Analisis Kerosakan Biasa dan Penyelesaian Pemeliharaan Sistemik untuk Pembatas Arus Kerosakan (FCL)

1. Perkenalan​
   Pembatas Arus Kortikal (FCL) adalah peranti perlindungan penting dalam sistem tenaga moden. Ia direka untuk menghadkan arus kortikal dengan cepat semasa kegagalan sistem seperti lompatan arus, dengan itu melindungi peralatan utama dalam grid daripada kerosakan dan memastikan operasi sistem yang stabil. Walau bagaimanapun, semasa operasi sebenar, pembatas arus sendiri mungkin juga gagal disebabkan pelbagai sebab. Untuk memastikan kebolehpercayaannya, strategi pencegahan dan penyelenggaraan sistematik mesti dikembangkan untuk jenis kesalahan biasa. Dokumen ini bertujuan untuk menyediakan satu set penyelesaian komprehensif untuk pembatas arus kortikal dari empat perspektif inti: arus berlebihan, panas berlebihan, penuaan isolasi, dan kerosakan mekanikal.

​2. Analisis Masalah dan Penyelesaian​

​Perspektif 1: Penyelesaian untuk Kesalahan Arus Berlebihan​
​Analisis Masalah:​​ Kesalahan arus berlebihan biasanya disebabkan oleh lompatan arus tiba-tiba dalam grid atau peningkatan tajam beban yang terhubung. Arus tinggi seketika boleh melebihi kapasiti tahanan reka bentuk pembatas arus, menyebabkan kerosakan kekal pada komponen utamanya seperti peranti elektronik kuasa (contohnya, IGBT), pemutus laju, atau unit superkonduktor.

​Penyelesaian:​​

1. ​Sistem Pemantauan dan Amaran Awal Bermasa Nyata:​​ Pasang sensor arus berkepresisi tinggi dan peranti pemantauan untuk menjejaki arus garis secara berterusan. Aktifkan isyarat amaran awal apabila arus mendekati tetapi belum melebihi ambang selamat, memberikan masa intervensi untuk pekerja pembaikan.
2. ​Konfigurasi Perlindungan Bertingkat:​​ Wujudkan sistem perlindungan bertingkat. Pastikan penarafan pemutus litar atau fusil hulu sesuai dengan kapasiti tahanan pembatas arus. Semasa insiden arus berlebihan, peranti perlindungan sandaran harus beroperasi sebelum atau bersama-sama dengan pembatas arus untuk mengganggu litar dengan segera.
3. ​Kalibrasi Berkala dan Semak Semula Seting:​​ Seiring dengan perubahan struktur grid dan peningkatan beban, semak semula seting arus operasi pembatas arus secara berkala untuk memastikan ia sepadan dengan keadaan grid semasa, mencegah operasi palsu atau gagal.

​Perspektif 2: Penyelesaian untuk Kesalahan Panas Berlebihan​
​Analisis Masalah:​​ Panas berlebihan adalah punca utama pengurangan umur simpan dan kegagalan tiba-tiba peralatan elektronik. Bagi pembatas arus kortikal, operasi beban tinggi yang berpanjangan, penyebaran haba yang buruk, atau suhu persekitaran yang tinggi boleh menyebabkan penumpukan haba dalam komponen dalaman, mengakibatkan penurunan prestasi atau bahkan hangus.

​Penyelesaian:​​

1. ​Pemantauan Suhu Diperkuat:​​ Pasang sensor suhu di titik-titik generasi haba utama dalam pembatas arus (contohnya, reaktor, rintangan kuasa, semikonduktor kuasa) untuk membolehkan paparan suhu bermasa nyata dan alaram suhu berlebihan.
2. ​Reka Bentuk Sistem Pendinginan Aktif:​​ Optimumkan struktur penyebaran haba dengan mengadopsi penyelesaian pendinginan aktif seperti udara paksa atau pendinginan cecair. Pastikan jarak pemasangan yang mencukupi, persekitaran yang jelas, dan ventilasi yang tidak terhalang. Bersihkan debu dari kipas dan radiator haba secara berkala untuk mengekalkan kecekapan pendinginan.
3. ​Penggunaan Komponen Tahan Suhu Tinggi:​​ Semasa pemilihan atau penggantian peranti, prioritikan komponen dengan suhu simpul tinggi dan kestabilan termal yang baik untuk meningkatkan ketahanan haba keseluruhan peralatan.

​Perspektif 3: Penyelesaian untuk Kesalahan Penuaan Isolasi​
​Analisis Masalah:​​ Bahan isolasi secara perlahan-lahan merosot di bawah pendedahan jangka panjang kepada medan elektrik, tekanan haba, dan faktor-faktor persekitaran (contohnya, kelembapan, debu, pencemaran kimia). Ini mengakibatkan pengurangan kekuatan isolasi, peningkatan arus bocor, pelontaran separa, atau bahkan lompatan arus pendek.

​Penyelesaian:​​

1. ​Ujian Pencegahan dan Penggantian Berkala:​​ Laksanakan dengan ketat rancangan ujian pencegahan. Ukur secara berkala rintangan isolasi dan faktor kerugian dielektrik menggunakan alat seperti megohmmeter dan pengujian faktor kerugian untuk menilai kesihatan isolasi. Buat jadual penggantian berkala bagi komponen isolasi berdasarkan cadangan pengeluar dan persekitaran operasi.
2. ​Reka Bentuk Adaptabiliti Persekitaran Diperkuat:​​ Untuk pembatas arus yang beroperasi dalam persekitaran lembap atau tercemar berat, pilih model dengan ciri-ciri anti-kelembapan, anti-kondensasi, dan anti-penyepitan pencemaran. Gunakan struktur tertutup, injeksian gas isolasi, atau bahan isolasi khas (contohnya, getah silikon) untuk meningkatkan tahap perlindungan.
3. ​Pemeliharaan Berdasarkan Keadaan dan Pembersihan:​​ Sertakan pemeriksaan isolasi dalam prosedur pemeliharaan rutin. Gunakan imej termal inframerah untuk mendeteksi titik-titik panas tempatan. Lakukan pembersihan berdaya secara berkala untuk mengeluarkan kontaminan dari permukaan isolasi, menjaga mereka bersih dan kering.

​Perspektif 4: Penyelesaian untuk Kesalahan Mekanikal​
​Analisis Masalah:​​ Kesalahan mekanikal terutamanya berlaku pada pembatas arus yang dilengkapi dengan komponen mekanikal seperti pemutus vakum laju atau mekanisme tolakan. Isu-isu biasa termasuk kuncian mekanisme, letihan spring, aus kontak, dan kontak yang buruk, yang boleh mencegah pembatas arus beroperasi dengan dapat dipercayai dalam milisekon.

​Penyelesaian:​​

1. ​Pemeliharaan Mekanikal Sistematik:​​ Wujudkan rejim pemeliharaan mekanikal berkala. Ini termasuk pembersihan mekanisme operasi, isi semula atau gantikan pelumas, semak fastener yang longgar, ukur aus kontak dan overtravel, dan memastikan kelenturan dan kebolehpercayaan mekanikal.
2. ​Pilihan Produk Berkebolehpercayaan Tinggi:​​ Semasa pembelian, prioritikan jenama dan produk dengan reka bentuk matang, pengesahan praktikal yang luas, dan umur mekanikal yang panjang.
3. ​Perbaikan Persekitaran Operasi:​​ Elakkan pemasangan peralatan dalam persekitaran ekstrem dengan getaran kuat, fluktuasi suhu yang signifikan, atau gas korosif. Jika tidak dapat dielakkan, laksanakan langkah-langkah tambahan seperti pengurangan getaran, kawalan suhu, dan penyegelan.

​3. Cadangan Pelaksanaan Komprehensif​

1. ​Wujudkan Sistem Pengurusan Sepanjang Hayat:​​ Laksanakan pengurusan sepanjang hayat untuk pembatas arus kortikal, dari pemilihan peranti, pemasangan, dan pemasukan hingga operasi, pemeliharaan, dan pensijilan. Simpan rekod kesihatan yang terperinci.
2. ​Latih Pasukan Pemeliharaan Profesional:​​ Berikan latihan khusus untuk pekerja pemeliharaan untuk memastikan mereka menguasai kemahiran pemeriksaan, pemeliharaan, dan penanganan kesalahan yang dinyatakan dalam dokumen ini.
3. ​Pengurusan Bahagian Gantian:​​ Stok komponen kritikal dan bahagian yang mudah aus untuk membolehkan penggantian tepat waktu semasa kegagalan dan mengurangkan masa henti.

​4. Kesimpulan​
Operasi stabil pembatas arus kortikal adalah penting untuk keselamatan grid. Dengan melaksanakan penyelesaian komprehensif yang menangani arus berlebihan, panas berlebihan, penuaan isolasi, dan kesalahan mekanikal yang dinyatakan di atas, dan menubuhkan sistem pengurusan yang fokus pada "pencegahan dahulu, pemeliharaan kedua," kebolehpercayaan operasi dan umur simpan pembatas arus kortikal boleh ditingkatkan secara signifikan. Ini akan mengurangkan risiko downtime tidak dijangka dan menyediakan asas yang kukuh untuk operasi grid yang selamat, stabil, dan cekap.