Vakuumaizpārējkrātuves iznīcināšanas negadījumu cēloņu analīze un preventīvās pasākumi

1. Vakuumā izmantojamu vārdulkāju kļūdu mehānismu analīze

1.1 Loka process atvēršanas laikā

Piemēram, pieņemsim vārdulkāja atvēršanu. Kad strāva uzsāk darbības mehānismu, kustīgais kontakts sāk atdalīties no fiksētā kontakta. Kā atstājums starp kustīgo un fiksēto kontaktu palielinās, process notiek trīs posmos: kontakta atdalīšanās, loks un pēc lokā dielektriskā atjaunošanās. Kad atdalīšanās nonāk lokā posmā, elektriskā loka stāvoklis spēlē lomu vakuumā izmantojamā vārdulkāja veselībai.

Kā loka strāvas intensitāte palielinās, vakuumā esošais loks evolūcijas gājienā pāriet no katoda punktu reģiona un loka kolonnas uz anoda reģionu. Ar kontakta virsmas samazināšanos, augstā strāvas blīvība rada augstu temperatūru, kas izraisīs katoda metāla materiāla izdīkšanu. Elektriskā lauka ietekmē formējas sākotnējais šķērsla plazma. Katoda virsma veido katoda punktus, emēdot elektronus un veidojot lauka emisijas strāvu, nepārtraukti izietā metāla materiāla un plazmas. Šajā posmā, ar relatīvi zemu loka strāvas līmeni, tikai katode ir aktīva.

Kā loka strāvas līmenis turpina palielināties, plazma ieved enerģiju anodā, pārveidojot anoda loku no platuma loka uz koncentrētu loku. Šo pāreju ietekmē faktori, piemēram, elektroda materiāls un strāvas lielums.

1.2 Kontaktu izietības kļūdas analīze

Kontaktu izietība tieši saistīta ar pārtraukumu. Pie normālā strāvas frekvences, kontaktu izietības mērs būtībā ir neatzīstams. Kontaktu izietība notiek augstā strāvas un temperatūras līmenī. Kad vārdulkājs pārtrauc īsu slēgumu, kas pārsniedz tā normālo strāvu, materiāla izietības mērs strauji palielinās, radot materiāla zuduma nosacījumus.

Kontaktu virsmas spraugīgums pastiprina strāvas koncentrēšanos virsmai izliekumos, izraisojot smagāku vietējo sildīšanos. Turklāt, loka strāvas ilgums ir kritisks. Pat ja strāva ir īss slēgums, ja tā ilgums ir pārāk īss, materiāla izietības apjoms paliek mazs.

Kontaktu kļūdas pamatcēlonis ir masa zudums loka procesa laikā. Kontaktu bojājumi notiek divos posmos:

• Materiāla izietība: Anoda materiāla izietība tiek nodrošināta plazmas rīcībā. Anoda virsma enerģijas plūsmas blīvums ir galvenais parametrs, kas mēra plazmas ietekmi uz anodu. Pētījumi parāda, ka anoda enerģijas plūsmas blīvums palielinās ar lielāku loka strāvu, lielāku kontakta atstājumu un mazāku kontakta rādiusu, veicinot anoda punktu veidošanos un materiāla izietību.

• Materiāla zudums: Pēc loka izmiršanas, saliktā metāla picas tiek izmetušas no kontakta virsmas dēļ plazmas spiediena. Šis process galvenokārt ir ietekmēts materiāla īpašībām, ar minimālu papildu ietekmi no loka.

2. Vakuumā izmantojamu vārdulkāju aizdegšanas nelaimes cēloņi

(1) Elektriskā izietība un kontakta atstājuma maiņa, kas palielina kontakta pretestību
Vakuumā izmantojamie vārdulkāji ir aizveri vakuumā, kur kustīgie un fiksētie kontakti ir tiešā kontaktā. Uzliesmošanas laikā notiek kontakta izietība, kas izraisa kontakta izietību, samazina kontakta biezumu un maina kontakta atstājumu. Izietības progresēšanā kontakta virsma pasliktinās, palielinot kontakta pretestību starp kustīgo un fiksēto kontaktu. Izietība arī maina kontakta atstājumu, samazinot kontakta starpnieka spiedienu, kas turpmāk palielina kontakta pretestību.

(2) Neatbilstoša darbība, kas palielina pretestību traucētajā fazē
Ja vakuumā izmantojamā vārdulkāja mehāniskā darbība ir slikta, dažādas operācijas var izraisīt neatbilstošu darbību dēļ mehāniskiem jautājumiem. Tas pagarina atvēršanas un aizvēršanas laiku, neļaujot efektīvi novērst loku. Lokam var izraisīt kontaktu savienojumu (saliecību), būtiski palielinot kontakta pretestību starp kustīgo un fiksēto kontaktu.

(3) Samazināta vakuumā integritāte, kas izraisa kontakta oksidēšanos un palielinātu pretestību
Vakuumā izmantojamā vārdulkāja bumbiņas ir izgatavotas no plāna nerūdīga metāla un darbojas kā segšanas elementi, uzturējot vakuumā integritāti, ļaujot pārnesuma šķidrumam kustēties. Bumbiņu mehāniskais dzīvesilgums ir noteikts ar atvēršanas un aizvēršanas laika spēkiem. Siltums, kas tiek pārnests no pārnesuma šķidruma uz bumbiņām, paaugstinās to temperatūru, ietekmējot to izturību pret nogurušanu.

Ja bumbiņu materiāls vai ražošanas process ir defekts, vai ja vārdulkājs piedzīvo vibrāciju, triecienu vai bojājumu transportēšanas, instalēšanas vai uzturēšanas laikā, var izveidoties caurumi vai mikroslīpējumi. Laika gaitā tas izraisīs vakuumā līmeņa samazināšanos. Samazināts vakuumā ļauj kontakta oksidēšanos, veidojot augstpretestīgu meda oksīdu, kas palielina kontakta pretestību.

Strāvas slodzes laikā kontakti nepārtraukti pārsildās, turpmāk paaugstinot bumbiņu temperatūru un potenciāli izraisot bumbiņu bojājumu. Tāpat, ar samazinātu vakuumā, vārdulkājs zaudē savu normālo loka izmiršanas spēju. Pārtraucot slodzes vai kļūdas strāvu, nepietiekama loka izmiršanas spēja izraisīs ilgstošu lokā, galu galā izraisot vārdulkāja aizdegšanos.

3. Prognozēšanas pasākumi vakuumā izmantojamā vārdulkāja aizdegšanas nelaimes novēršanai

3.1 Tehniskie pasākumi

Samazinātā vakuumā integritātes cēloņi ir sarežģīti. Vajadzētu izvairīties no vibrācijas un trieciena laikā transportēšanas, instalēšanas un uzturēšanas. Tomēr, ražošanas un montāžas kvalitāte rūpnīcas posmā ir kritiski faktori, kas ietekmē vakuumā integritāti.

(1) Pārskatīt bumbiņu materiālu un montāžas kvalitāti
Vakuumā izmantojamie vārdulkāji izmanto bumbiņas mehāniskajai kustībai. Pēc daudzu atvēršanas un aizvēršanas operāciju, var izveidoties mikroslīpējumi, kaitējot vakuumā integritātei. Tāpēc, ražotājiem jāuzlabo bumbiņu materiāla stipruma un montāžas kvalitāte, lai nodrošinātu uztveres drošību.

(2) Regulāri mērīt mehāniskās īpašības un kontakta pretestību
Gada uzturēšanas laikā, regulāri pārbaudīt kontakta elektrisko izietību un atstājuma maiņu. Veikt testus sakritību, pārsniedzumu un citām mehāniskajām īpašībām. Izmantot DC sprieguma pazemināšanas metodi, lai mērītu loku pretestību. Novērtēt kontakta oksidēšanu un izietību, balstoties uz pretestības vērtībām, un tūlītēji risināt problēmas.

(3) Regulāri veikt vakuumā integritātes testus
Piegādes tipa vakuumā izmantojamajiem vārdulkājiem, operators bieži nevar vizuāli novērot ārējo uzliesmošanu vārdulkāja laikā. Praksē, parasti izmanto strāvas frekvences izturēšanas sprieguma testus, lai periodiski novērtētu vakuumā integritāti. Nē, šis ir destruktīvs tests, bet efektīvi identificē vakuumā defekti. Alternatīva, izmantojot vakuumā testētāju, lai veiktu kvalitatīvu vakuumā mērījumu, ir labākā metode, lai novērtētu vakuumā integritāti. Ja tiek identificēts vakuumā pasliktināšanās, vakuumā izmantojamā vārdulkāja jāaizstāj tūlītēji.

(4) Instalēt tiešsaistes vakuumā monitorēšanas ierīces
Ar bezvadu komunikācijas un SCADA sistēmu plašā izmantošanu elektrības tīklā, tiešsaistes vakuumā monitorēšana ir kļuvusi par iespējamu. Metodes ietver spiediena sensoru, kapacitīva savienojuma, elektrooptiskā pārveidošana, ultrasoniskā detektora un bezkontakta microwave sensora izmantošanu.

• Spiediena sensoru: Iegult spiediena sensorus vārdulkāja ražošanas laikā. Kad vakuumā pasliktinās, gāzes blīvums un iekšējais spiediens palielinās. Spiediena maiņa tiek transmittēta kontrolēšanas sistēmai, lai veiktu tiešsaistes monitorēšanu.

• Bezkontakta microwave sensoru: Izmanto passīvo sensoru, lai detektētu microwave signālus, uzsverot unikālos atgriezeniskos signālus, kad vakuumā integritāte ir bojāta, ļaujot tiešsaistes monitorēšanu.

3.2 Pārvaldības pasākumi

Iepriekšējos gadījumos, operatori nespēja pareizi atpazīt vārdulkāja kļūdas, izraisot aizdegšanu un nelaimes palielināšanos. Tas norāda uz nepietiekamu SCADA sistēmu, vietas aprīkojuma un darbības procedūru prasmēm, kā arī trūkumu ārkārtas situācijas atbildes apziņā. Tāpēc, galvenajās transformatoru stacijās jāpastiprina darbības pārvaldība.

• Stiprināt inspekcijas sistēmas, lai agrīni atklātu problēmas.

• Palielināt operatoru apmācību SCADA sistēmā, vārdulkāju darbības un uzturēšanā, un ārkārtas situāciju procedūrās.

• Regulāri veikt antinelaimes un ārkārtas situācijas plānu treniņus.

3.3 Uzlabot "piecas aizsardzības" funkcijas vidēji novietotajā aprīkojumā

Tehniski uzlabot "piecu aizsardzības" funkcijas vidēji novietotajā aprīkojumā, lai pilnībā atbilstu standartu prasībām. Komplekts augstsprieguma aprīkojums jānodrošina ar pilnīgu "piecu aizsardzības" funkcijām, ar drošu veiksmīgu darbību.

• Instalēt dzīvā līnijas indikatorus uz aprīkojuma izietā pusē. Šie indikatori jāierīko ar paškontroles funkciju un jāsavieno ar līnijas pusē esošo zemes vārdulkāju.

• Aprīkojumam, kas ir aprīkots ar atpakaļ piegādei, loga durvis jāaprīko ar obligāto slēdzi, kas tiek kontrolēts ar dzīvā līnijas indikatoru.

Analizējot vakuumā izmantojamā vārdulkāja aizdegšanas nelaimes, kas izraisītas samazinātā vakuumā integritāte—kas izraisa kontakta oksidēšanu, palielinātu kontakta pretestību, pārsildīšanos un beigu beigās bojājumu—šajā rakstā tiek piedāvāti mērķtiecīgi pasākumi, piemēram, bumbiņu materiāla un montāžas kvalitātes uzlabošana, un tiešsaistes vakuumā monitorēšanas ierīču instalēšana. Šie pasākumi palīdz novērst un monitorēt vakuumā pasliktināšanos tiešsaistē, izvairot līdzīgu nelaimes atkārtošanos.