Analiza usterek i środki zaradcze w rozdzielnicach

Czym jest rozdzielnica?

Rozdzielnica składa się z jednej lub więcej rozdzielnic niskiego napięcia oraz związanego z nimi wyposażenia sterującego, pomiarowego, sygnałowego, zabezpieczającego, regulacyjnego i innego, przy czym producent odpowiada za wszystkie wewnętrzne połączenia elektryczne i mechaniczne, tworząc kompletny zespół elementów konstrukcyjnych. Główną funkcją szafy rozdzielczej jest otwieranie i zamykanie, sterowanie i ochrona urządzeń elektrycznych w procesie wytwarzania, przesyłania, dystrybucji i przetwarzania energii elektrycznej. Elementy składowe szafy rozdzielczej obejmują głównie wyłącznik, rozłącznik, przełącznik obciążenia, mechanizm operacyjny, induktor wzajemny i różne urządzenia zabezpieczające.

Analiza usterek i środki zaradcze w rozdzielnicach
Rozdzielnice 12–40,5 kV stanowią największą grupę urządzeń w sieci elektroenergetycznej. W ostatnich latach awarie rozdzielnic zdarzały się często, powodując straty ekonomiczne, ofiary śmiertelne i inne negatywne skutki społeczne.
Ukryte niebezpieczeństwo wypadków i wady wrodzone koncentrują się głównie na sposobie okablowania, zdolności wyzwalania łuku elektrycznego, izolacji wewnętrznej, cieple i zabezpieczeniach przed błędnym blokowaniem itp. Dzięki opracowaniu ukierunkowanych środków zaradczych liczba wypadków w rozdzielnicach i szafach sieci pierścieniowej ulega znacznemu zmniejszeniu, a niezawodność działania sieci elektroenergetycznej ulega ciągłej poprawie.

1. Ukryty problem w trybie okablowania
1.1. Typ ukrytego zagrożenia
1.1.1 Ogranicznik w szafie TV jest podłączony bezpośrednio do magistrali
Zgodnie z typowymi wymaganiami specyfikacji projektowej, odgromnik telewizyjny musi zostać zatwierdzony przez magistralę połączenia wózka ręcznego z przerwą, układ pozycji stojaka telewizora, tryb połączenia i różne, niektóre odgromniki telewizyjne poprzez wózek izolacyjny podłączony do magistrali, podczas naprawy telewizora, wózka izolacyjnego, odgromnik jest nadal naładowany, personel operacyjny wchodzący do magazynu jest narażony na ryzyko porażenia prądem. Odgromnik w obudowie telewizora ma głównie następujące formy okablowania, jak pokazano na rysunku 2:

Tryb podłączenia rozdzielnicy jest ukryty

1. Tryb okablowania pierwszy: odgromnik w szafce TV i telewizor zainstalowany w tylnym magazynie, bezpiecznik zainstalowany w samochodzie, odgromnik podłączony bezpośrednio do magistrali, telewizor podłączony przez izolację ręczną i magistralę;
2. Tryb okablowania dwa: odgromnik szafki TV zainstalowany w pomieszczeniu autobusowym, bezpośrednio podłączony do autobusu, telewizora i bezpiecznika zainstalowanego w samochodzie;
3. Tryb okablowania trzy: odgromnik szafki TV zainstalowany oddzielnie w tylnym lub przednim magazynie, podłączony bezpośrednio do magistrali, telewizora i bezpiecznika zainstalowanego w samochodzie.
4, tryb okablowania cztery: TV i bezpiecznik zainstalowane w stałej komorze szafy serii XGN, ogranicznik zainstalowany oddzielnie w innej komorze, bezpośrednio połączony z magistralą;
5, tryb okablowania pięć: odgromnik, telewizor i bezpiecznik są zainstalowane w tylnym magazynie, odgromnik jest bezpośrednio podłączony do autobusu, telewizor jest podłączony do autobusu za pomocą ręcznego wózka izolacyjnego;
6, tryb okablowania sześć: odgromnik, bezpiecznik i telewizor są zainstalowane w tym samym wózku ręcznym, odgromnik jest podłączony do bezpiecznika za stopniem.
Takie rozwiązanie jest wynikiem nieprawidłowego podłączenia. Gdy bezpiecznik ulegnie uszkodzeniu w trakcie pracy, urządzenie straci ochronę ogranicznika.

1.1.2 Dolna część szafy rozdzielczej nie jest całkowicie odizolowana od tylnej części szafy
Dolne i tylne szafy niektórych szaf rozdzielczych serii KYN, takich jak szafy rozdzielcze transformatora głównego, szafy rozdzielcze ze złączami żeńskimi i szafy rozdzielcze zasilające, nie są całkowicie izolowane. Wejście personelu do dolnych szaf może spowodować przypadkowe dotknięcie szyny lub części głowicy kablowej pod napięciem, co może skutkować porażeniem prądem.
Ukryte zagrożenie nie jest izolowane pomiędzy dolną szafą a tylną szafą rozdzielczą, jak pokazano na rysunku 3:

Rysunek 3 Nie ma żadnego ukrytego zagrożenia izolowanego pomiędzy dolną szafą a tylną szafą rozdzielczą

1.2, środki zaradcze
Szafę rozdzielczą z ukrytym okablowaniem należy przebudować jeden raz.
Schematyczny diagram transformacji trybu okablowania szafy rozdzielczej pokazano na rysunku 5:

Rys. 5 Schematyczny diagram transformacji trybu okablowania rozdzielnicy

1.2.1 Schemat reformy technicznej sposobu podłączenia odgromnika w szafce RTV
1. W przypadku pierwszego trybu okablowania należy wyjąć odgromnik z komory. Tryb okablowania telewizora pozostaje niezmieniony, oryginalny otwór w ścianie w pomieszczeniu magistrali jest zablokowany, odgromnik jest przekształcany w ręczny odgromnik bezpiecznikowy na wózku ręcznym, a odgromnik jest podłączony równolegle do bezpiecznika i obwodu telewizora.
2. W przypadku drugiego trybu okablowania wyjmij odgromnik z przedziału autobusowego, przenieś odgromnik do wagonu i zamontuj go ponownie w bezpieczniku i odgromniku, dodaj płytę montażową dolnej skrzynki stykowej, przegrodę skrzynki stykowej i mechanizm zaworu, zamontuj telewizor w tylnym pojemniku i podłącz go do dolnego styku ręcznego wózka izolacyjnego za pomocą przewodu.
Ten schemat można zastosować w oryginalnym wózku ręcznym, ale można też rozważyć wymianę nowego wózka.
3. W przypadku trzeciego trybu okablowania wyjmij odgromnik z oryginalnej komory, przenieś odgromnik do wagonu mobilnego i zamontuj go ponownie w bezpieczniku i odgromniku, zamknij otwór w ścianie oryginalnego pomieszczenia autobusowego, dodaj płytę montażową dolnej skrzynki stykowej wagonu ręcznego, przegrodę skrzynki stykowej i mechanizm zaworu, zainstaluj telewizor w tylnej komorze i podłącz go do dolnego styku za pomocą przewodu doprowadzającego.
Ten schemat można zastosować w oryginalnym wózku ręcznym, ale można też rozważyć wymianę nowego wózka.

4. W przypadku czwartego trybu okablowania należy wyjąć ogranicznik z innych części komory, przenieść ogranicznik do części komory bezpiecznika i telewizora, podłączyć go do wyłącznika rozłączającego i podłączyć równolegle do bezpiecznika i obwodu telewizora.
5. W przypadku trybu okablowania pięć, odgromnik, niezmieniona pozycja instalacji telewizora, oryginalny przewód odgromnika jest bezpośrednio podłączony do styku wózka izolacyjnego, oryginalny przewód magistrali przez otwór w ścianie.
6. W przypadku trybu połączenia 6, tryb układu jest nieprawidłowy. Po przepaleniu się bezpiecznika podczas pracy, urządzenie utraci ochronę ogranicznika.
Wyjmij odgromnik i bezpiecznik z oryginalnego wózka ręcznego, zmień położenie okablowania, podłącz odgromnik do górnej części bezpiecznika i równolegle do bezpiecznika i obwodu TV.

1.2.2 Środki ostrożności w przypadku niepełnej izolacji pomiędzy szafą dolną a szafą tylną szafy rozdzielczej
Ponieważ tego typu konstrukcja szafy rozdzielczej jest stała, montaż płyty działowej w transformacji spowoduje zmianę jej wewnętrznej struktury i rozmieszczenia przestrzeni, a tym samym nie będzie można zagwarantować wewnętrznej wydajności ochrony produktu. Dlatego przed rozpoczęciem prac konieczne jest potwierdzenie konserwacji strony głównego transformatora 10 kV oraz konserwacji głównego przełącznika transformatora.

2. Niewystarczająca zdolność do rozładowania łuku wewnętrznego
2.1 Rodzaje ukrytych zagrożeń
W rzeczywistości, sama metalowa, zamknięta szafa rozdzielcza ma wady, a w połączeniu ze złymi warunkami pracy spowodowanymi pogorszeniem się wydajności izolacji lub nieprawidłową obsługą lub innymi przyczynami, może to doprowadzić do powstania wewnętrznego łuku elektrycznego.
Łuk powstający w wyniku zwarcia ma wysoką temperaturę i dużą energię. Sam łuk to bardzo lekki gaz plazmowy. Pod wpływem energii elektrycznej i gorącego gazu, łuk będzie się poruszał z dużą prędkością w szafie, powodując gwałtowne rozszerzenie się obszaru zwarcia.
W tym przypadku zgazowanie materiałów izolacyjnych, topnienie metalu, wzrost temperatury wewnątrz szafy rozdzielczej i ciśnienia, jeśli nie jest zaprojektowany lub zainstalowany odpowiedni kanał uwalniania ciśnienia, wysokie ciśnienie spowoduje, że szafa znajdzie się w czyjejś płycie, desce drzwi, zawiasach, oknie innej szafy, poważnej deformacji i pęknięcia, łuk elektryczny wytwarzany przez powietrze o wysokiej temperaturze spowoduje, że szafa znajdzie się w czyjejś pozycji, co spowoduje poważne oparzenia personelu obsługującego i konserwującego sprzęt,
Nawet zagrażające życiu.
Obecnie występują pewne problemy, takie jak brak ustawionego kanału bezpieczeństwa, ustawienie nieracjonalnego kanału bezpieczeństwa, brak testów i weryfikacji wewnętrznej zdolności rozładowania łuku elektrycznego oraz brak ścisłej oceny podczas testów.

2.2, środki zaradcze
[Wybór] Parametry łuku elektrycznego wewnątrz szafy rozdzielczej powinny odpowiadać poziomowi IAC, dopuszczalny czas trwania łuku wewnętrznego nie powinien być krótszy niż 0,5 s, prąd testowy powinien być znamionowym prądem wytrzymywanym krótkotrwale.
W przypadku produktów o znamionowym prądzie zwarciowym powyżej 31,5 kA, wewnętrzny test łuku elektrycznego można przeprowadzić zgodnie z wartością 31,5 kA.
[Modyfikacja] Dodaj lub zmień kanał odciążający ciśnienie i przeprowadź wewnętrzny test łuku elektrycznego oraz weryfikację w ścisłej zgodności z wymaganiami standardu badania typu.
[Ochrona] Odpowiednia kompresja różnicy poziomów zabezpieczenia głównego transformatora, zmniejsza ciągły czas awarii łuku elektrycznego.

3. Problem z izolacją wewnętrzną
3.1 Typ ukrytego zagrożenia
W ostatnich latach zmniejszeniu uległa ilość produkowanych szaf sterowniczych, wzrosła liczba usterek i wad izolacji szaf.
Główne parametry: odległość wznoszenia i prześwit powietrza nie są wystarczające, zwłaszcza w przypadku szafy ręcznej; obecnie wielu producentów w celu skrócenia rozmiaru szafy znacznie zmniejsza liczbę wyłączników zainstalowanych w szafie, wtyczek izolacyjnych i odległość między uziemieniem, ale nie podejmuje skutecznych środków w celu zapewnienia wytrzymałości izolacji;
Niewłaściwy proces montażu, z powodu złej jakości montażu, pojedynczy komponent w szafie rozdzielczej może przejść próbę ciśnieniową, ale cała szafa rozdzielcza nie może przejść jej po zmontowaniu;
Niewystarczająca pojemność styku lub zły kontakt, gdy pojemność styku jest niewystarczająca lub zły kontakt, następuje lokalny wzrost temperatury, spadek wydajności izolacji, uszkodzenie uziemienia lub plastyczność fazy;
Zjawisko kondensacji, wbudowany grzejnik jest łatwy do uszkodzenia, nie może pracować normalnie, zjawisko kondensacji w szafie rozdzielczej, zmniejsza wydajność izolacji;
Słaba izolacja akcesoriów pomocniczych.
Aby obniżyć koszty, niektórzy producenci stosują niższy poziom izolacji akcesoriów pomocniczych, co pogarsza ogólną wydajność izolacji szafy rozdzielczej.

3.2, środki zaradcze
Nie powinniśmy ślepo dążyć do miniaturyzacji rozdzielnic. Powinniśmy zakupić odpowiednią rozdzielnicę, biorąc pod uwagę sytuację projektową, układ stacji, eksploatację i konserwację, remonty urządzeń i inne czynniki.
W przypadku urządzeń wykorzystujących powietrze lub powietrze/materiał izolacyjny jako medium izolacyjne należy uwzględnić grubość, obliczeniową siłę pola i starzenie się materiału izolacyjnego, a producent powinien przeprowadzić test kondensacji zgodnie z wymaganiami normy;
W przypadku części takich jak tuleja ścienna w szafie rozdzielczej i szafie sieci pierścieniowej, zawór mechaniczny i zagięcie szyny zbiorczej, jeśli odległość izolacji powietrznej netto jest mniejsza niż 125 mm (12 kV) i 300 mm (40,5 kV), przewód powinien być wyposażony w osłonę izolacyjną.
Aby zapobiec zniekształceniom pola elektrycznego w częściach, w których natężenie pola jest skoncentrowane, takich jak przepusty wlotowe i wylotowe, zawory mechaniczne oraz narożniki magistrali, należy podjąć działania takie jak fazowanie i polerowanie.
Szyny zbiorcze w szafie podtrzymują niektóre urządzenia, których długość izolacji nie spełnia wymagań przeciwporostowych, takie jak butelki porcelanowe. Natryskowa powłoka izolacyjna RTV poprawia parametry techniczne działania starych urządzeń.

4. Wada gorączkowa
4.1 Rodzaje ukrytych zagrożeń
Styk punktu połączenia pętli jest zły, wzrasta rezystancja styku, widoczny jest problem z nagrzewaniem, taki jak słaba izolacja styku;
Konstrukcja otworu wentylacyjnego w obudowie metalowej nie jest rozsądna, powietrze nie jest konwekcyjne, zdolność rozpraszania ciepła jest słaba, a problemów z nagrzewaniem się obudowy jest więcej;
Obudowa ścienna, transformator prądowy i inne konstrukcje instalacyjne tworzą zamkniętą pętlę elektromagnetyczną, powodującą powstawanie prądów wirowych, co powoduje poważne zjawisko nagrzewania się materiału przegrody izolacyjnej;
Częściowo zamknięta szafa rozdzielcza, urządzenia suche (przekładnik prądowy typu odlewanego, przekładnik napięciowy typu odlewanego, transformator typu suchego) – wybrana średnica drutu uzwojenia jest niewystarczająca, kontrola procesu odlewania nie jest ścisła, łatwe jest uszkodzenie na skutek przegrzania.
4.2, środki zaradcze
Wzmocnij odprowadzanie ciepła w szafie rozdzielczej, zainstaluj dmuchawę i wentylator ciągu indukowanego;
W przypadku awarii zasilania należy sprawdzić i w razie potrzeby wymienić docisk styków dynamicznych i statycznych. Jednocześnie należy wymienić sprężynę styku zmęczeniowego.
Zwiększenie badań nad technologią pomiaru temperatury wewnątrz szafy i zastosowanie nowych technologii, takich jak bezprzewodowy pomiar temperatury, w celu rozwiązania trudnego problemu pomiaru temperatury.

5. Zapobieganie błędom. Blokowanie nie jest idealne.
5.1 Potencjalne zagrożenia
Większość szaf sterowniczych jest wyposażona w blokadę antybłędną, jednak jej kompleksowa i obowiązkowa blokada antybłędna nie spełnia wymagań.
Część pancernej szafy rozdzielczej na tylnych drzwiach można otworzyć, bez konieczności użycia blokady zabezpieczającej przed pomyłką, bez podwójnej przegrody izolacyjnej, otwiera się po bezpośrednim dotknięciu części pod napięciem, a śruby są zwykłymi śrubami sześciokątnymi, łatwe otwieranie drzwi do szafy pod napięciem w razie porażenia prądem;
Część głównego transformatora, żeńska, TV, transformator i inny przełącznik bez przełącznika uziemiającego, po tym jak drzwi szafki i przełącznik uziemiający nie utworzyły blokady mechanicznej, można wyjąć śrubę bezpośrednio otwartą po drzwiach, jeśli drzwi nie są zamknięte, można również zamknąć zasilanie, łatwo spowodować, że personel konserwacyjny przypadkowo otworzy, wejdzie w interwał elektryczny, wypadek z porażeniem personelu;
Górnej i dolnej części tylnych drzwi niektórych szaf sterowniczych nie można zablokować niezależnie, w takim przypadku górne drzwi są blokowane przez dolne drzwi.
Gdy wyłącznik uziemienia gniazdka jest zamknięty, zamek dolnych drzwi szafki zostaje usunięty, a tylne drzwi szafki również mogą zostać otwarte, co łatwo może spowodować porażenie prądem.
Takie jak rozdzielnica KYN28;
Po przeciągnięciu kilku wózków rozdzielczych, blok izolacyjny można łatwo podnieść. Bez zabezpieczenia przed przypadkowym zablokowaniem, naelektryzowany korpus jest odsłonięty, a personel może przypadkowo otworzyć przesłonę zaworu styku elektrostatycznego w rozłączniku, co może skutkować porażeniem prądem elektrycznym.

5.2, środki zaradcze
Funkcja antybłędna szafy rozdzielczej nie jest idealna, ponieważ tylna część drzwi szafy może zostać otwarta, a otwarte drzwi mogą bezpośrednio dotykać części pod napięciem szafy rozdzielczej wysokiego napięcia. W tym celu zainstalowano mechaniczną kłódkę, skonfigurowano program komputerowy antybłędny blokujący blokadę;
Zainstaluj blokadę pomiędzy wyłącznikiem uziemienia a tylnymi drzwiami szafy rozdzielczej, takiej jak GG1A i XGN, a następnie zainstaluj urządzenie wyświetlające napięcie, aby zablokować działanie wyłącznika uziemienia.
Regularnie sprawdzaj niezawodność urządzenia zabezpieczającego przed błędami oraz kontroluj mechaniczne urządzenie blokujące między wózkiem ręcznym a wyłącznikiem uziemienia, wyłącznik rozłączający i wyłącznik uziemienia na wypadek awarii zasilania.

6, podsumowanie
Szafy rozdzielcze stanowią ważne, podstawowe wyposażenie podstacji w sieci elektroenergetycznej. Aby zapewnić ich stabilną pracę, należy wzmocnić kontrolę we wszystkich aspektach, takich jak konstrukcja, materiały, proces, testy, dobór typu, obsługa i konserwacja.
W ścisłej zgodności z typowymi wymogami projektowymi, w połączeniu z normami krajowymi i przemysłowymi, przedstawiono techniczne wymagania projektowe, zasadniczo eliminując ukryte zagrożenia związane z okablowaniem;
Zgodnie z normami krajowymi i przemysłowymi, a także środkami zapobiegawczymi, należy określić surowe wymagania dotyczące dokumentów przetargowych na urządzenia, aby zapobiec wprowadzaniu niekwalifikowanych produktów do eksploatacji sieci;
Wzmocnić nadzór nad produkcją na miejscu, ściśle obserwować kluczowe punkty produkcji i testów fabrycznych oraz stanowczo zabraniać opuszczania fabryki przez niekwalifikowane produkty;
Aktywne prowadzenie działań w zakresie zarządzania defektami szaf sterowniczych, wzmacnianie wdrażania środków zapobiegawczych wypadkom;
Popraw funkcję zapobiegania błędom w szafie rozdzielczej, wzmocnij zarządzanie urządzeniem blokującym przed błędami, zainstaluj urządzenie wyświetlające na żywo i współpracuj z systemem „pięciu zabezpieczeń”, aby zapewnić kompleksowe i obowiązkowe blokowanie przed błędami.