I. สาเหตุหลักของความเสียหาย: ผลกระทบจากการเคลื่อนที่ของไฟฟ้า (สอดคล้องกับ GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
สาเหตุโดยตรงของการพังทลายของปลายวงจรขดลวดแรงดันสูงคือผลกระทบทันทีจากการเคลื่อนที่ของไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในกรณีเกิดการปั่นจักรไฟฟ้าผิดปกติ เมื่อเกิดข้อบกพร่องทางเดียวในการเชื่อมต่อระบบ (เช่น แรงดันไฟฟ้าจากสายฟ้าที่สูงเกินไป การชำรุดของฉนวน เป็นต้น) หม้อแปลงต่อลงดินซึ่งเป็นทางผ่านของกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติจะต้องทนทานต่อกระแสไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่และมีอัตราเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ตามกฎของแอมแปร์ คอนดักเตอร์ของขดลวดจะได้รับแรงกระทำแบบรัศมี (แรงกดเข้าภายใน) และแรงกระทำตามแกน (แรงดึง/แรงกด) ในสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง หากแรงจากการเคลื่อนที่ของไฟฟ้าเกินขีดจำกัดของความแข็งแรงทางกลของโครงสร้างขดลวด (คอนดักเตอร์ แผ่นรอง แผ่นกด ระบบผูกมัด) จะทำให้เกิดการเปลี่ยนรูป หรือการเบี้ยวของขดลวดอย่างไม่สามารถกลับคืนได้ สุดท้ายแล้วจะปรากฏเป็นการพังทลายของปลายขดลวด ซึ่งเป็นโหมดการล้มเหลวที่พบบ่อยในอุปกรณ์ประเภทหม้อแปลงเมื่อเกิดข้อบกพร่องทางเดียว
II. ตัวกระตุ้นข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้อง: แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการสั่นสะเทือนและการจ่ายไฟขณะมีข้อบกพร่องคงที่ (สอดคล้องกับมาตรฐานการป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง เช่น DL/T 620 / IEC 60099)
แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของระบบ (เฟอร์โรเรโซแนนซ์ / เรโซแนนซ์เชิงเส้น)
การจับคู่พารามิเตอร์ของระบบไม่เหมาะสม (ความจุของสายไฟ อิน덕แทนซ์ของ PT อิน덕แทนซ์ของคอยล์ต้านทานอาร์ก เป็นต้น) อาจกระตุ้นให้เกิดเฟอร์โรเรโซแนนซ์หรือเรโซแนนซ์เชิงเส้น ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าคงที่ แรงดันไฟฟ้านี้จะกระทบซ้ำ ๆ ที่จุดอ่อนของฉนวน (ฉนวนที่เสื่อมสภาพ หน่วงไฟ ปลอกหุ้ม เป็นต้น) นำไปสู่การเชื่อมต่อผ่านอาร์กอย่างต่อเนื่องหรือการแตกหักซ้ำ ๆ ทำให้หม้อแปลงต่อลงดินต้องทนทานต่อกระแสถี่สูง นี่ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดแรงกระทำจากการเคลื่อนที่ของไฟฟ้าโดยตรง แต่ยังเร่งการเสื่อมสภาพทางความร้อนและไฟฟ้าของฉนวนขดลวด (ระหว่างชั้น ระหว่างขด และฉนวนหลัก) ลดความแข็งแกร่งทางไฟฟ้าและทางกลของมันอย่างมาก ทำให้มันมีแนวโน้มที่จะพังทลายภายใต้แรงกระทำในภายหลังหรือในการทำงานปกติ
การจ่ายไฟขณะมีข้อบกพร่องคงที่หลังถูกสายฟ้า
หลังจากสายฟ้าทำให้เกิดข้อบกพร่องการต่อลงดินอย่างถาวรในสายไฟ ถ้าจุดข้อบกพร่องไม่ได้ถูกแยกออก (เช่น วงจรตัดไฟไม่กระทำหรือสัญญาณข้อบกพร่องไม่ชัดเจน) บุคลากรซ่อมบำรุงอาจทำการฟื้นฟูพลังงาน (การจ่ายไฟขณะมีข้อบกพร่อง) ทำให้หม้อแปลงต่อลงดินต้องผ่านกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่ของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง (เกินขีดจำกัดการออกแบบอย่างมาก) กระแสไฟฟ้าที่คงที่อย่างต่อเนื่องกระตุ้นผล Joule heating ทำให้อุณหภูมิของขดลวดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเกินขีดจำกัดของฉนวน (เช่น 105°C สำหรับ Class A) ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพทางความร้อน การคาร์บอนไรเซชัน และการสูญเสียสมรรถนะของฉนวน สุดท้ายแล้วนำไปสู่การลัดวงจรและไหม้ของขดลวด (การพังทลายทางความร้อน) สถานการณ์นี้ทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่ออุปกรณ์
III. แผนการปรับปรุง: เพิ่มความสามารถในการทนทานของอุปกรณ์และเสริมสร้างกลยุทธ์การป้องกัน (รวมมาตรฐานการเลือกอุปกรณ์ การป้องกันด้วยวงจรควบคุม และการตรวจสอบสภาพ)
การปรับปรุงความสามารถในการทนทานต่อการปั่นจักรไฟฟ้าของตัวอุปกรณ์ (สอดคล้องกับ GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
ข้อกำหนดในการเลือก: ควรเลือกโมเดลที่มีความสามารถในการทนทานต่อการปั่นจักรไฟฟ้าสูงซึ่งได้รับการตรวจสอบโดยการทดสอบการทนทานต่อการปั่นจักรไฟฟ้าอย่างเข้มงวด (เช่น IEC 60076-5) สำหรับการซื้อในอนาคต โดยเน้นการออกแบบโครงสร้างขดลวด (แผ่นกดที่เสริมแรง ระบบยึดตามแกน โครงสร้างรองรับรัศมี กระบวนการเปลี่ยนตำแหน่งคอนดักเตอร์) ความแข็งแรงของวัสดุ และกระบวนการผลิต
ตัวต้านทานกระแสไฟฟ้าแบบจำกัดกระแสที่ใช้ได้: ติดตั้งตัวต้านทานกระแสไฟฟ้าแบบจำกัดกระแสในวงจรกลางของหม้อแปลงต่อลงดินเพื่อควบคุมขนาดและความเร็วในการเพิ่มของกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ ลดแรงกระทำจากการเคลื่อนที่ของไฟฟ้าต่อขดลวด ต้องตรวจสอบผลกระทบต่อโหมดการต่อลงดินของระบบและการป้องกันด้วยวงจรควบคุมพร้อมกัน
การปรับปรุงการกำหนดค่าและการตั้งค่าการป้องกันด้วยวงจรควบคุม (สอดคล้องกับมาตรฐานการป้องกันด้วยวงจรควบคุม DL/T 584 / DL/T 559)
หลักการตั้งค่า: การตั้งค่าการป้องกันด้วยวงจรควบคุมกระแสไฟฟ้าเกิน (กระแสไฟฟ้าเกินลำดับศูนย์ กระแสไฟฟ้าเกินแบบเวลาผกผัน) ของหม้อแปลงต่อลงดินต้องต่ำกว่าขีดจำกัดความเสถียรทางความร้อนและทางกลของอุปกรณ์ (คำนวณตาม GB/T 1094.5)
การประสานการทำงานตามลำดับ: ระยะเวลาการป้องกันของหม้อแปลงต่อลงดิน (เช่น 100A/10s) ต้องทำงานประสานกับการป้องกันวงจรขาออก (วงจรตัดไฟขาออก) อย่างเชื่อถือได้ ให้แน่ใจว่าวงจรป้องกัน (ลำดับศูนย์ Stage I: 0.2s, Stage II: 0.7s) สามารถกำจัดข้อบกพร่องการต่อลงดินบนสายไฟได้อย่างรวดเร็ว ป้องกันไม่ให้หม้อแปลงต่อลงดินต้องทนทานต่อแรงกดที่ไม่จำเป็น การป้องกันของหม้อแปลงต่อลงดินในฐานะการป้องกันสำรองที่ใกล้เคียงควรมีระยะเวลาการทำงานที่ยาวกว่าระยะเวลาการทำงานที่ยาวที่สุดของวงจรป้องกัน (รวมถึงการประสาน Δt)
การปรับปรุงการตั้งค่าการป้องกันของตัวหม้อแปลงต่อลงดิน:
การเสริมสร้างความสามารถในการกำจัดข้อบกพร่องอย่างรวดเร็ว (สอดคล้องกับ DL/T 584 / DL/T 559)
การติดตั้งระบบตรวจสอบและแจ้งเตือนแบบออนไลน์อัจฉริยะ (สอดคล้องกับมาตรฐานการตรวจสอบสภาพ DL/T 1709.1)
การตรวจสอบอุณหภูมิจุดร้อนของขดลวดแบบเรียลไทม์: ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิใยแก้วหรือแพลทินัมที่ตำแหน่งสำคัญของปลายขดลวดแรงดันสูงเพื่อให้สามารถตรวจสอบได้แบบเรียลไทม์ด้วยความแม่นยำ ±1~2℃ ตั้งค่าการแจ้งเตือนหลายระดับ (คำเตือน/การเตือน) และค่าเกิน (คำนวณตามแบบจำลองความร้อนของฉนวน) กระทำการป้องกันอัตโนมัติเมื่อมีการเกินค่าเพื่อป้องกันการพังทลายทางความร้อน
การตรวจสอบพารามิเตอร์ไฟฟ้าของจุดกลางและแจ้งเตือนการไม่สมมาตร: ตรวจสอบกระแสไฟฟ้าที่จุดกลางและแรงดันการกระจัดของระบบ (แรงดันลำดับศูนย์) อย่างต่อเนื่อง และตั้งค่าฟังก์ชันแจ้งเตือนการเกินค่าไม่สมมาตร เมื่อตรวจพบพารามิเตอร์ไฟฟ้าที่จุดกลางที่ผิดปกติอย่างต่อเนื่องหรือบ่อยครั้ง (แสดงถึงการต่อลงดินแบบไม่ต่อเนื่อง เรโซแนนซ์ หรือการเสื่อมสภาพของฉนวน) ให้แจ้งเตือนทันทีเพื่อแทรกแซงข้อบกพร่องล่วงหน้า
สรุปการปรับปรุงและข้อเสนอแนะในการดำเนินการ
สรุป
การเสริมสร้างอุปกรณ์: เลือกอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการทนทานต่อการปั่นจักรไฟฟ้าสูงหรือติดตั้งตัวต้านทานกระแสไฟฟ้าแบบจำกัดกระแสเพื่อเพิ่มความสามารถในการทนทานต่อแรงกระทำจากการเคลื่อนที่ของไฟฟ้า
การประสานการทำงานของการป้องกัน: ตั้งค่าการป้องกันอย่างแม่นยำ (≤ ขีดจำกัดของอุปกรณ์) และให้แน่ใจว่ามีการประสานการทำงานกับการป้องกันกระแสไฟฟ้าลำดับศูนย์ที่มีทิศทาง (Stage I ≤0.2s)
การแจ้งเตือนสภาพ: ติดตั้งระบบตรวจสอบอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง (±1~2℃) และระบบแจ้งเตือนพารามิเตอร์ไฟฟ้าที่จุดกลางเพื่อป้องกันข้อบกพร่องล่วงหน้า
สาเหตุโดยตรงของอุบัติเหตุคือแรงจากการเคลื่อนที่ของไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในกรณีเกิดข้อบกพร่องทางเดียวเกินขีดจำกัดของความแข็งแรงทางกลของขดลวด
ตัวกระตุ้นระดับลึก: ① แรงกระทำจากการสั่นสะเทือนของระบบทำให้ฉนวนเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว ② การพังทลายทางความร้อนจากการจ่ายไฟขณะมีข้อบกพร่องคงที่หลังถูกสายฟ้า
การปรับปรุงระบบควรเน้นสามด้าน:
ข้อเสนอแนะในการดำเนินการ
การปรับค่าการป้องกัน การเปิดใช้งานการป้องกันที่มีทิศทาง และการติดตั้งระบบตรวจสอบทันที
วางแผนการอัปเกรดตัวอุปกรณ์ร่วมกับวงจรชีวิตและการปรับปรุงเทคโนโลยี
รวมแผนนี้เข้ากับกฎการปฏิบัติงานและการป้องกันอุบัติเหตุ ห้ามการจ่ายไฟขณะมีข้อบกพร่องการต่อลงดิน และตรวจสอบจุดข้อบกพร่องอย่างละเอียดก่อนการฟื้นฟูพลังงานหลังจากถูกสายฟ้า
