I. Kõrvalduse põhjustaja: Elektrodünaamiline mõju (vastavalt GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Kõrghariliku kütte lõpu kokkuvarisemise otsene põhjus on lühikese sellest joonevoolu poolt tekitatud hetkelik elektrodünaamiline mõju. Kui süsteemis esineb ühefaasi maandamisvigadeid (nt salvestiku ülepinge, isolatsiooni läbimurde jne), tuleb maandumistransformaatorile, mis on vigase voolu teekonnaks, vastu võtta suure amplituudiga ja teravalt kasvavate lühikese sellest joonevooludega. Ampère seaduse järgi alustavad küttejooned radiaalselt (sisenurk) ja teljestikult (venitava/tingiva) elektrodünaamilist mõju tugeva magnetväli poolt. Kui elektrodünaamiline jõud ületab küttstruktuuri (juhted, eraldajad, painendusplaatid, sidemissüsteemid) mehaanilist kestevõimet, tekitab see pöördumatuid kuju muutusi, nihkeid või deformatsioone küttes, mis lõpuks väljenduvad kütte lõpu kokkuvarises – tipiline transformaatoritehnika vigade tüüp lühikese sellest juures.
II. Seotud vigade põhjustajad: Resonantslik ülepinge ja energiasse andmine jääkvigade korral (vastavalt ülepingekaitsestandarditele nagu DL/T 620 / IEC 60099)
Süsteemi resonantslik ülepinge (ferroresonants / lineaarne resonants)
Süsteemiparametrite (joone kapasitivsus, PT induktiivsus, maandamiskatkuri induktiivsus jne) ebaproportsionaalne sobivus võib põhjustada ferroresonantsi või lineaarse resonantsi, tekitades püsivat ülepinget. See üleping toob mitmekordset mõju isolatsiooni nõrgale kohtadele (vananed isolaadid, kaitsjad, küljed jne), mis viib katkeliivamaandamiseni või korduvatele läbimurdeni, mille tulemuseks on maandumistransformaatoril vastu võtta kõrge sagedusega impulssivoolu. See toob mitte ainult otse elektrodünaamilist mõju, vaid kiirendab ka küttisolatsiooni (ringi-, kihi- ja pealisolatsiooni) soojuslikku ja elektrilist vananemist, mille tulemuseks on selle dielektrilise ja mehaanilise kestevõimu olulisel määral vähenemine, mis muudab seda tundlikumaks järgnevatele impulsidele või tavapärasesse töösse.
Energiasse andmine jätkuva vigaga salvestiku tabamise järel
Kui salvestiku tabamine tekitab joones püsiva maandamisvigade, ja vigakohat ei eraldata (nt lüliti ei avane või vigade näitamine on ebatäpsed), siis tehnilised töötajad taastavad veidi energia (energiasse andmine vigaga), sundides maandumistransformaatorit pidevalt edastama võrkfrekventsi vigase voolu (palju suurem kui disainpiir). Pidev ülevool käivitab I²Rt Joule'i soojenduse, mis põhjustab kütte temperatuuri teravalt tõusma üle isolatsiooni lubatud piiri (nt klass A 105°C), viies kiiresti soojusliku vananemiseni, karboniseerumiseni ja isolatsioonipärandi kadumiseni, lõpetades kütte lühikese sellest ja sulaenemisega (soojuskokkuvaris). See tingimus põhjustab katastroofilist kahju seadmele.
III. Optimeerimisskeem: Seadme kestevõimu tõstmine ja kaitsestrateegiate täiustamine (integreeritud seadmete valik, relekaprot, ja seisundimonitoringustandardid)
Seadme enda lühikese sellest vastupidavuse parandamine (vastavalt GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Valikunõuded: Järgmistel ostude korral eelistada range lühikese sellest vastupidavuse testide kaudu kinnitatud kõrge lühikese sellest vastupidavusega modeleid, keskendudes küttstruktuuri disainile (tugevdatud painendusplaatid, teljestikud, raadiusaasta toetusstruktuurid, transponeeritud juhtprotsessid), materjalide tugevusele ja tootmisprotsessidele.
Võimalik sarjaalune voolu piiramise reaktor: Installida maandumistransformaatori neutraalpunktis voolu piiramise reaktor, et efektiivselt kontrollida vigase voolu amplituudi ja kasvukulu, vähendades elektrodünaamilist mõju küttele. Selle mõju süsteemi maandumismoodile ja relekaprole tuleb samas kontrollida.
Relekapri konfiguratsiooni ja seadete optimeerimine (vastavalt relekapri standarditele DL/T 584 / DL/T 559)
Seadetepõhimõte: Maandumistransformaatori ülepingekaitse seaded (null-sekvensaalune üleping, pöördproporsionaalne üleping) peavad olema rangelt madalamad kui seadme soojusliku ja dünaamilise stabiilsuse piirid (arvutatud GB/T 1094.5 järgi).
Astmeliste kooskõlastuse: Maandumistransformaatori kaitse ajaviivitus (nt 100A/10s) peab usalduslikult kooskõlastuma ülemise joone kaitsega (lähtevoolu lüliti). Tagada, et joone kaitse (null-sekvensaalune Etapp I: 0.2s, Etapp II: 0.7s) saaks kiiresti kõrvaldada joone maandamisvigu, estades maandumistransformaatoril kannatada ebaolulisi pingutusi. Maandumistransformaatori kaitse, kui lähedane varundus, peaks olema operatsiooniajaviivitus pikem kui joone kaitse pikim ajaviivitus (sh astmeliste Δt).
Maandumistransformaatori enda kaitse seadete optimeerimine:
Vigade kiire lahendamise võime tugevdamine (vastavalt DL/T 584 / DL/T 559)
Suunaline null-sekvensaalne kaitse konfigureerimine: Rakendada ja usalduslikult aktiveerida joone kaitsega suunaline null-sekvensaalne voolukaitse (Etapp I/II). Suunaelement täpelt eraldab vigastatud ja mitte-vigastatud joone, tagades, et vigastatud joone lüliti võtab usalduslikult alla ≤0.2s ühefaasi maandamisjuhtumi korral, täielikult isoleerides vigase allika – see on põhiline kaitsemeetod, et vältida maandumistransformaatorite kahjustamist.
Tehisel intellegeentsete online monitoreerimissüsteemide ja vara hoiatussüsteemide rakendamine (vastavalt seisundimonitoringustandardile DL/T 1709.1)
Reaalajas küttlõpu kuuma punkti temperatuuri monitoreerimine: Installida optilisi või platina vastupanijate temperatuurisensorid kõrgharilike kütte lõpude olulistesse positsioonidesse, et saavutada ±1~2°C täpsusega reaalajas monitoreerimine. Määrata mitmeastmelised hoiatused (hoidke/tähelepanu) ja lüliti välja panemise limiidid (arvutatud isolatsiooniklassi soojuslike mudelite põhjal), automaatselt käivitades kaitsemeetmed, kui limiidid ületatakse, et vältida soojuskokkuvarisemist.
Neutraalpunkti elektriliste parameetrite ja asümmeetria hoiatus: Pidevalt jälgida neutraalpunkti voolu ja süsteemi nihkepinget (null-sekvensaalne pinge) ning konfigureerida asümmeetria ülelimiidi hoiatusfunktsioon. Kui tuvastatakse püsiv/frekventne neutraalpunkti elektriline parameeter (tõestades perioodilist maandamist, resonantsi või isolatsiooni heledust), väljastada kohe hoiatused varajase vigase intervetsiooni jaoks.
Optimeerimise järeldused ja elluviimise soovitused
Järelduste kokkuvõte
Seadme tugevdamine: Valik kõrge lühikese sellest vastupidavusega seadmete või voolu piiramise reaktori installimine, et tugevdada elektrodünaamilist vastupidavust.
Kaitse kooskõlastus: Täpne kaitseväärtuste seadmine (≤seadme vastupidavuspiirid) ja astmeliste kooskõlastus suunalise null-sekvensaalse kaitsega (Etapp I ≤0.2s).
Olukorra vara hoiatus: Rakendada kõrge täpsusega temperatuuri jälgimine (±1~2°C) ja neutraalpunkti elektriliste parameetrite hoiatussüsteemid varajase vigase kaitseks.
Ongelma otsene põhjus on, et ühefaasi maandamisvoo poolt tekitatud elektrodünaamiline jõud ületab kütte mehaanilise vastupidavuse piiri.
Sügavamat põhjustajaid on: ① Süsteemi resonantsliku ülepinge poolt tekitatud perioodilised mõjud, kiirendavad isolatsiooni vananemist; ② Soojuskokkuvarisemine energiasse andmise korral püsiva vigaga salvestiku tabamise järel.
Süsteemse optimeerimiseks tuleb keskenduda kolmele aspektile:
Elluviimise soovitused
Kaitseväärtuste kohekohest reguleerimine, suunalise kaitse aktiveerimine ja jälgimissüsteemide installimine.
Planeerida seadme enda uuendusi koos elutsükliga ja tehnoloogilise moderniseerimise plaanidega.
Selle skeemi integreerimine tööreeglite ja õnnetuse ennetamise meetmetesse, rangelt keelates energiasse andmise maandamisvigu korral, ja uurides täpselt vigakoha enne energiataastamist salvestiku tabamise järel.
