Analisi tal-Kazwi u t-Tnejnijiet Prevenzivi għal Aċċidenti ta' Kkumment Ħolqien f'Vakju

1. Analizz ta’ Meċanizmi tal-Falliment tal-Vacuum Circuit Breakers

1.1 Proċess ta’ Arcing waqt it-Tiftix

Bħal misħun, meta l-kurrent jiddea l-mekkanism operattiv biex jiġi tiftix, il-kuntatt mobbli jibda jsilġu mill-kuntatt statwarji. Meta l-distanza beżgħat għal dawn il-kuntatti, il-proċess ikproċedi permezz ta’ tliet stadijiet: is-silġ tal-kuntatt, l-arcing, u r-rikovery dielektrika post-arc. Wara li s-silġ tieħel fis-stagju tal-arcing, l-istat tas-silġ elektriku jilgħab ruħu rolu deċiżiv fuq is-saħħa tal-vacuum interrupter.

Waqt li l-kurrent tas-silġ jżid, l-arcing tas-silġ fil-vacuum tiġi mill-region tal-cathode spot u arc column lejn ir-region tal-anode. Bil-minnija kontinwa tal-area tal-kontatt, id-densità kbar tal-kurrent toħloġ temperatura ħeġġieq, li timmaqsu material metaliku mill-cathode. Taf fil-influwenza tas-silġ elektriku, tipplaġa inizjali fit-tfajja tikteb. Jidher spots tal-cathode fuq is-silġ tal-cathode, li jiġboraw elettroni u jifformalu kurrent field-emission, jiġboraw material metaliku waqt il-konsum ta’ material metaliku u tipplaġa. F’dan istagju, bil-kurrent tas-silġ relattivament bass, biss il-cathode hija attiva.

Meta l-kurrent tas-silġ jżid aktar, it-tipplaġa tinfiż energija lil anode, li tagħmel il-mod tas-silġ tal-anode jittrasferi minn arcing diffusa għal arcing constricted. Din it-tiftixa tiġi influenzata minn fatturi kif materiali tal-elettrodi u l-kurrent tas-silġ.

1.2 Analizz tal-Falliment tat-Tip ta’ Kuntatt

It-tip ta’ kuntatt huwa direttament relatat mal-kurrent tal-interrupting. Taħt il-kurrent tal-potenza frekwenzija nominata, id-dinja ta’ tip ta’ kuntatt hija qrib meta mhux esistenti. It-tipp ta’ kuntatt jikseb fit-kundizzjonijiet ta’ kurrent kbar u temperatura alta. Meta l-circuit breaker jinterrupt kurrents ta’ short-circuit li jisfalqu l-kurrent nominata, id-dinja ta’ eruzione ta’ materiali tkbar drasticament, li tmorragġa kondizzjonijiet għal żviluppu ta’ loss ta’ materiali.

Ir-roughness ta’ silġ tal-kuntatt jintensifikaw l-konsentrazzjoni ta’ kurrent f’prominenzi tas-silġ, li jikkawdjaw għal skontroll lokali akbar. L-ewwel, il-durata tal-kurrent tas-silġ hi kritika. Anki jekk il-kurrent huwa kurrent ta’ short-circuit, jekk id-durata tagħha hija qasira, il-quantita’ ta’ materiali erutati tibqa’ qasira.

Il-radix tal-falliment tal-kuntatt huwa loss ta’ massa fit-tiempi tal-arcing. Id-danni tal-kuntatt jikseb fit-tnejn stages:

• Erosion ta’ Material: Erosion ta’ material anode hija mohbija mill-plasma. Il-density ta’ flux ta’ energija fuq is-silġ tal-anode huwa parametru importanti li jimmissem l-effett tas-silġ fuq l-anode. Ir-risultati tal-birxief jorrigu li l-flux ta’ energija tal-anode jżid billi l-kurrent tas-silġ ikbar, l-gap tal-kuntatt ikbar, u r-radius tal-kuntatt ikber, li jagħti spazju għal formazzjoni ta’ spot tal-anode u erosion ta’ material.

• Loss ta’ Material: Wara l-extinction tal-arcing, droplets tal-metal fondu huma espulsi mill-silġ tal-kuntatt minħabba pressjoni tas-silġ. Dan il-proċess huwa influenzat primarjament minn propjetajiet ta’ material, b'mod minimali addizzjonalment mil-arcing.

2. Kawni ta’ Aċċidenti ta’ Burnout tal-Vacuum Circuit Breaker

(1) Wear Elektriku u Varjazzjoni ta’ Gap tal-Kuntatt li Jgħamlin Incres ta’ Rezistanza tal-Kuntatt
Il-vacuum circuit breakers huma siglat fi vacuum interrupters, bl-kuntatti mobbli u statwarji fl-interfaci diretta. Waqt it-tiftix, jikseb erosion tal-kuntatt, li jgħamlin wear tal-kuntatt, dikmin ta’ spessor tal-kuntatt, u varjazzjonijiet fit-gap tal-kuntatt. Bħalhu jkollhom progredixxx, is-silġ tal-kuntatt jideteriora, jgħamlin incres fil-rezistanza tal-kuntatt beżgħat il-kuntatti mobbli u statwarji. Il-wear wkoll jvarja l-gap tal-kuntatt, jidimin la pressjoni tal-spring beżgħat il-kuntatti, jgħamlin incres ohra fil-rezistanza tal-kuntatt.

(2) Operazzjoni Out-of-Phase li Tigħmlu Incres ta’ Rezistanza fil-Phas Faulted
Jekk il-prestazzjoni mekkaniċa tal-vacuum circuit breaker hija inferrit, operazzjonijiet ripetuti jistgħu jirresultaw fi operazzjoni out-of-phase għal problemi mekkaniċi. Dan jiġbil għad-durata tal-opening u closing, li ma jippermettx il-extinction effettiva tal-arcing. L-arcing tista’ tigħmlu welding (fusing) tal-kuntatti, li jgħamlin incres signifikanti fil-rezistanza beżgħat il-kuntatti mobbli u statwarji.

(3) Dikmin ta’ Integrità tal-Vacuum li Tigħmlu Oxidation tal-Kuntatt u Incres ta’ Rezistanza
Il-bellows fi vacuum interrupters huma magħmula minn stainless steel fehla u jiġu użati bħala elementi ta’ sealing, imma intiżżimu l-integrità tal-vacuum waqt li jippermettu ll-kunduttiv rod li jmovi. Il-ħajja mekkaniċa tal-bellows hija determinata mill-forzi ta’ expansion u contraction waqt l-operazzjoni tal-breaker. Il-ħott trasferit mill-kunduttiv rod għal bellows jirriżulta f’temperatura ikbar, li taffettaħ il-fatigue strength.

Jekk il-material tal-bellows jew il-proċess ta’ manifattura hu defektiv, jew jekk il-breaker jkun sottopost għal vibration, impatt, jew danno waqt it-trasport, installazzjoni, jew maintenance, jistgħu jwusqu leaks jew micro-cracks. Fit-tmien, dan jilgħab ruħu ddiminuzzjoni fil-livell tal-vacuum. Il-vacuum dikmin jippermetti oxidation tal-kuntatt, li tikteb copper oxide ta’ rezistanza għoli, li jigħmlu incres fil-rezistanza tal-kuntatt.

Taħt il-kurrent tal-carico, il-kuntatti joverheat waqt kbir, jirriżultaw f’temperatura ikbar tal-bellows, possibilment jgħamlin falliment tal-bellows. Huwa wkoll, meta l-vacuum jidimin, il-circuit breaker jisperdi l-capabilità nominata ta’ arc-quenching. Meta jiġi interrottu kurrents ta’ carico jew fault, l-insufficienza ta’ capabilità ta’ arc extinction tigħmlu l-arcing is-sustan, li fil-aħħar jgħamlin burnout tal-breaker.

3. Misures Preventivi għal Aċċidenti ta’ Burnout tal-Vacuum Circuit Breaker

3.1 Misures Teknikji

I-każi ta’ dikmin ta’ integrità tal-vacuum huma komplikati. Evita l-vibration u l-impatt waqt it-trasport, installazzjoni, u maintenance. Hija wkoll importanti l-qualità ta’ manifattura u assembly fil-stage tal-factory li jaffettuwaw l-integrità tal-vacuum.

(1) Aġġorna l-Material u l-Qwalità ta’ Assembly tal-Bellows
Il-vacuum interrupters jiġu użati bellows għal motion mekkaniċa. Wara l-operazzjonijiet repitetivi ta’ opening u closing, jistgħu jwusqu micro-cracks, li jkomprova l-integrità tal-vacuum. Għalhekk, il-manufacturers għandhom jaġġornaw l-strength tal-material tal-bellows u l-qualità ta’ assembly biex jiżgura l-affidabilità tal-sealing.

(2) Measurement Regulari ta’ Karatteristiċi Mekkaniki u Rezistanza tal-Kuntatt
Waqt it-maintenance annuali, inspect regulari l-wear elektriku tal-kuntatt u varjazzjoni ta’ gap. Ipprattika tests fuq synchronism, over-travel, u karatteristiċi mekkaniċi oħra. Uża l-metodu ta’ drop tal-volt DC biex timmiss il-loop resistance. Evalua l-oxidation u l-wear tal-kuntatt fit-valuri tal-resistance, u affronta l-problemi b’mod immediat.

(3) Tests Regulari ta’ Integrità tal-Vacuum
Għal vacuum circuit breakers ta’ tipo plug-in, l-operators solitament ma jistgħux jiddeċġevew discharge esterni fuq l-interrupter waqt il-patrols. Fi prattika, tests ta’ withstand voltage tal-power frequency huma użati regolarment biex jassessjaw l-integrità tal-vacuum. Anki jekk din hija test destructive, tifformi effettivament l-defetti tal-vacuum. Alternativament, l-użu ta’ tester tal-vacuum għal measurement qualitativa tal-vacuum huwa l-ebda metodu għal assessjar l-integrità tal-vacuum. Jekk jkun hemm detection ta’ degradation tal-vacuum, il-vacuum interrupter għandu jiġi sostitwit immediatament.

(4) Install Devices ta’ Monitoring tal-Vacuum Online
Bi l-użu widespread ta’ wireless communication u sistemi SCADA fi power networks, l-online monitoring tal-vacuum saret feasible. Il-metodi inkluudu pressure sensing, capacitive coupling, electro-optical conversion, ultrasonic detection, u microwave sensing non-contact.

• Pressure Sensing: Embed sensors ta’ pressure fil-interrupter waqt it-timmana. Waqt li l-vacuum jidimin, l-density ta’ gas u l-pressure interna jżidu. Il-change ta’ pressure jiġi trasmittut għal il-control system għal real-time monitoring.

• Non-Contact Microwave Sensing: Jistenna microwave signals passivi, li jiksbu feedback signals unika meta l-integrità tal-vacuum tkun compromised, li jgħamlin real-time online monitoring possible.

3.2 Misures ta’ Management

Fil-incidenti passati, l-operators ma ħallewx identifikaw s-silġ tal-circuit breaker korrettament, li jgħamlin burnout u escalation ta’ aċċidenti. Dan jillustra l-insufficient familiarity mal-sistemi SCADA, l-equipment on-site, u l-proceduri ta’ operazzjoni, kif ukoll lack ta’ awareness ta’ emergency response. Għalhekk, l-operation management fit-transformer stations prinċipali għandu jinqasam.

• Implementa sistemijiet ta’ inspection rigorosament biex tiddetektaw l-problemi qabel il-ħin.

• Aċċertja training addizzjonali għal l-operators fuq sistemi SCADA, operazzjoni u maintenance ta’ switchgear, u procedures ta’ emergency response.

• Conduct drills regolari għal piani ta’ anti-aċċidenti u emergency response.

3.3 Aġġorna l-Interlocking Functions ta’ “Five Prevention” fil-Switchgear Mid-Mounted

Upgrade teknikament l-interlocking functions ta’ “Five Prevention” tal-switchgear mid-mounted biex jissodisfaw l-standard requirements. Il-complete high-voltage switchgear għandu jkun full “Five Prevention” functions b’performance affidabbli.

• Install indicators ta’ live-line fuq l-outgoing side tal-switchgear. Dawn l-indicators għandhom jiġu mhunnu self-test functionality u interlocked mal-earthing switch ta’ line-side.

• Għal instalazzjonijiet b’kapabilità ta’ back-feed, il-door ta’ compartment għandha tinsab equipped b’mandatory lock controlled mill-indicator ta’ live-line.

Tramit analizz ta’ aċċidenti ta’ burnout tal-vacuum circuit breaker causati minn dikmin ta’ integrità tal-vacuum—li jgħamlin oxidation tal-kuntatt, incres ta’ rezistanza tal-kuntatt, overheating, u eventual failure—dan il-paper propona misures mirati kif l-aġġornament tal-material u l-assembly quality tal-bellows, u l-installazzjoni ta’ devices ta’ monitoring tal-vacuum online. Dawn il-misure jgħinu biex jprevennu u monitorju l-degradation tal-vacuum fit-real time, li jevita rikorrenti ta’ aċċidenti similari.