Розподільні пристрої високої- та низької{1}}напруги є широко використовуваними та розподіленими розподільними пристроями в енергосистемах. Незважаючи на значне покращення їх технічних можливостей та показників безпеки, потенційні аварії все ще існують під час експлуатації поля через різні фактори. Згідно з польовою статистикою, аварії на розподільних пристроях 6-10 кВ складають понад 50% усіх аварій з розподільними пристроями всіх рівнів напруги, створюючи серйозну загрозу безпечній роботі електромереж. Таким чином, безпечна та надійна робота розподільних пристроїв є вирішальним аспектом безпечної роботи систем живлення. До основних факторів, що впливають на безпечну та надійну роботу розподільних пристроїв, належать ізоляція, механічні властивості та пропускна здатність по струму, які обговорюються нижче.
Ізоляція
Є багато факторів, які викликають аварії ізоляції в розподільних пристроях. Окрім дефектів у структурі ізоляції та якості ізоляційного матеріалу самого розподільного пристрою, існує також багато інших причин, таких як умови робочого середовища розподільного пристрою (такі як температура, вологість і бруд), структура розподільної системи тощо.
1.Ізоляційний матеріал поганий. Зовнішня ізоляція розподільних пристроїв із повітряною{1}}ізоляцією використовує атмосферу як основну ізоляцію, а допоміжні ізоляційні частини використовують порцелянові матеріали та органічні матеріали (такі як епоксидна смола тощо). Якщо ізоляційний матеріал поганої якості, він легко вбирає вологу, і діелектричні властивості погіршаться у вологому середовищі з утворенням конденсату. Під час випробування на конденсацію ізоляційна перегородка матиме сильний щітковий розряд, що спричинить локальне спалювання краю та зрештою призведе до спалаху. Ізоляція з епоксидної смоли має низьку гідрофобність і не є вогнестійкою. Це полярне середовище. Коли вологість і брудна поверхня, поверхнева провідність значно збільшиться. Коли напруженість електричного поля досягає певного значення, виникає локальний розряд. Оскільки ізоляція з епоксидної смоли має погані електричні властивості на високих частотах, локальний розряд прискорить погіршення ізоляції в цьому місці, доки не відбудеться спалах поверхні, що спричинить аварію. Ізоляційні перегородки з епоксидної смоли в розподільній шафі з’єднані та зібрані за допомогою металевих гвинтів, що створює великий плаваючий потенціал і легко призводить до дендритного розряду.
2.Ізоляційна конструкція необґрунтована. Якщо відстань повітряної ізоляції між провідниками та провідником до землі невелика, рівень ізоляції імпульсу не відповідатиме стандарту. Коли на поверхні провідника знаходиться гострий електрод, рівень ізоляції від імпульсу зменшується. По-друге, у розподільчій шафі тролейбусного типу, якщо комбінований розмір ізоляції зарядженого тіла, повітряного зазору, зібраної ізоляційної перегородки та заземлюючого корпусу, що використовується для зменшення розміру обладнання, є необґрунтованим, наприклад, якщо повітряний зазор занадто малий, рівень ізоляції знизиться в суворих умовах і не зможе відповідати умовам навколишнього середовища високої вологості та сильного забруднення на місці.
3.Шлях витоку занадто малий. Для компонентів із малою поверхневою дорогою витоку напруга спалаху промислової частоти та імпульсна напруга спалаху значно впаде в умовах конденсації та забруднення навколишнього середовища та не відповідатиме зазначеним вимогам до витримуваної напруги. Якщо шлях витоку поверхні опорних ізоляторів, що використовуються у вимикачах і шинах, невеликий, напруга розряду є відносно низькою за умови забруднення та конденсації, що полегшує спалах зовнішньої ізоляції та частковий розряд, що спричиняє електричні пробої та випадки короткого замикання.
4.Операційне середовище суворе. Розподільний пристрій піддається впливу робочої напруги, внутрішньої перенапруги та атмосферної перенапруги під час роботи. При поганій якості компонентів при зміні окремих параметрів електромережі погіршуються умови експлуатації. Якщо є забруднюючі речовини та постійна вологість, легко виникнути спалах забруднення. Забруднення не тільки впливає на частотні характеристики зовнішньої ізоляції, але також впливає на імпульсну напругу розряду. В умовах забруднення імпульсна витримувана напруга зовнішньої ізоляції буде значно знижена. Відповідні тести показують, що загалом він може знизитися на 30–40%. Тому міцність ізоляції внутрішнього розподільного пристрою повинна мати достатній запас. Вологість і конденсат також є факторами, які не можна ігнорувати. Коли зовнішнє середовище сильно змінюється або різниця температур між днем і ніччю є надто великою, волога погода вплине на характеристики ізоляції обладнання, що призведе до збільшення струму витоку, який розвиватиметься від часткового розряду до повзучого струму і, нарешті, переросте в аварію спалаху.
5.Частковий розряд. Частковий розряд відноситься до розряду або пробою в локальній області ізоляційного середовища, спричиненого нерівномірним розподілом електричного поля та надмірним локальним електричним полем у структурі ізоляції. Це може відбуватися в порах твердої ізоляції, бульбашках рідкої ізоляції або між шарами ізоляції з різними діелектричними властивостями. Якщо напруженість електричного поля вище питомого значення діелектрика, це також може статися в рідкій або твердій ізоляції. Поступово розвивається локальний розряд, який безперервно руйнує ізоляційне середовище навколо нього, і врешті-решт може призвести до виходу з ладу всієї системи ізоляції. Тому місцевий розряд є основною причиною погіршення ізоляції. Це також важлива ознака і прояв погіршення ізоляції. Це тісно пов'язане з процесом погіршення та руйнування ізоляційного матеріалу та може ефективно відображати несправність внутрішньої ізоляції енергетичного обладнання.
Частковий розряд зазвичай поділяється на внутрішній розряд, поверхневий розряд і коронний розряд. Частковий розряд не призведе до негайного виходу з ладу високовольтних-компонентів системи. Наприклад, розряд між серцевиною внутрішнього провідника та екраном кабелю може тривати тривалий час, навіть кілька років, перш ніж твердий діелектрик вийде з ладу. Частковий розряд спричинить дендритний розряд у твердому діелектрику. Через вплив дендритного розряду на кабель, витримувана напруга діелектрика буде знижена. Якщо він працює під сильним електричним полем протягом тривалого часу, витримувана напруга ізоляції буде ставати все нижчою, поки він не вийде з ладу. Отвори в діелектричних матеріалах, металеве забруднення діелектричних матеріалів і виступи на поверхні розділу напівпровідникових діелектричних матеріалів можуть викликати дендритні розряди.
Механічні несправності
Механічні збої в основному відбуваються в робочому механізмі, що проявляється в тому, що автоматичні вимикачі відмовляються розмикатися або замикатися. Невідкриття рахунків для значної частини несправностей розподільних пристроїв. Основними причинами поломки автоматичних вимикачів є:
1. Заклинило робочий механізм, в першу чергу через низьку якість виготовлення з наступним неправильним монтажем і введенням в експлуатацію. Неправильне регулювання чотири{2}}приводного механізму або надмірне-точне-центрування проміжного вала з’єднувальної пластини також може спричинити несправність автоматичного вимикача.
2. Деформація, зміщення або пошкодження компонента. Деформація або зсув компонента може свідчити про проблеми з дизайном або матеріалом. Крім того, нездатність скинути механізм відключення після розмикання вимикача, нездатність скинути кронштейн після спрацювання, застряг розмикаючого сердечника електромагніту або вібрація, що спричиняє підстрибування розмикаючого сердечника під час розмикання, можуть сприяти виходу з ладу автоматичного вимикача.
3. Заклинило відкриття сердечника, несправний допоміжний вимикач. Низька якість і поганий контакт у допоміжному вимикачі можуть призвести до поломки автоматичного вимикача. Механічні причини несправності автоматичного вимикача в розмиканні подібні до причин невмикання. Електричними причинами є в основному вихід з ладу замикаючого контактора електромагнітного приводу, збій вторинної проводки та низька напруга живлення.
Проведення струму
Провідний ланцюг (-провідний ланцюг) також є поширеним місцем несправності в розподільних пристроях. Провідне коло в стаціонарних розподільних пристроях в основному складається з фіксованих з'єднань між компонентами. Надійність цих з'єднань визначається умовами під час первинного з'єднання і значною мірою не впливає на роботу, зберігаючи початкові робочі умови. Проте на провідний ланцюг у розподільних пристроях знімного та шухлядного-типу впливає не лише надійність точок з’єднання між компонентами, але й значною мірою залежить від умов контакту первинних ізолювальних контактів під час роботи.
Негладкі або нерівні поверхні шин, жирні або окислені поверхні, недостатня площа натиску, недостатній контактний тиск або відсутність спеціальної провідної пасти можуть збільшити опір контакту в точках з’єднання шин, що призведе до нагрівання. Недостатня контактна поверхня або контактний тиск між кабелями та компонентами перемикача або навіть відсутність мідного-алюмінієвого переходу між алюмінієвою шиною та вихідним кабелем можуть спричинити нагрівання кабельних з’єднань.
Втома або іржа та старіння первинних ізолюючих контактних пружин стиснення пальців можуть погіршити їхню функцію, що призведе до недостатнього контактного тиску та контакту між пальцями. Це збільшує контактний опір, зменшує-ефективний переріз-струму та спричиняє нагрівання. Крім того, під час роботи пружина контактного пальця зазнає тривалого-стиску, виробляючи тепло під дією струму. Це, у поєднанні з опіками дуги, що виникають під час процесу розмикання та замикання контакту, може з часом погіршити еластичність пружини. Це, у свою чергу, призводить до недостатнього тиску на притискну пружину контактного пальця, що призводить до недостатнього контакту між рухомим і статичним контактами. Це посилює нагрівання, спричиняючи дедалі сильніше нагрівання контактів і навіть розрив натискної пружини, що призводить до розкидання контактів, що призводить до поганого контакту та опіків.
Якщо хід приводного механізму візка є неправильним, візок не може бути повністю просунутий до попередньо встановленого положення, що призводить до недостатньої глибини введення між рухомими та статичними контактами та недостатньої контактної поверхні, що може спричинити нагрівання.
