ניתוח כשלים והופעה אופטימלית של מותגים קרקעיים קונבנציונליים

I. גורם מרכזי לנזק: השפעה אלקטרודינמית (בהתאם ל-GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)

הגורם הישיר לקריסת קצות הסיבובים בלחץ גבוה הוא ההשפעה האלקטרודינמית הרגעית הנגרמת על ידי זרם קצר החשמל. כאשר מתרחשת תקלה של חיבור פאזה בודדת לאדמה במערכת (כמו עלייה מופרזת במתח עקב ברק, התפרקות מבודד, וכו'), המותג המוליך את זרם התקלה סובל מזרמים קצרים בעוצמה גבוהה וקצב עלייה תלול. לפי חוק כוח אמפר, מוליכי הסיבובים נחשפים לכוחות אלקטרודינמיים רדיליים (דחיסה פנימה) ואקסיאליים (מתח/דחיסה) בשדה מגנטי חזק. אם כוח האלקטרודינמיקה עולה על הגבול המכני של מבנה הסיבובים (מוליכים, מפרידים, לוחות דחיסה, מערכות קשר), זה יוביל לעיוות בלתי הפיך, הזזה או עיוות של הסיבובים, לבסוף מתבטאים בקריסת קצות הסיבובים - מצב כשל טיפוסי של ציוד טראנספורטורי תחת תקלות קצר החשמל.

II. גורמים נוספים לתיקולים: מתח יתר תהודה והדלקה עם תקלות קיימות (בהתאם לתקנים של הגנה ממתח עודף כגון DL/T 620 / IEC 60099)

• מתח יתר תהודה מערכת (תהודה פרומגנטית / תהודה ליניארית)
  התאמה לא נכונה של פרמטרי המערכת (קיבולת קו, אינדוקטיביות PT, אינדוקטיביות סליל הדיכוי, וכדומה) יכולה להפעיל תהודה פרומגנטית או תהודה ליניארית, המפיקים מתח עודף מתמשך. מתח עודף זה פועל שוב ושוב על נקודות חלש במבודדים (מבודדים ישנים, מגינים, צינורות, וכדומה), מוביל לחיבורים ארעיים של קשתות או התפרקות חוזרת, גורם למוליך המוליך את זרם התקלה לסבול מזרמים תקלה בתדר גבוה. זה לא רק מייצר השפעות אלקטרודינמיות ישירות אלא גם מאיץ את הזקנה הטרמית והאלקטרית של מבודדי הסיבובים (בין סיבובים, בין שכבות, ומבודד ראשי), מפחית משמעותית את עוצמתו הדיאלקטרית ואת עמידותו המכנית, מה שהופך אותו יותר פגיע לקריסת תחת פגיעות לאחר מכן או במהלך פעולה רגילה.

• הדלקה עם תקלות קיימות לאחר פגיעת ברק
  לאחר שפגיעת ברק מובילה לתקלת חיבור קבועה לאדמה בקו, אם נקודת התקלה אינה מנותקת (לדוגמה, המפסק אינו מתפצל או האינדיקציה של התקלה היא לא ברורה), אנשי תחזוקה מדליקים בטעות (הדלקה עם תקלות), מכריחים את המוליך המוליך את זרם התקלה לעבור זרם תקלה בתדר מתח (רחוק מעבר להגבלה העיצובית). זרם עודף מתמשך מפעיל את אפקט ההתחממות של I²Rt, גורם לטמפרטורת הסיבובים לעלות במהירות מעבר לגבול סבלנות המבודד (לדוגמה, 105°C עבור כיתה A), מוביל במהירות לזקנה טרמית, פחמן ומפסיד את ביצועי המבודד, בסופו של דבר גורם לשארת סיבובים ושריפה (קריסה טרמית). מצב זה גורם נזק הרסני לציוד.

III. תוכנית אופטימיזציה: שיפור עמידת הציוד והשלמת אסטרטגיות הגנה (שילוב בחירת ציוד, הגנה רלוונטית, ותקנים של מעקב מצב)

• שיפור עמידת הגוף של הציוד לקצר החשמל (בהתאם ל-GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)

• דרישות בחירה: להעדיף מודלים בעלי עמידה גבוהה לקצר החשמל שעברו מבחני עמידה קפדניים (לדוגמה, IEC 60076-5) לרכישות עתידיות, תוך התמקדות בעיצוב מבנה הסיבובים (לוחות דחיסה מוגברים, מערכות קשר אקסיאליות, מבנים תומכים רדיליים, תהליכי מוליכים מעובדים), עמידת חומרים ותהליכי ייצור.

• ריאקטור מגביל זרם אופציונלי: להתקין ריאקטור מגביל זרם במעגל האדום של המוליך המוליך את זרם התקלה כדי לדכא בצורה יעילה את עוצמתו וקצב עלייתו של זרם התקלה, מפחית השפעות אלקטרודינמיות על הסיבובים. על האימפקט על מצב ההגנה של המערכת והגנה רלוונטית להיות מאמתים בו זמנית.

• אופטימיזציה של תצורת הגנה רלוונטית והגדרות (בהתאם לתקנים של הגנה רלוונטית DL/T 584 / DL/T 559)

• עקרון הגדרה: הגדרות הגנה על זרם עודף (זרם עודף אפסי, זרם עודף הפכי) של המוליך המוליך את זרם התקלה חייבות להיות נמוכות באופן מחמיר מגבולות העמידות התרמית והדינמית של הציוד (מחושבים לפי GB/T 1094.5).

• הסכמה תקופתית: זמן ההשהייה של הגנה על המוליך המוליך את זרם התקלה (לדוגמה, 100A/10s) חייב להיות מתואם באופן אמין עם הגנה מקו עליון (מפסק יציאה). להבטיח שההגנה על הקו (שלב אפסי I: 0.2s, שלב II: 0.7s) יכולה להסיר במהירות תקלות חיבור לאדמה בקו, למנוע מהמוליך המוליך את זרם התקלה לסבול מלחצים בלתי נחוצים. הגנה על המוליך המוליך את זרם התקלה, כגיבוי קרוב, צריכה להכיל זמן השהייה גדול יותר מהזמן השהייה הארוך ביותר של הגנה על הקו (כולל ההבדל Δt).

• אופטימיזציה של הגדרות הגנה על גוף המוליך המוליך את זרם התקלה:

• הגברת יכולת הסרת תקלות מהירה (בהתאם ל-DL/T 584 / DL/T 559)

• תצורת הגנה אפסית כיוונית: 배치 및 신뢰성 있는 작동을 위한 방향성 영상 전류 보호 (단계 I/II)를 선로 보호에 구현합니다. 방향 요소는 고장선과 비고장선을 정확하게 구분하여 단상 접지 고장 시 고장선의 회로 차단기가 0.2초 이내에 신뢰성 있게 트립하도록 하여 고장 원천을 완전히 격리합니다. 이것은 접지 변압기 손상을 방지하기 위한 핵심 보호 조치입니다.

• elligent On-Line Monitoring and Early Warning Systems (Complying with Condition Monitoring Standard DL/T 1709.1)

• Real-Time Winding Hot Spot Temperature Monitoring: Install optical fiber or platinum resistance temperature sensors at key positions of the high-voltage winding ends to achieve real-time monitoring with ±1~2℃ accuracy. Set multi-level alarms (warning/alert) and tripping thresholds (calculated based on insulation class thermal models), automatically triggering protection actions when limits are exceeded to prevent thermal collapse.

• Neutral Point Electrical Parameter Monitoring and Asymmetry Alarm: Continuously monitor neutral point current and system displacement voltage (zero-sequence voltage), and configure asymmetry over-limit alarm functions. When persistent/frequent abnormal neutral point electrical parameters are detected (indicating intermittent grounding, resonance, or insulation degradation), issue immediate warnings for early fault intervention.

Optimization Conclusions and Implementation Recommendations

• Conclusion Summary

• Equipment Strengthening: Select high short-circuit resistance equipment or install current-limiting reactors to enhance electrodynamic tolerance.

• Protection Coordination: Precisely set protection values (≤equipment tolerance limits) and ensure gradation coordination with directional zero-sequence protection (Stage I ≤0.2s).

• Condition Early Warning: Deploy high-precision temperature monitoring (±1~2℃) and neutral point electrical parameter alarm systems for early fault protection.

• The direct cause of the accident is that the electrodynamic force generated by the single-phase grounding fault current exceeds the mechanical strength limit of the windings.

• Deep-level triggers include: ① Intermittent impacts caused by system resonant overvoltage accelerating insulation aging; ② Thermal collapse due to energization with permanent faults after lightning strikes.

• Systematic optimization should focus on three aspects:

• Implementation Recommendations

• Immediate implementation of protection setting adjustments, directional protection activation, and monitoring system installation.

• Plan equipment body upgrades in conjunction with service life cycles and technical transformation schedules.

• Incorporate this scheme into operation regulations and anti-accident measures, strictly prohibiting energization with grounding faults, and thoroughly investigating fault points before restoring power after lightning strikes.