Analiza napak in protiukrepi stikalnih naprav

Kaj je stikalna naprava?

Stikalni aparat je sestavljen iz ene ali več nizkonapetostnih stikalnih aparatov in z njimi povezane krmilne, merilne, signalne, zaščitne, regulacijske in druge opreme, pri čemer je proizvajalec odgovoren za vse notranje električne in mehanske povezave, kar je celoten sklop strukturnih komponent. Glavna funkcija stikalne omare je odpiranje in zapiranje, krmiljenje in zaščita električne opreme med proizvodnjo, prenosom, distribucijo in pretvorbo električne energije. Komponente v stikalni omari vključujejo predvsem odklopnik, odklopno stikalo, stikalo za obremenitev, pogonski mehanizem, medsebojno tuljavo in različne zaščitne naprave.

Analiza napak in protiukrepi stikalnih naprav
Stikalni aparati 12 ~ 40,5 kV so največje število razdelilnih postaj v elektroenergetskem omrežju. V zadnjih letih so se pogosto dogajale nesreče s stikalnimi aparati, ki so povzročile gospodarske izgube, žrtve in druge negativne družbene posledice.
Skrita nevarnost nesreč in inherentnih napak se osredotoča predvsem na način ožičenja, zmogljivost sproščanja notranjega obloka, notranjo izolacijo, toploto in zaščito pred napačnim zaklepanjem itd. Z oblikovanjem ciljno usmerjenih protiukrepov se število nesreč s stikalnimi napravami in omarami obročnega omrežja močno zmanjša, zanesljivost delovanja električnega omrežja pa se stalno izboljšuje.

1. Skrita težava v načinu ožičenja
1.1. Vrsta skrite nevarnosti
1.1.1 Odvodnik v TV omarici je neposredno priključen na vodilo
V skladu s tipičnimi zahtevami specifikacije zasnove mora biti odvodnik prenapetosti za TV sprejemnik odobren glede na priključno vodilo za režo ročnega vozička, razporeditev položaja omare za TV sprejemnik, način povezave in različne druge pogoje. Nekateri odvodniki prenapetosti za TV sprejemnik so priključeni na vodilo prek izolacijskega ročnega vozička. Ko je med popravilom televizorja, izolacijskim ročnim vozičkom ali odvodnikom strele še vedno napolnjen, obstaja nevarnost električnega udara za osebje, ki ga pripelje v skladišče. Odvodnik v omari za TV sprejemnik ima predvsem naslednje načine ožičenja, kot je prikazano na sliki 2:

Način povezave stikalne naprave je skrit

1, način ožičenja ena: strelovodnik v omarici za TV in TV nameščen v zadnjem skladišču, varovalka nameščena na avtomobilu, strelovodnik je neposredno povezan z vodilom, TV preko izolacijske roke in vodila priključen;
2, način ožičenja dva: strelovod v omarici za televizor, nameščen v avtobusni sobi, neposredno povezan z avtobusom, televizorjem in varovalko, nameščeno na avtomobilu;
3, način ožičenja tri: Odvodnik strele v TV omarici je nameščen ločeno v zadnjem ali sprednjem skladišču in je neposredno povezan z vodilom, televizorjem in varovalko, nameščeno na avtomobilu.
4, način ožičenja štiri: TV in varovalka nameščena v fiksnem predalu omare serije XGN, odvodnik nameščen ločeno v drugem predalu, neposredno povezan z vodilom;
5, način ožičenja pet: odvodnik strele, TV in varovalka so nameščeni v zadnjem skladišču, odvodnik strele je neposredno povezan z vodilom, TV pa je povezan z vodilom prek izolacijskega ročnega avtomobila;
6, način ožičenja šest: odvodnik strele, varovalka in TV so nameščeni v istem avtomobilu, odvodnik strele je priključen na varovalko po stopnji.
Ta ureditev spada v napačno ožičenje, ko varovalka med delovanjem pregori, oprema izgubi zaščito odvodnika.

1.1.2 Spodnja omarica stikalne omare ni popolnoma izolirana od zadnje omare
Spodnje in zadnje omare nekaterih stikalnih omar serije KYN, kot so stikalne omare glavnih transformatorjev, stikalne omare z ženskimi priključki in stikalne omare z napajalnimi priključki, niso popolnoma izolirane. Ko osebje vstopi v spodnje omare, se lahko po nesreči dotakne vodila ali faznega dela kabelske glave, kar povzroči električni udar.
Skrita nevarnost ni izolirana med spodnjo omarico in zadnjo omarico stikalne omarice, kot je prikazano na sliki 3:

Slika 3 Med spodnjo omarico in zadnjo omarico stikalne omarice ni skrite nevarnosti.

1.2, protiukrepi
Stikalo s skritim ožičenjem je treba enkrat preoblikovati.
Shematski diagram transformacije načina ožičenja stikalne omare je prikazan na sliki 5:

SLIKA 5 Shematski diagram transformacije načina ožičenja stikalne naprave

1.2.1 Shema tehnične reforme za način ožičenja odvodnika strele v TV omari
1, za način ožičenja ena, odstranite odvodnik strele v predalu, način ožičenja televizorja se ne spremeni, originalna avtobusna soba skozi stensko luknjo je blokirana, odvodnik strele se pretvori v ročni odvodnik varovalk na ročnem vozičku, odvodnik strele pa je vzporedno povezan z varovalko in vezjem televizorja.
2. Za drugi način ožičenja odstranite odvodnik strele v avtobusnem prostoru, premaknite odvodnik strele v mobilni avtomobil in ga ponovno namestite v varovalko in odvodnik strele, dodajte montažno ploščo spodnje kontaktne omarice, pregrado kontaktne omarice in mehanizem ventila, namestite televizor v zadnji predal in ga prek kabla priključite na spodnji kontakt izolacijskega ročnega avtomobila.
To shemo je mogoče izvesti na originalnem ročnem vozičku, lahko pa se razmisli tudi o zamenjavi z novim ročnim vozičkom.
3. Za tretji način ožičenja odstranite odvodnik strele iz originalnega prostora, premaknite odvodnik strele v mobilni avtomobil in ga ponovno namestite v varovalko in odvodnik strele, zaprite odprtino v steni originalnega avtobusnega prostora, dodajte namestitveno ploščo spodnje kontaktne omarice ročnega avtomobila, pregrado kontaktne omarice in mehanizem ventila, namestite televizor v zadnji prostor in ga priključite na spodnji kontakt prek priključne žice.
To shemo je mogoče izvesti na originalnem ročnem vozičku, lahko pa se razmisli tudi o zamenjavi z novim ročnim vozičkom.

4. Za način ožičenja štiri odstranite odvodnik v drugih delih predala, premaknite odvodnik na dele predala z varovalkami in televizorjem, ga priključite na odklopno stikalo in ga priključite vzporedno z varovalko in tokokrogom televizorja.
5, za način ožičenja pet, odvodnik strele, položaj namestitve televizorja ostaja nespremenjen, originalni vodnik odvodnika strele je neposredno povezan z izolacijskim kontaktom avtomobila, originalni avtobusni prostor pa skozi luknjo v steni.
6. Pri načinu povezave 6 način postavitve pripada napačni povezavi. Ko varovalka pregori med delovanjem, oprema izgubi zaščito odvodnika.
Odstranite odvodnik strele in varovalko iz originalnega ročnega avtomobila, spremenite položaj ožičenja, odvodnik strele priključite na nadrejenega varovalke in vzporedno z varovalko in TV tokokrogom.

1.2.2 Previdnostni ukrepi za nepopolno izolacijo med spodnjo omarico in zadnjo omarico stikalne omarice
Ker je struktura te vrste stikalne omare fiksna, se bo v primeru vgradnje predelne plošče v transformacijo spremenila njena notranja struktura in porazdelitev prostora, zato ni mogoče zagotoviti notranje zaščitne zmogljivosti izdelka. Zato je treba pred začetkom del preveriti vzdrževanje 10kV strani glavnega transformatorja in vzdrževanje stikala glavnega transformatorja.

2. Nezadostna zmogljivost sproščanja notranjega obloka
2.1 Vrste skritih nevarnosti
Med dejanskim delovanjem ima kovinska zaprta stikalna omarica sama po sebi napake, ki skupaj s slabimi obratovalnimi pogoji zaradi poslabšanja izolacijske učinkovitosti ali nepravilnega delovanja in drugimi razlogi povzročijo notranji obločni napajalni lok.
Lok, ki nastane zaradi kratkega stika, ima visoko temperaturo in veliko energijo. Lok sam je zelo lahek plazemski plin. Pod vplivom električne energije in vročega plina se lok v ohišju premika z veliko hitrostjo in povzroči hitro širjenje območja okvare.
V tem primeru uplinjanje, izolacijski materiali, taljenje kovin, notranja temperatura stikalne omare in tlačni sunki, če ni zasnovan ali nameščen ustrezen kanal za sproščanje tlaka, bo visok tlak povzročil resno deformacijo in zlom omare v plošči, vratni letvi, tečajih ali oknu drugega človeka. Visokotemperaturni zrak, ki ga povzroči oblok, lahko povzroči hude opekline v bližini opreme, ki deluje kot vzdrževalno osebje.
Celo smrtno nevarno.
Trenutno obstajajo nekatere težave, kot so nenastavljen kanal za razbremenitev tlaka, nastavljen je nerazumen kanal za razbremenitev tlaka, zmogljivost sproščanja notranjega obloka ni preizkušena in preverjena, ocena med preskusom pa ni stroga.

2.2, protiukrepi
[Izbira] Zmogljivost notranjega obloka v stikalni omarici mora biti na ravni IAC, dovoljeno trajanje notranjega obloka ne sme biti krajše od 0,5 s, preskusni tok pa je nazivni kratkotrajni vzdržljivi tok.
Za izdelke z nazivnim kratkostičnim izklopnim tokom nad 31,5 kA se lahko izvede preizkus notranjega kratkostičnega obloka v skladu s 31,5 kA.
[Sprememba] Dodajte ali spremenite kanal za razbremenitev tlaka ter izvedite preskus in preverjanje notranjega obloka v strogem skladu z zahtevami standarda za tipski preskus.
[Zaščita] Ustrezna kompresija razlike nivojev zaščite glavnega transformatorja zmanjša neprekinjen čas okvare okvarnega loka.

3, težava z notranjo izolacijo
3.1 Vrsta skrite nevarnosti
V zadnjih letih se je količina izdelkov v stikalnih omaricah zmanjšala, izolacijska zmogljivost omaric pa se je poslabšala in povečalo se je število napak.
Glavna zmogljivost: razdalja vzpona in zračna razdalja nista zadostni, zlasti pri ročnih omaricah. Zdaj mnogi proizvajalci, da bi skrajšali velikost omarice, močno zmanjšajo odklopnik, nameščen v omarici, izolacijski vtič in razdaljo med tlemi, vendar niso sprejeli učinkovitih ukrepov za zagotovitev izolacijske trdnosti.
Slab postopek montaže, zaradi slabe kakovosti montaže lahko posamezna komponenta v stikalni omarici opravi tlačni preizkus, vendar celotna stikalna omarica po montaži ne more prestati preizkusa;
Kontaktna zmogljivost je nezadostna ali stik je slab, kadar kontaktna zmogljivost ni zadostna ali stik ni slab, se lokalna temperatura zviša, izolacijska učinkovitost se zmanjša, kar povzroči ozemljitev ali fazno plastičnost;
Pojav kondenzacije, vgrajeni grelec se zlahka poškoduje, ne more normalno delovati, pojav kondenzacije v stikalni omarici zmanjša izolacijsko učinkovitost;
Slaba izolacijska učinkovitost podpornih dodatkov.
Da bi zmanjšali stroške, nekateri proizvajalci uporabljajo nižjo stopnjo izolacije podpornih dodatkov, kar zmanjša splošno izolacijsko učinkovitost stikalne omare.

3.2, protiukrepi
Ne smemo slepo slediti miniaturizaciji stikalnih naprav. Kupiti moramo ustrezne stikalne naprave glede na projektno situacijo, postavitev podstanice, delovanje in vzdrževanje, remont opreme in druge dejavnike.
Pri opremi, ki kot izolacijski medij uporablja zrak ali zrak/izolacijski material, je treba upoštevati debelino, projektno jakost polja in staranje izolacijskega materiala, proizvajalec pa mora izvesti preskus kondenzacije v skladu s standardnimi zahtevami;
Pri delih, kot so stenska pušica v stikalni omari in omarici obročnega omrežja, mehanski ventil in ovinek vodila, če je neto zračna izolacijska razdalja manjša od 125 mm (12 kV) in 300 mm (40,5 kV), mora biti vodnik opremljen z izolacijskim plaščem.
Za preprečevanje popačenja električnega polja na delih, kjer je jakost polja koncentrirana, kot so vhodna in izhodna puša, mehanski ventil in vogal vodila, je treba sprejeti ukrepe, kot sta poševno rezanje in poliranje.
Zbirka v omari podpira nekaj opreme, katere izolacijska razdalja ne more izpolnjevati pogojev proti obraščanju, na primer porcelanaste steklenice. Za izboljšanje tehničnih pogojev delovanja stare opreme popršite izolacijski premaz RTV.

4. Okvara zaradi vročine
4.1 Vrste skritih nevarnosti
Slab stik na priključni točki zanke, povečan kontaktni upor, izrazita je težava s segrevanjem, na primer slaba izolacija kontaktov;
Zasnova prezračevalnih odprtin v kovinski oklepni omarici ni razumna, zrak ni konvekcijski, sposobnost odvajanja toplote je slaba, težave z ogrevanjem v omarici pa so večje;
Stensko ohišje, tokovni transformator in druge instalacijske strukture tvorijo elektromagnetno zaprto zanko, kar povzroči vrtinčne tokove, zaradi česar je segrevanje izolacijskega materiala resno;
Delno zaprta suha oprema stikalne omare (litega tokovnega transformatorja, litega napetostnega transformatorja, suhega transformatorja) z izbranim premerom navitja, nadzor postopka litja ni strog in lahko povzroči poškodbe zaradi pregrevanja.
4.2, protiukrepi
Okrepite odvajanje toplote stikalne omarice in namestite puhalo in ventilator za vlek;
V kombinaciji z izpadom električne energije je treba preveriti kontaktni tlak dinamičnih in statičnih kontaktov ter jih po potrebi zamenjati. Hkrati je treba zamenjati tudi utrujenost kontaktne vzmeti.
Povečajte raziskave na področju tehnologije merjenja temperature v omari in uporabite nove tehnologije, kot je brezžično merjenje temperature, da rešite težaven problem merjenja temperature.

5, preprečevanje zaklepanja napak ni popolno
5.1 Potencialne nevarnosti
Večina stikalnih omaric je opremljenih z napravo za zaklepanje proti napakam, vendar njeno celovito in obvezno zaklepanje proti napakam ne izpolnjuje zahtev.
Del oklepne stikalne omarice na zadnjih vratih je mogoče odpreti, brez zaklepanja, brez dvojne izolacijske pregrade, odpreti po neposrednem dotiku delov pod napetostjo, vijaki pa so navadni šesterokotni vijaki, kar omogoča enostavno odpiranje vrat v primeru električnega udara v omarici pod napetostjo;
Del glavnega transformatorja, ženskega vtiča, TV-ja, transformatorja in drugih stikal brez ozemljitvenega stikala. Po zaprtju vrat omarice in ozemljitvenega stikala, ki ne tvorita mehanske ključavnice, se lahko vijak odstrani neposredno po odprtju vrat. Če vrata niso zaprta, se lahko napajanje tudi zapre. Vzdrževalno osebje lahko enostavno pomotoma odpre vrata, vstopi v električni interval in povzroči šok osebja.
Zgornjega in spodnjega dela zadnjih vrat nekaterih stikalnih omaric ni mogoče zakleniti neodvisno, zgornja vrata pa so zaklenjena s spodnjimi vrati.
Ko je ozemljitveno stikalo vtičnice zaprto, se ključavnica spodnjih vrat omarice odstrani in odprejo se lahko tudi zadnja vrata omarice, kar lahko povzroči električni udar.
Kot so stikalne naprave KYN28;
Ko se nekatere dročne vozičke stikalnih naprav izvlečejo, se izolacijski blok zlahka potisne navzgor. Brez preprečitve nenamernega zaklepanja se naelektreno telo razkrije in osebje lahko pomotoma odpre statični kontaktni ventil stikala, kar povzroči električni udar.

5.2, protiukrepi
Za stikalno omarico funkcija proti napakam ni popolna, saj se lahko zadnja stran vrat omarice odpre in se lahko odprta vrata neposredno dotaknejo delov pod napetostjo visokonapetostne stikalne omare, nameščene mehanske ključavnice, konfigurirajte zaklepanje računalniškega programa proti napakam;
Namestite zaporo med ozemljitvenim stikalom in zadnjimi vrati omarice na stikalni omarici, kot sta GG1A in XGN, ter namestite napravo za prikaz v živo, da zaklenete delovanje ozemljitvenega stikala.
Redno preverjajte zanesljivost naprave proti napakam in v primeru izpada električne energije preverite mehansko zaskočno napravo med drezino in ozemljitvenim stikalom, odklopno stikalo in ozemljitveno stikalo.

6, sklepni
Oprema stikalne omare je pomembna primarna oprema podstanice v električnem omrežju. Za zagotovitev njenega stabilnega delovanja je treba okrepiti nadzor na vseh področjih, kot so načrtovanje, material, postopek, testiranje, izbira tipa, delovanje in vzdrževanje.
V strogem skladu s tipičnimi zahtevami glede načrtovanja, skupaj z nacionalnimi in industrijskimi standardi, so bile predstavljene tehnične zahteve glede načrtovanja, ki bistveno odpravljajo skrite nevarnosti ožičenja;
V skladu z nacionalnimi in industrijskimi standardi ter ukrepi za preprečevanje nesreč je treba oblikovati stroge zahteve glede razpisne dokumentacije za opremo, da se prepreči vdor nekvalificiranih izdelkov v delovanje omrežja;
Okrepiti nadzor proizvodnje na kraju samem, strogo opazovati ključne točke proizvodnje in tovarniških preizkusov ter odločno prepovedati nekvalificiranim izdelkom, da zapustijo tovarno;
Aktivno izvajati upravljanje napak v stikalnih omaricah in okrepiti izvajanje ukrepov proti nesrečam;
Izboljšajte funkcijo zaščite pred napakami v stikalni omarici, okrepite upravljanje naprave za zaklepanje proti napakam, namestite napravo za prikaz v živo in sodelujte s sistemom "pet preprečevanja", da zagotovite celovito in obvezno zaklepanje proti napakam.