Põhjuse analüüs ja ennetavad meetmed vakuumkatkuri sõrmestumise õnnetuste kohta

1. Vakuumpõhise lülitite katkemehhanismi analüüs

1.1 Loojangute protsess avamisel

Võttes näiteks lülitite avamise, kui vool käivitab mehaanilise seadme, alustab liikuv kontakt eemale liikumist fikseeritud kontaktilt. Kuna liikuva ja fikseeritud kontakti vaheline kaugus suureneb, protsess kulgeb kolme etapi läbi: kontaktide eraldamine, loojang, ja loojangu järeldielektriline taastumine. Kui eraldamine jõuab loojangu etappi, mängib elektriliini tervislikkus otsustavat rolli vakuumpõhise lülitite tervislikkuses.

Kui loojanguvool suureneb, evolueerib vakuumpõhine looja kathoodi punktidest ja loojangu veerust anoodi piirkonda. Kontaktipinna vähendamisel genereerib kõrge vooltihe kõrge temperatuuri, mis põhjustab kathoodi metallimaterjali evaporeerimist. Elektrivälja mõju all moodustub algne plasmaskeel. Kathoodi pinna ilmnevad kathoodi punktid, mis emiteerivad elektronid ja moodustavad väljavoolu, pidevalt erodeerides metallimaterjali ja jätkates metalli aevaga ja plasma. Selles etapis, kui loojanguvool on suhteliselt madal, on aktiivne ainult kathood.

Kui loojanguvool suureneb veelgi, sisestab plasma energia anoodi, põhjustades anoodi loojangu režiimi ülemineku laialdase loojangu kaudu tsentreeritud loojangu. See üleminek on mõjutatud teguritest nagu elektroodide materjal ja vooli suurus.

1.2 Kontaktide erodeerumise katkemehhanismi analüüs

Kontaktide erodeerumine on otse seotud katkemise vooliga. Nominalse võrgosageduse vooli korral on kontaktide sulamise määr peaaegu märkimatu. Kontaktide erodeerumine toimub kõrge-vooli, kõrge-temperatuuri tingimustes. Kui lülitik katkestab lühicircuiti voolu, mis ületab selle nominalse voolu, siis materjali erodeerumise määr kasvab tundlikult, loodes tingimused materjali kadumiseks.

Kontaktide pinna rööpintsus intensiividab vooli keskendumist pinna tõkkele, mis viib tugevama paigaliku küte. Lisaks on oluline loojanguvooli kestus. Isegi kui vool on lühicircuiti vool, kui selle kestus on liiga lühike, siis materjali erodeerumise kogus jääb väiksemaks.

Kontaktide katkemehhanismi põhjuseks on massi kadumine loojangu protsessi ajal. Kontaktide kahjustumine toimub kahe etapi kaudu:

• Materjali erodeerumine: Anoodi materjali erodeerumine toetatakse plasmaga. Anoodi pinna energiapindtihedus on oluline parameeter, mis mõõdab plasmaga anoodile mõju. Uuringud näitavad, et anoodi energiapindtihedus suureneb kõrgema loojanguvooli, suurema kontaktivahe ja väiksema kontaktiradiusi korral, edendades anoodi punktide tekkimist ja materjali erodeerumist.

• Materjali kadumine: Pärast loojangu lõpetamist väljastatakse kiudunud metallitükid kontaktipinnalt plasmajõu tõttu. See protsess on põhiliselt mõjutatud materjalide omadustest, plasmaga on juba minimaalne mõju.

2. Vakuumpõhise lülitite põletumise õnnetuste põhjused

(1) Elektriline nöör ja kontaktivahe muutus, mis põhjustab kontaktide vastusrõhu suurenemist
Vakuumpõhised lülitikud on tiivitatud vakuumpõhises katkemehhanismis, kus liikuv ja fikseeritud kontakt on otsekontaktis. Katkemisel toimub kontaktide erodeerumine, mis põhjustab kontaktide nööri, kontaktide paksuse vähenemise ja kontaktivahe muutusi. Kui nöör edeneb, halveneb kontaktide pinna kvaliteet, suurendades kontaktide vastusrõhu. Nöör muutub ka kontaktivahe, vähendades kontaktide vahelise vedrujõu, mis suurendab veelgi kontaktide vastusrõhu.

(2) Ajalise ebakattuvuse tõttu tekkinud vastusrõhu suurenemine vigastatud faasis
Kui vakuumpõhise lülitite mehaaniline toimetus on nõrgem, võib mitmekordne töö käivitada ajalist ebakattuvust mehaaniliste probleemide tõttu. See pikendab avamis- ja sulgemisaega, takistades tõhusat loojangu lõpetamist. Loojang võib põhjustada kontaktide sidumise (sülindumise), mis tõsiselt suurendab kontaktide vastusrõhu.

(3) Vakuupäritolu vähenemine, mis põhjustab kontaktide oksüdeerimise ja vastusrõhu suurenemise
Vakuumpõhise katkemehhanismi pillimeedik on valmistatud ohutustehnikast ja toimib tiivituselementina, hoides vakuutiivitust samal ajal lubades juhtimispisti liikuda. Pillimeediku mehaaniline elu on määratud lülitiku töö ajal tekkinud laieneva ja kokku suruvate jõudude poolt. Juhtrööpi poolt pillimeedikule edastatud soe tõstab nende temperatuuri, mõjutades nende väsiluse jõudu.

Kui pillimeediku materjal või valmistamisprotsess on puudulik, või kui lülitik kannatab vibratsioonide, lööke või kahjustuste tõttu transpordi, paigaldamise või hoolduse ajal, võivad tekida lekkeid või mikroreepe. Aja jooksul viib see vakuupäritolu vähenemiseni. Vähenev vakuupäritolu võimaldab kontaktide oksüdeerimist, mis moodustab kõrge-vastuse küberdioksüüdi, mis suurendab kontaktide vastusrõhu.

Laadi voolu korral ülekuumeneksid kontaktid pidevalt, tõstes veelgi pillimeediku temperatuuri ja võimaldades potentsiaalselt pillimeediku väljakummise. Lisaks, kui vakuupäritolu on vähenenud, kaotab lülitik oma nominalse loojangukatkestamisvõime. Laadi või vigastatud voolu katkestamisel, ei ole piisav loojangukatkestamisvõime, mis viib pikaajaliselt loojangule, lõpuks põhjustades lülitiku põletumise.

3. Vakuumpõhise lülitite põletumise õnnetuste ennetamise meetmed

3.1 Tehnilised meetmed

Vakuupäritolu vähenemise põhjused on keerukad. Vältige vibratsioone ja lööke transpordi, paigaldamise ja hoolduse ajal. Siiski on tootmis- ja monteerimislaadne kvaliteet tootmisettevõttes kriitilised tegurid, mis mõjutavad vakuupäritolu.

(1) Parandage pillimeediku materjali ja monteerimislaadset kvaliteeti
Vakuumpõhised katkemehhanismid kasutavad pillimeedikut mehaanilise liikumiseks. Pärast mitmekordset avamise ja sulgemise protsessi võivad tekida mikroreeped, mille tulemusena vakuupäritolu väheneb. Seetõttu peavad tootjad parandama pillimeediku materjali tugevat ja monteerimislaadset kvaliteeti, et tagada tiivituskindlus.

(2) Regulaarne mehaaniliste karakteristikute ja kontaktide vastusrõhu mõõtmine
Aastane hooldusperiodeeringu ajal regulaarselt kontrollige kontaktide elektrilist nööri ja kontaktivahe muutusi. Teostage testide sünkroniseerimise, ülekuuemise ja muude mehaaniliste karakteristikute osas. Kasutage DC pingevahede meetodit ringi vastusrõhu mõõtmiseks. Hinnake kontaktide oksüdeerimist ja nööri vastusrõhu väärtuste põhjal, ja lahendage probleemid kohe.

(3) Regulaarne vakuupäritolu testimine
Püstiplaagilise vakuumpõhise lülitiku puhul, operaatorld ei saa sageli vaatlustel tuvastada katkemehhanismi välise laduva. Praktikas kasutatakse sagedasti võrkpinge vastupidavustestide perioodilist vakuupäritolu hindamist. Kuigi see on hävitav test, tuvastab see efektiivselt vakuupäritolu defekte. Alternatiivselt, kasutades vakuupäritolu mõõtjat kvalitatiivse vakuupäritolu mõõtmiseks, on parim meetod vakuupäritolu hindamiseks. Kui tuvastatakse vakuupäritolu halvenemine, tuleb vakuumpõhine katkemehhanism viivitamatult asendada.

(4) Paigalda online vakuupäritolu jälgimise seadmed
Ülekantavate side- ja SCADA-süsteemide laialdasel kasutamisel elektrivõrkudes on online vakuupäritolu jälgimine saanud võimalikuks. Meetodid hõlmavad rõhujälgimist, kapatsiivset koppelust, elektro-optilist konverteerimist, ultraheli detektorit ja kontaktivaba mikrolainete jälgimist.

• Rõhujälgimine: Manustage rõhujälgija katkemehhanismi tootmise ajal. Kui vakuupäritolu väheneb, suureneb gaasi tihedus ja seesüsteemi rõhu. Rõhu muutus edastatakse kontrollisüsteemile realajas jälgimiseks.

• Kontaktivaba mikrolainete jälgimine: Kasutab passiivset jälgimist, et tuvastada mikrolainesignaalid, kinnitades unikaalset tagasisidet, kui vakuupäritolu väheneb, lubades realaja online jälgimist.

3.2 Haldusmeetmed

Minevikus ei suutnud operaatorld õigesti tuvastada lülitite vigu, mis viis põletumisele ja õnnetuse levikule. See näitab, et SCADA-süsteemide, paigaliku varustuse ja töökorralduste suhtes on puudulik tutvustus ning puudub kiireloomuline reageerimise teadvus. Seetõttu tuleb tugevdada peamiste ümberpaigutamiste haldust.

• Rakendage rangelt kontrollisüsteeme, et varakult tuvastada probleeme.

• Täiusta operaatortele SCADA-süsteemide, lülitikute töö ja hoolduse ning kiireloomuliste reageerimise protseduuride treeninguid.

• Teosta regulaarsed harjutused anti-õnnetuse ja kiireloomuliste reageerimise plaanide korraldamiseks.

3.3 Täienda keskel paigutatud lülitikute "Viis-eelistuse" interlokkfunktsioone

Tehniliselt täienda keskel paigutatud lülitikute "Viis-eelistuse" interlokkfunktsioone, et täielikult rahuldada standardite nõudeid. Täielikud kõrgepingelised lülitikud peaksid olema täielikult "Viis-eelistuse" funktsioonidega, mis on usaldusväärsed.

• Paigalda lülitikute väljavalgelevad näidid. Need näidid peaksid olema varustatud enda-testimisega ja olla interlokitud lõiguspoolise maandussuluga.

• Tagurpidi paigaldamise võimalusega installatsioonidel peaks kompartimenti ukse olema varustatud päringuindikaatoriga juhitava kohustusliku lukuga.

Analüüsides vakuumpõhiste lülitite põletumise õnnetusi, mis põhjustati vakuupäritolu vähenemisega - mis viis kontaktide oksüdeerimise, kontaktide vastusrõhu suurenemise, ülekuuemise ja lõplikku väljakumiseni - esitatakse siin konkreetseid meetmeid, nagu pillimeediku materjali ja monteerimislaadse kvaliteedi parandamine, ja online vakuupäritolu jälgimise seadmete paigaldamine. Need meetmed aitavad ennetada ja jälgida vakuupäritolu vähenemist realajas, vältides sarnaste õnnetuste kordumist.