonigon de rutinaj inspekcioj, kaj enkondukon de sistematika korozia kontrolo. Por specifaj lokoj, devas esti ellaborita komprehenza strategio kontraŭ korozo por la loko, por sekurigi sian, stabilan, kaj fidindan operacion de substaciaj aparatoj.
