Greining á brotun stöðugnarrifs á úti á svifaströmu af hágildisafgreini í spennustöð

Staða virkjunar og traustur tengjandi tæknis innan spennusambanda hafa beint áhrif á öryggis- og stöðugleika rafbúnaðar. Flest tengjandi tæki í spennusamböndum samanstendur af metalleitum sem eru gerðir af ýmsum efnum eins og einungis kopar, kolhálsteinn og óræst staal. Í löngri virkjun getur ferillíkindi þessara metalleita oft leitt til tækjavillur, sem mynda mikil ofbeldi fyrir öruggu og stöðugri virkningu spennusambanda.

Útvarps háspenna skakkar eru góð dæmi. Rétta virkni þeirra er mjög mikilvæg - ekki aðeins fyrir öruggu, öruggu og stöðugu rafrænna frá spennusamböndum, heldur vegna þess að villur þeirra geta valdið falli heils alls rafbúnaðar. Því er mikilvægt að gera ráðleggar greiningar á ræðum algengra tækjavillna í spennusamböndum og búa til ákvörðuð verndarmæri.

1. Inngangur við útvarps háspenna skakkar

Útvarps háspenna skakkarnir á ákveðnu 330 kV spennusambandi eru eldri GW4-sérrafmagnsmetlar framleiddir af fyrri háspenna skakkarverksmiðju. Þeir hafa tvöhnúka lárétt byggingu með vinstri-hægri symmetri og samanstunda af grunn, stuðlaupum, óþurrkjastokkum og aðal gefendum. Aðal gefendur innihalda flextengingar, endapunktaspennur, gefendur, snertingar, snertingarfingrar, fjötrar og rigningsverndir.

Í september 2017, á reglulegri viðskoðun, uppgötvoðu starfsmenn að sumir af þessum útvarps skakkarum sýndu mismunandi magn af brotingum í stuðlaupunum, samanburðar við alvarlega korrosjon. Þetta valdi mikilli öryggisofbeldi við handvirka virkningu. Því var gert makroscópis yfirlit yfir brotmyndirnar. Auk þess var gerð mikróskópis metallgrafíska greining á smærslu söfnuð frá bæði snertingahliðinni og endapunktahliðinni af stuðlaupunum. Þar á eftir var notað spektrometri til að gera fullkomna greiningu á efnaverðslu stuðlaupanna, gefendanna og tengdra smærsla.

2. Niðurstöður athuga brotingar í stuðlaupunum

2.1 Makroscópis mynd

Yfirborðs litur skakkars stuðlaupanna hafði skiptst, sem sýndi alvarlega korrosjon. Skynsamligar korrosjonarefni voru séð milli stuðlaups og gefendur. Brotin hafði eiginleika brottu brotingar, með herringbone-mynstur sjáanlegt á brotflötunum. Uppruni brotsins og brottagreiðslu svæði sýndu svart eða dökkgrátt.

Fleygbilamælingar sýndu broytingu 3,0 mm á endapunktaborðshliðinni og 2,0 mm á snertingahliðinni, sem staðfesti mikil stillingar brottagreiðslu stuðlaupsins.

2.2 Mikroscópis mynd

Mikróskópis metallgrafíska greining sýndi smærsluvétt 1,1-3,3 mm á snertingahliðinni og 3,2-3,5 mm á endapunktaborðshliðinni af stuðlaupinu.

2.3 Spektrala greining

Spektrometrisk greining af stuðlaupinu, gefendur og smærslu kom fram með eftirtöldum aðaleinkennum (sjá töflu 1):

• Stuðlaupið innihélt 94,3% alúmín, sem bendir á að það væri gerð af alúmíníumgjöti.

• Gefendur innihéldu 92,7% kopar, ásamt sporameginum, sem staðfestir að það væri koparaloyga rúða.

• Smærslan innihélt líka 94,3% alúmín.

Á raklu lofti formar alúmín (frá stuðlaupinu) og kopar (frá gefendur) galvanískt par, sem setur í gang elektrokemsk (galvanísk) korrosjonarreaktion. Þessi ferli framleiðir alúmíniónsríkt korrosjonarefni - sem er kennt sem aðal smærsla sem valdi efnaverðslu og lokalega brotingi.

3. Orsakagreining og verndaraðgerðir

3.1 Orsakagreining á brotun stöðvarstokks

Almennt má rekja misfall metala eftir tvöfaldar orsakaflokka:

• Innri þættir: tengd kvalíti efna og framleiðsluferlum;

• Ytri þættir: tengd notkunarskilyrðum eins og mekanískum hleðum, tíma, hita og umhverfismiðla.

3.1.1 Greining á innri þætti

Í rafbiknarréttindakerfum fer metalefnabúnaður oft í gegnum strikt gæðaskoðun—þar með talin efnisamsetning og forspurning—áður en hann er settur í notkun. Reikningar sýna að útistendandi hágildisframbreiður virðast mest af ytri notkunarskilyrðum heldur en innri efnavillur. Því miður er brotunin sem sést á stöðvarstokkinum ekki vegna lausnar efna, heldur aðallega vegna umhverfisáhrifa.

3.1.2 Greining á ytri þætti

330 kV undirstöðin er staðsett í norðvestur svæði með típísku heimilisbreytilegum loftslagi—kennimerkt með torrt loft, mikið sól, og stóra daglega og árslega hitadifrum. Veturinn er langur og kaldr með lítilli rigning, en sumarin eru skamm en hett.

Stöðvarstokkurinn af alúmíníumleigu hefur verið ávallt úti í þessu erfittu loftslagi, fyrir vindi, hitasvip, issamling og sjaldnær rigning—skilyrði sem eru mikilvæg til að draga fram spenningarrosan (SCC).

SCC merkir brotun spennaðrar metalefnabúnaðarhlutar í rossandi umhverfi. Fyrir að það gerist eru tvær nauðsynlegar skilyrði: spenna og ákveðið rossandi miðil.

Í þessu tilfelli:

• Spenning er niður á báðum hliðum botnstrikans stokksins og upp í miðju, sem gerir spennudreifingu ójöfn.

• Þessi ójafna hleða valdar plastíska strauma og flæði í metali, sem hræðar upphaf, frambreiðu og endanlegt brot á SCC.

Stokkurinn er gerður af gossi alúmíníumleigur. Við næstu fugl og loftsandur sem mynda eyðni, kemur galvanisk og skemmtuross auðveldlega—sérstaklega í klampahliðar bilinu, þar sem vatn eða iss getur safnað.

Samstarfsafl spennu og rossar leiða í lokunda til brotunar.

Makroskópískt sýna SCC brotborðar svart eða grásvart uppruna og frambreiðu svæði vegna rossar, með bráttu brotuborðum sem sýna radíala mönster eða keilu ("herringbone") merki—sem nákvæmlega samsvarar sérstökum brotuborðum stokksins. Þetta staðfestir að brotunarmiðið var spenningarrossan.

3.2 Verndaraðgerðir gegn stokksbrotun

Þegar útistendandi hágildisframbreiður starfa lengi í opnu umhverfi—sérstaklega með aukinni notkun óvaktada undirstöða, sem krefjast hárra treystunar—erum við að búa til eftirfarandi fjórar verndaraðgerðir:

3.2.1 Setja skyddarhnúta

Þar sem útistendandi hágildisframbreiður eru beint í loftslag—andstæð í ólíkum loftslögum (eins og fjallakaldr, hár hiti, sveitar salt, eða issamlingar)—getur setning skyddarhnúta eða -skydda búið til stýrð mikroumhverfi, sem minnkar rossun.

3.2.2 Auka reglulegar skoðanir

Þar sem ójafna spennudreifing saman með erfittum umhverfisskilyrðum valdi SCC, verða að auka sjónar- og verklegar skoðanir á mikilvægum hlutum—sérstaklega stöðvarstokkum og klampaefnum—til að greina fyrsta merki á dreifingu, ross eða brotun og komast að öryggisþróun.

3.2.3 Styrkja rossaviðhorf

Skilyrðisviðhorf undirstöðuefna er ekki aðeins hagnýtt til að bæta viðhaldsefni, heldur einnig grunnur fulls líftímasetningar. Skal setja í gang framfara rossaviðhorf og rauntíma viðhorf á reglulega tima fyrir ákveðna skoðanir á útistendandi hágildisframbreiðum og tengdum hlutum.

3.2.4 Nota hágildis rossefni

Notkun hágildis rossefna er ein af bestu leiðum til að hæggra ross á undirstöðuefnum. Á stöðvarstokkum, efni sem hafa góða andfaraðarkraft vegna sýru, vatns og jóna, geta efektívt skilt metalefnabúnaðarborð frá rossandi miðlum. Sú slags efni gefa örugga efnisvernd, sem byggir örugga fyrstu varnarlínu gegn umhverfisdegradu.

4. Samanstilling

Byggt á heildarprófuni og greiningu á stöðvarstokknum, leiddrengnum og efnum úr 330 kV undirstöðu, er farið að eftirfarandi samstillingum:

(1) Aðalorsak brotunar stöðvarstokksins er spenningarrossan (SCC). Ójafna spenna á stokkbotninum, saman með skemmtuross í klampahliðar bilinu við brotandi loftslag, hræða efnavernd og leidir í lokunda til brotunar.

(2) Mælt er með að taka verndaraáætlanir eins og setja upp áskilnaðarhlutverk, nota hágengi verndarlit, styrka rutinn skoðanir og framkvæma kerfisbundin verndarmat. Fyrir sérstök stað sem eiga við sér má þróa heildsverulega verndarstraategiu til að tryggja örugga, stöðug og trausta starf substationarutbýlis.