Загальний аналіз поширених несправностей та системні рішення для технічного обслуговування обмежувачів відхилення струму (FCL)

1. Вступ​
   Обмежувач відхилень струму (FCL) є важливим пристроєм захисту в сучасних електромережах. Він призначений для швидкого обмеження відхилень струму під час аварій, таких як короткочерез, що забезпечує захист ключового обладнання в мережі від пошкоджень та гарантує стабільну роботу системи. Однак під час фактичної експлуатації сам обмежувач струму також може вийти з ладу через різні причини. Для забезпечення його надійності необхідно розробити системні стратегії профілактики та обслуговування для типових видів аварій. Цей документ має на меті надати комплексний набір рішень для обмежувачів відхилень струму з чотирьох основних аспектів: перегрузка струму, перегрівання, старіння ізоляції та механічні випадки.

​2. Аналіз проблем та рішення​

​Аспект 1: Рішення для аварій через перегрузку струму​
​Аналіз проблеми:​​ Аварії через перегрузку струму зазвичай спричиняються раптовими короткочерезами в мережі або гострим збільшенням підключених навантажень. Миттєві великі струми можуть перевищити проектну міцність обмежувача струму, що призводить до постійного пошкодження його ключових компонентів, таких як силові електронні пристрої (наприклад, IGBT), швидкі перемикачі або надпровідні блоки.

​Рішення:​​

1. ​Система реального часу моніторингу та раннього попередження:​​ Встановіть високоточні датчики струму та пристрої моніторингу для постійного відстеження струмів у лініях. Запустіть сигнал раннього попередження, коли струм наближається, але ще не перевищив порог безпеки, надаючи час для втручання обслуговуючого персоналу.
2. ​Многорівнева система захисту:​​ Створіть многорівневу систему захисту. Переконайтеся, що параметри верхніх відключаючих пристроїв або запобіжників відповідають міцності обмежувача струму. Під час аварій через перегрузку струму резервні пристрої захисту повинні працювати перед або у координації з обмежувачем струму, щоб швидко перервати цепь.
3. ​Періодична калібрування та перегляд налаштувань:​​ З мінливістю структури мережі та збільшенням навантажень регулярно переглядайте налаштування робочого струму обмежувача, щоб вони відповідали поточним умовам мережі, запобігаючи хибним або невдалим операціям.

​Аспект 2: Рішення для аварій через перегрівання​
​Аналіз проблеми:​​ Перегрівання є основною причиною скорочення строку служби та раптових випадків в електронному обладнанні. Для обмежувачів відхилень струму тривала робота при великих навантаженнях, поганий теплообмін або висока температура оточення можуть призвести до накопичення тепла в внутрішніх компонентах, що призводить до погіршення роботи або навіть вигоріння.

​Рішення:​​

1. ​Посилення моніторингу температури:​​ Розташуйте датчики температури в ключових точках генерації тепла в обмежувачі струму (наприклад, реактори, силові резистори, силові напівпровідникові прилади) для відображення температури в реальному часі та сигналізації про перевищення температури.
2. ​Дизайн активної системи охолодження:​​ Оптимізуйте структури теплообміну, використовуючи активні рішення охолодження, такі як примусове повітряне або рідкове охолодження. Забезпечте достатній простір для встановлення, чисте оточення та незаблоковану вентиляцію. Регулярно очищайте пил з вентиляторів та радіаторів, щоб підтримувати ефективність охолодження.
3. ​Використання компонентів, стійких до високих температур:​​ При виборі або заміні пристроїв, надавайте перевагу компонентам з високою температурою сполуки та відмінною термічною стабільністю, щоб підвищити загальну стійкість обладнання до високих температур.

​Аспект 3: Рішення для аварій через старіння ізоляції​
​Аналіз проблеми:​​ Матеріали ізоляції поступово виробляються під дією довготривалого впливу електричних полів, термічних напружень та факторів оточення (наприклад, вологість, пил, хімічне забруднення). Це призводить до зниження міцності ізоляції, збільшення струмів утечки, часткових розрядів або навіть короткочерезів.

​Рішення:​​

1. ​Профілактичне тестування та періодична заміна:​​ Суворо впроваджуйте плани профілактичного тестування. Регулярно вимірюйте опір ізоляції та фактори дисипації за допомогою інструментів, таких як мегометри та тестери дисипації, для оцінки стану ізоляції. Розробляйте графіки періодичної заміни компонентів ізоляції згідно з рекомендаціями виробника та умовами експлуатації.
2. ​Посилення адаптивності до оточення:​​ Для обмежувачів струму, які працюють в вологому або сильно забрудненому оточенні, вибирайте моделі з водо- та конденсаційно-стійкими, а також антизабруднювальними характеристиками. Використовуйте герметичні конструкції, заповнення ізоляційним газом або спеціальні матеріали ізоляції (наприклад, силиконовий каучук) для підвищення рівнів захисту.
3. ​Умовне обслуговування та очистка:​​ Включаємо інспекцію ізоляції в стандартні процедури обслуговування. Використовуйте інфрачервоне теплове зображення для виявлення локальних гарячих точок. Виконуйте регулярну очистку при вимкненому живленні, щоб усунути забруднення з поверхонь ізоляції, підтримуючи їх чистоту та сухість.

​Аспект 4: Рішення для механічних випадків​
​Аналіз проблеми:​​ Механічні випадки в основному відбуваються в обмежувачах струму, оснащених механічними компонентами, такими як швидкі вакуумні перемикачі або механізми відштовхування. Типові проблеми включають заклинивание механізмів, втому пружин, витерття контактів та погані контакти, що можуть завадити обмежувачу струму надійно працювати в мілісекунди.

​Рішення:​​

1. ​Системне механічне обслуговування:​​ Встановіть регулярний режим механічного обслуговування. Це включає очистку робочих механізмів, поповнення або заміну смазкових матеріалів, перевірку розболтання фіксаторів, вимірювання витерття контактів та перевищення ходу, а також забезпечення механічної гнучкості та надійності.
2. ​Вибір продуктів з високою надійністю:​​ При закупівлі надавайте перевагу брендам та продуктам з зрілими дизайнами, широкою практичною перевіркою та довгим механічним терміном служби.
3. ​Покращення робочого середовища:​​ Уникайте встановлення обладнання в екстремальних умовах зі значними вібраціями, значними коливаннями температури або корозійними газами. Якщо це неминуче, впроваджуйте допоміжні заходи, такі як демпфування вібрацій, контроль температури та герметизація.

​3. Комплексні рекомендації для впровадження​

1. ​Створення системи управління повним циклом життя:​​ Реалізуйте повне управління циклом життя обмежувачів відхилень струму, починаючи від вибору, встановлення та введення в експлуатацію, до експлуатації, обслуговування та списання. Підтримуйте детальні записи про стан здоров'я.
2. ​Навчання професійних команд обслуговування:​​ Надайте спеціалізоване навчання обслуговуючому персоналу, щоб вони оволоділи навичками інспекції, обслуговування та усунення випадків, описаних в цьому документі.
3. ​Управління запасними частинами:​​ Зберігайте критичні компоненти та части, що швидко витираються, для своєчасної заміни під час випадків та мінімізації простоїв.

​4. Висновок​
Стабільна робота обмежувачів відхилень струму є ключовою для безпеки мережі. Реалізація комплексних рішень, що враховують перегрузку струму, перегрівання, старіння ізоляції та механічні випадки, описані вище, та створення системи управління, орієнтованої на "профілактику першою, обслуговування другою," значно підвищать надійність та строк служби обмежувачів відхилень струму. Це мінімізує ризик непередбачених простоїв та забезпечить міцну основу для безпечної, стабільної та ефективної роботи електромережі.