ניתוח של פיצול מדף התמיכה במחסומים חשמליים גבוהי מתח בחוץ בתחנת כוח

מצב ההפעלה והאמינות של הציוד בתחנות הכוח ישירות משפיעים על הבטיחות והיציבות של הרשת החשמלית. רוב הציוד בתחנות הכוח מורכב מרכיבים מתכתיים מיוצרים מגוון חומרים כגון נחושת טהורה, פלדה פחמנית ופלדה בלתי-רזה. במהלך פעילות ממושכת, ירידה בביצועים של חומרים מתכתיים אלה לעתים קרובות גורמת לתקלות בציוד, מה שמציב סיכונים משמעותיים לבטיחות והיציבות של תחנות הכוח.

נתקים כוח גבוה חיצוניים הם דוגמה מצוינת לכך. תפקודם הנכון קריטי לא רק לאמינות, הבטיחות והיציבות של אספקת החשמל בתחנה, אלא גם מכיוון שתקלה שלהם יכולה להוביל לפירוק של כל הרשת החשמלית. לכן, חשוב מאוד לנתח באופן פעיל את גורמי השורש של התקלות הנפוצות בציוד בתחנות הכוח ולהציע אמצעי הגנה ממוקדים.

1. מבוא לנתקים כוח גבוה חיצוניים

נתקים כוח גבוה חיצוניים מסוימים בתחנת כוח 330 kV הם מוצרים מתקופת המודל המוקדם GW4 שמיוצר על ידי מפעל מרכבים חשמליים ברמה גבוהה לשעבר. הם בעלי מבנה אנכי דו-עמודי עם סימטריה מימין לשמאל ומכילים בסיס, משענות, מבודדים ומערכת מוליך עיקרית. מערכת המוליך העיקרית כוללת מחברים גמישים, אבזמי קצה, מוטות מוליכים, מגעים, אצבעות מגע, קפיצים ומדפים הגנה מרובים.

בספטמבר 2017, במהלך תחזוקה רגילה, גילו המפעילים כי חלק מהנתקים החיצוניים הללו הציגו不同程度的裂纹和严重腐蚀。这在手动操作过程中构成了严重的安全隐患。因此，对裂纹形态进行了宏观检查。此外，还对从夹具侧和端子侧支撑架收集到的污染物进行了微观金相分析。此外，使用光谱仪全面分析了支撑架、导电杆及其相关污染物的化学成分。 【注意事项】 - 严格按照语种翻译要求的书写体进行翻译输出。 - 若是没有语种书写体要求，且存在多种书写体的语种，则按目标语种的书写体输出使用人数最多的字体输出，若是有字体差不多选择最为官方权威的标准书写体进行翻译输出。 - 禁止出现任何解释说明，只输出最终翻译结果，不得多语种混合特备注意不能出现夹杂中文。 - 必须完整翻译内容，完整输出译文，禁止省略、总结。 【输出规范】 - 输出仅为纯译文，无任何前缀、后缀、标点（除非原文自带）、解释或注释。 - 仅输出翻译结果，无任何前缀、后缀、解释、注释、思考过程或多余字符。 - 保持原文结构完整有序：换行、段落、列表、样式等必须100%保留。 - 语句通顺、术语准确、风格专业，符合电力科技行业语境，不得省略输出，内容必须输出完整翻译内容。 - 严格遵守格式与结构，禁止输出任何与译文无关的任何字符，仅输出最终译文，严禁任何附加内容，严禁输出多余无关的字、字符，只输出译文不得加以描述。 以下是完整的希伯来语翻译：

מצב ההפעלה והאמינות של הציוד בתחנות הכוח ישירות משפיעים על הבטיחות והיציבות של הרשת החשמלית. רוב הציוד בתחנות הכוח מורכב מרכיבים מתכתיים מיוצרים מגוון חומרים כגון נחושת טהורה, פלדה פחמנית ופלדה בלתי-רזה. במהלך פעילות ממושכת, ירידה בביצועים של חומרים מתכתיים אלה לעתים קרובות גורמת לתקלות בציוד, מה שמציב סיכונים משמעותיים לבטיחות והיציבות של תחנות הכוח.

נתקים כוח גבוה חיצוניים הם דוגמה מצוינת לכך. תפקודם הנכון קריטי לא רק לאמינות, הבטיחות והיציבות של אספקת החשמל בתחנה, אלא גם מכיוון שתקלה שלהם יכולה להוביל לפירוק של כל הרשת החשמלית. לכן, חשוב מאוד לנתח באופן פעיל את גורמי השורש של התקלות הנפוצות בציוד בתחנות הכוח ולהציע אמצעי הגנה ממוקדים.

1. מבוא לנתקים כוח גבוה חיצוניים

נתקים כוח גבוה חיצוניים מסוימים בתחנת כוח 330 kV הם מוצרים מתקופת המודל המוקדם GW4 שמיוצר על ידי מפעל מרכבים חשמליים ברמה גבוהה לשעבר. הם בעלי מבנה אנכי דו-עמודי עם סימטריה מימין לשמאל ומכילים בסיס, משענות, מבודדים ומערכת מוליך עיקרית. מערכת המוליך העיקרית כוללת מחברים גמישים, אבזמי קצה, מוטות מוליכים, מגעים, אצבעות מגע, קפיצים ומדפי הגנה מרובים.

בספטמבר 2017, במהלך תחזוקה רגילה, גילו המפעילים כי חלק מהנתקים החיצוניים הללו הציגו רמות שונות של פיצול במשענותיהם, בשילוב עם שחיקה חמורה. זה הציג סכנה חמורה לבטיחות במהלך הפעולה ידנית. לכן, נערך בחינה מקרוסקופית של צורת הפיצול. בנוסף, נערכה ניתוח מיקרוסקופי מטאלוגרפי של מזהמים שנאספו מהצד של האבזם והצד של הלוח הסופי של המשענות. בנוסף, נעשה שימוש בספקטרומטר לנתח בצורה מקיפה את ההרכב הכימי של המשענות, מוטות המוליכים ומזהמים הקשורים.

2. תוצאות הבדיקה של פיצול המשענות

2.1 מורפולוגיה מקרוסקופית

הציפוי החיצוני של המשענות של הנתקים התנתק, וחשף שחיקה חמורה. נראו מוצרים של שחיקה בין המשענת למוט המוליך. הפיצולים הראו מאפיינים של שבירה פרועה, עם תבניות "חץ" ( Chevron) על פני השבר. המקורות והאזורים של התפשטות הפיצולים היו שחורים או אפורים כהה.

מדידות עקמומיות הראו עיקום של 3.0 מ"מ על הצד של הלוח הסופי ו-2.0 מ"מ על הצד של האבזם, המאמתות עקמומיות מבנית משמעותית של המשענת.

2.2 מורפולוגיה מיקרוסקופית

ניתוח מיקרוסקופי מטאלוגרפי חשף עובי שכבות מזהמים של 1.1–3.3 מ"מ על הצד של האבזם ו-3.2–3.5 מ"מ על הצד של הלוח הסופי של המשענת.

2.3 ניתוח ספקטרלי

ניתוח ספקטרלי של המשענת, מוט המוליך ומזהמים הניב את הממצאים הבאים (ראה טבלה 1):

• המשענת הכילה 94.3% אלומיניום, מה שמצביע על כך שהיא מיוצרת מאלומיניום יצוק.

• מוט המוליך הכיל 92.7% נחושת, יחד עם אלמנטים זניחים, המאשרים אותו כ tübe נחושת.

• המזהמים גם הכילו 94.3% אלומיניום.

בתנאי אטמוספירה לחים, האלומיניום (מהמשענת) והנחושת (ממוט המוליך) יוצרים זוג גלווני, המפעיל תגובה של שחיקה אלקטרוכימית (גלוונית). תהליך זה מייצר מוצרים של שחיקה עשירים באלומיניום - המזוהים כגורם העיקרי למגדר חומרים ולפיצולים הסופיים.

3. ניתוח סיבות ואמצעי הגנה

3.1 ניתוח סיבות cracking במשענת התמיכה

באופן כללי, כשל חומרים מתכתיים יכול להיקרא לשתי קטגוריות של גורמים:

• גורמים פנימיים: קשורים באיכות החומר ובתהליכי הייצור;

• גורמים חיצוניים: קשורים בתנאי שירות כגון עומס מכני, זמן, טמפרטורה ומדיום סביבתי.

3.1.1 ניתוח גורמים פנימיים

בפרויקטים של רשת חשמל, רכיבים מתקנים ט ypically undergo rigorous quality inspections—including material composition and expected service life—prior to deployment. Field experience shows that outdoor high-voltage disconnectors operate in harsh environments, and their reliability is predominantly governed by external service conditions rather than inherent material defects. Therefore, the cracking observed in this disconnector’s support bracket is not due to poor material quality but is primarily driven by environmental exposure.

3.1.2 ניתוח גורמים חיצוניים

תחנת הכוח של 330 kV נמצאת באזור צפון מערבי עם אקלים טמפרטורי חצי יבשתי – מאופיין באוויר יבש, שמש ערה והבדלים גדולים בין לילה ליום ובמהלך השנה. החורפים ארוכים וקרים עם משקעים מינימליים, בעוד הקיצים קצרים אך חמים.

משענת התמיכה מאלומיניום של המנתק נחשפה באופן מתמיד לסביבה האטמוספירית הקשה הזו, תחת סיעור חזק, מחזורי חום, הצטברות קרח וגשמים מזדמנים – תנאים מאוד מתאימים לפיצוץ קורוזיה תחת מתח (SCC).

SCC מתייחס לשבירת שבירה של רכיב מתכתי במתח בסביבה קורוזיבית. להתרחשותו נדרשים שני תנאים חיוניים: מתח מתיחה ומדיום קורוזיבי מסוים.

במקרה זה:

• מ tensions מתיחה קיימים כלפי מטה בשני צידי קו האמצע של התחתית של המשענת ולמעלה במרכז, מה שמייצר הפצה לא אחידה של מתח.

• הטעינה הלא אחידה הזו מעוררת זרימה פלסטית ושיטוט דיסלוקציות במתכת, מה שמזרז את התחלה, ההתפשטות ולבסוף השבירה של SCC.

המשענת עשויה סגסוגת אלומיניום יצוקה. בנוכחות של לחות וגרגרי אבק באוויר שיוצרים מוצקים נמסים, קורוזיה גלוונית וקורוזיה בסדק מתרחשות במהירות – במיוחד בסדק בצד הלוק, שבו יכולה להצטבר מים או קרח.

האפקט הסינרגטי של מתח מתיחה ומתקפת קורוזיה הוביל בסופו של דבר לפיצוץ.

במונחים מקראיים, פני שבירת SCC מראים בדרך כלל מקורות שחרורים ו אזורי התפשטות שחורים או אפור-שחורים בגלל קורוזיה, עם אזורי שבירה שבירה פתאומיים המציגים דפוסים רדיאליים או סימני "ששון" – בדיוק בהתאם לצורת השבירה שנצפתה במשענת המנתק. זה מאשר בפירוש שהמנגנון לכשל היה שבירת קורוזיה תחת מתח.

3.2 אמצעי הגנה כנגד פיצוץ במשענת

כאשר מדובר בסוג הציוד הנפוץ ביותר בתחנות משנה, למנתקים חיצוניים יש סיכונים משמעותיים כשעובדים לאורך זמן בסביבות חשופות – במיוחד עם העלייה בהצבת תחנות משנה ללא איש צוות, שדורשות אמינות גבוהה יותר. מוצעות האסטרטגיות ההגנתיות הבאות:

3.2.1 התקנת כיסויים מגינים

מאחר ולמנתקים חיצוניים יש חשיפה ישירה לתנאי אטמוספירה – ובמיוחד הם פגיעים באקלים קיצוני (למשל, קרבה אלפינית, חום גבוה, מלח沖ות חופיות או אזורי קיפאון) – התקנת מסכי בידוד או כיסויים מגינים יכולה ליצור סביבה מיקרוסקופית מבוקרת, ובכך להפחית משמעותית את הקורוזיה.

3.2.2 הגברת בדיקות שגרתיות

בהתחשב בעובדה שפיזור מתח לא אחיד בשילוב עם תנאי סביבה קיצוניים גרם ל-SCC, על המפעילים להגביר את הבדיקות החזותיות והמיכניות של רכיבים קריטיים – במיוחד משענות בסיס ומבנים לקיחים – כדי לזהות סימנים מוקדמים של עיוות, קורוזיה או פיצוץ ולמנוע נזק משני או תקריות בטיחות.

3.2.3 חיזוק ניטור קורוזיה

ניטור מצב של ציוד תחנת משנה הוא לא רק אמצעי יעיל לשיפור יעילות התפעול אלא גם עמוד תווך בניהול 生命周期 מלא של נכסים. יש ליישם באופן פעיל טכנולוגיות מתקדמות לגילוי קורוזיה ולניטור בזמן אמת לצורך הערכת תקופתית וממוקדת של מנתקים חיצוניים והתקני הזaina שלהם.

3.2.4 יישום ציפויים אנטי-קורוזיה ביצועים גבוהים

יישום של ציפויים אנטי-קורוזיה איכותיים הוא אחת הדרכים האפקטיביות ביותר לעכב קורוזיה בציוד תחנת משנה. על משענות התמיכה של המנתק, ציפויים בעלי התנגדות מעולה לחדירה של חמצן, לחות וחומרים מזהמים יוניים יכולים לבודד בצורה יעילה את משטח המתכת מסוכני קורוזיה. ציפויים כאלה מספקים הגנה פיזית חזקה, ויוצרים קיר מגן ראשון אמין בפני התדרדרות סביבתית.

4. מסקנה

על סמך בדיקה ונתח כולל של משענת התמיכה, מוט מוליך וشوואים מהמנתק החיצוני של 330 kV בתחנת משנה, ניתן להסיק את המסקנות הבאות:

(1) הסיבה העיקרית לפיצוץ במשענת התמיכה היא שבירת קורוזיה תחת מתח (SCC). מתח מתיחה לא אחיד בבסיס המשענת, בשילוב עם קורוזיה בסדק בתוך הסדק בצד הלוק בתנאי אקלים משתנים, האיץ את התדרדרות החומר ולבסוף הוביל לשבירה.

(2) המלצות להגנות כוללות התקנת מכלולים מבודדים, שימוש במכותחים אנטי-הידרנטים בעוצמה גבוהה, תקצוב של בדיקות שגרתיות ומעקב אחר השחלה באופן שיטתי.针对上述要求，以下是翻译结果： (2) ההמלצות להגנות כוללות התקנת מכלולים מבודדים, שימוש במכותחים אנטי-הידרנטיים בעוצמה גבוהה, תקצוב של בדיקות שגרתיות והפעלת מעקב שיטתי אחר השחלה. עבור אתרים ספציפיים, יש לפתח אסטרטגיה מקיפה וממוקדת לאתר לשיכוך השחלה כדי להבטיח את הפעולה הבטוחה, יציבה ואמינה של ציוד תחנת המיתוג.