L'estructura general d'un disjuntor de buit exterior de tipus-porcellana{0}}revestit{1}} és la següent:El casc superior de porcellana serveix com a casc-de la cambra d'extinció d'arc, que conté un interruptor de buit, i el casc inferior de porcellana serveix com a casc de suport. Tant el casc-de la cambra d'extinció de l'arc com el casc de suport estan farcits de greix aïllant al buit amb excel·lents propietats aïllants. Durant l'activitat dels llamps, si el parallamp de la línia de 35 kV està danyat o té característiques de protecció contra llamps pobres, la sobretensió pot introduir-se a l'equip de la subestació al llarg de la línia, provocant un curtcircuit en els punts febles de l'aïllament de l'interruptor, provocant danys a l'equip a causa dels llamps. Per solucionar-ho, es poden prendre les següents mesures preventives.
I. Principals maneres en què l'activitat dels llamps afecta els disjuntors de buit a l'aire lliure
L'impacte dels llamps en els interruptors automàtics de buit a l'aire lliure no és a través d'un "coc" directe sobre l'equip en si, sinó principalment a través de les dues maneres següents, que generen sobretensions destructives:
Sobretensió directa del llamp
Vaga directa: el llamp colpeja directament el cos de l'interruptor, les barres connectades o les estructures adjacents. Això genera corrents i tensions de raigs extremadament elevats, que superen amb escreix el nivell de resistència d'aïllament de l'equip.
Conseqüències: això pot provocar un embolcall de l'aïllant, una explosió, una ruptura de l'aïllament extern de l'interruptor al buit i fins i tot provocar un curtcircuit trifàsic, que pot provocar danys permanents a l'equip i tall elèctric.
Sobretensió induïda per llamps (més comú)
Principi: quan un llamp colpeja una línia, un pol o el sòl a prop de l'interruptor, genera un fort camp electromagnètic transitori al seu voltant. Aquest camp magnètic canviant indueix sobretensions extremadament altes en el circuit format pel disjuntor, conductors i estructures.
Característiques: Encara que la magnitud sol ser inferior a la d'un llamp directe, es produeix amb més freqüència i es propaga al llarg de la línia, cosa que suposa una amenaça important per als punts febles d'aïllament de l'interruptor.
Sobretensió de sobretensió del llamp
Principi: fins i tot si el llamp colpeja una línia llunyana, la sobretensió del llamp es propagarà al llarg de la línia de transmissió en forma d'ona que es desplaça, arribant al disjuntor de la subestació. Si la impedància de l'ona no coincideix, es produirà refracció i reflexió, provocant un augment de la tensió.
Components afectats: Amenaça principalment l'aïllament entre els contactes de l'interruptor i l'aïllament a terra. Especialment quan l'interruptor està en posició oberta, els seus contactes (entre els contactes mòbils i estacionaris) han de suportar tota la tensió de fase del sistema. La superposició de l'onada del llamp pot conduir fàcilment a la ruptura dels contactes, provocant una fallada de "avaria del llamp".
Augment del potencial del sòl
Principi: quan el corrent de llamp es descarrega a terra a través del dispositiu de connexió a terra, genera un potencial instantani extremadament alt al voltant del cos de connexió a terra. Si les connexions de terra de diferents equips dins de la subestació (com ara bases d'interruptors, armaris de control) són deficients o hi ha una diferència de potencial, pot provocar una-sobretensió de retrocés.
Impacte: l'alt potencial pot "retorn" des del cable de posada a terra a la carcassa de l'equip i, a continuació, introduir-se en el sistema de control secundari vulnerable (com el motor del mecanisme d'operació, les bobines d'obertura i tancament i els dispositius de protecció del microprocessador), provocant una fallada de control o l'esgotament dels components.
II. Manifestacions específiques de dany
Danys a l'aïllament:
Aïllament extern: l'aïllament superficial dels aïllants compostos de porcellana o cautxú de silicona deixa marques de cremades, reduint el rendiment futur de l'aïllament.
Aïllament intern: tot i que l'interruptor al buit està totalment segellat, la seva distància de fuga externa pot experimentar un flamaig a causa de la contaminació i els llamps superposats. Més important encara, la bretxa de contacte es pot perforar sota sobretensió d'un llamp.
Mal funcionament del mecanisme o fallada de funcionament:
La sobretensió induïda pot entrar en el mòdul de control del mecanisme d'operació (com el mecanisme de molla, el mecanisme d'imant permanent) a través de línies elèctriques o cables de control, fent que l'interruptor s'encengui innecessàriament (mal funcionament) o que no funcioni durant una fallada (falta de funcionament), ampliant així l'abast de l'accident.
Danys secundaris al sistema:
Els polsos electromagnètics (LEMP) generats pels llamps poden acoblar-se a línies de senyal i línies elèctriques, danyant dispositius de protecció i control basats en microprocessador-, terminals intel·ligents (DTU/FTU), etc., provocant un error en la supervisió.
Envelliment del material accelerat:
Les sobretensions freqüents acceleren l'envelliment dels materials aïllants, escurçant la vida útil de l'equip.
III. Mesures de protecció integral ("Tres línies de defensa")
Per a la protecció contra llamps d'interruptors de buit exteriors de 35 kV, s'ha d'adoptar una estratègia de "gestió integral i protecció en capes".
Primera Línia de Defensa: Intercepció i Descàrrega (Prevenció de cops directes i reducció de l'amplitud de les sobretensions entrants)
Instal·lació de parallamps/filferros:
Instal·leu parallamps o parallamps estructurals independents a la subestació (o l'àrea de distribució d'energia exterior on s'instal·la l'interruptor) per formar una zona de protecció eficaç, assegurant que els equips importants com els interruptors automàtics estiguin dins del paraigua de protecció contra els llamps directes.
Col·locació raonable dels protectors contra sobretensions:
Una mesura crucial! S'ha d'instal·lar un paral·lel d'òxids metàl·lics (MOA) sense espai a l'entrada lateral de la font d'alimentació de l'interruptor (generalment instal·lat juntament amb un interruptor de desconnexió).
Lloc d'instal·lació: s'ha d'instal·lar el més a prop possible de l'interruptor per minimitzar la sobretensió induïda als cables de connexió entre ells. L'ideal és que la distància elèctrica entre l'eliminador de sobretensions i l'interruptor no hauria de superar el valor especificat (com ara el requisit de "distància elèctrica" a la normativa).
Funció: quan la sobretensió del llamp arriba a la tensió de funcionament del pararrayos, el pararrayos condueix ràpidament, limitant la sobretensió a un nivell segur que l'aïllament de l'interruptor pot suportar i descarregant el corrent del llamp a terra.
Segona línia de defensa: connexió equipotencial i connexió a terra (proporcionant un camí de descàrrega fiable i un potencial d'igualtat)
Sistema de connexió a terra millorat:
La xarxa de posada a terra de les subestacions i els cossos d'interruptors han de complir la normativa, garantint una resistència de posada a terra prou baixa (normalment es requereix que sigui inferior o igual a 0,5Ω). La connexió a terra de baixa -resistència pot descarregar ràpidament el corrent de llamp i reduir la magnitud de l'augment del potencial de terra.
La base de l'interruptor, la caixa del mecanisme de funcionament i el marc metàl·lic han de tenir almenys dos punts de connexió a terra fiables.
Vinculació equipotencial:
Els components metàl·lics a prop de l'interruptor (com ara suports, conductes de cables i safates de cables) i els tancaments de la caixa de control han d'estar ben-connectats a la xarxa de connexió a terra principal per evitar el retrocés causat per diferències de potencial.
Tercera línia de defensa: blindatge i aïllament (protecció del sistema secundari)
Blindatge i cablejat:
Tots els cables de control i els cables de senyal que condueixen al mecanisme d'operació de l'interruptor i a la caixa de control han d'estar blindats o encaminats a través de conductes metàl·liques, i els dos extrems de l'armadura metàl·lica o del conducte metàl·lic han d'estar connectats a terra de manera fiable.
S'han d'utilitzar preferentment cables blindats i la capa de blindatge també s'ha de posar a terra als dos extrems.
Instal·lació de dispositius de protecció contra sobretensions (SPD):
SPD del nivell de tensió adequat (p. ex., SPD d'alimentació DC220V/AC220V, SPD de senyal) s'han d'instal·lar a l'entrada de potència de funcionament del disjuntor i a l'entrada del circuit de senyal de control.
Els SPD poden suprimir eficaçment els llamps que entren des de les línies, protegint els equips electrònics secundaris. S'hauria d'establir un sistema de protecció SPD coordinat en diverses-etapes.
Mesures d'aïllament:
Per a circuits de senyal importants, es poden utilitzar optoacobladors o transformadors d'aïllament de senyal per a l'aïllament elèctric per tallar el camí de conducció de la sobretensió del llamp.
IV. Suggeriments de funcionament i manteniment
Proves preventives periòdiques:
Realitzar proves de tensió de referència de CC (U1mA) i de corrent de fuga en els descargadors de sobretensions d'acord amb la normativa per garantir el seu correcte funcionament.
Realitzeu proves de resistència d'aïllament i tensió de resistència de CA als interruptors automàtics, especialment comprovant la freqüència d'alimentació i els nivells de tensió de resistència als impulsos dels seus contactes.
Inspecció de la xarxa de posada a terra:
Proveu regularment la resistència de la presa de terra i comproveu si hi ha corrosió o trencament dels conductors de connexió a terra.
Monitorització de les condicions:
Abans i després de la temporada de tempestes, reforçeu les inspeccions per comprovar si hi ha traces d'inflamació a les superfícies aïllants, assegureu-vos que la caixa del mecanisme estigui correctament segellada i comproveu que l'indicador d'estat del SPD funciona correctament.
Monitor de l'estat de funcionament:
Per als interruptors automàtics de línies en estat obert/en espera, la seva protecció contra llamps (principalment els protectors contra sobretensions laterals de la barra) ha de romandre activada contínuament.
Resum
Els llamps representen una amenaça sistèmica per als disjuntors de buit exteriors de 35 kV, que afecten tant l'aïllament primari com el sistema de control secundari. La mesura preventiva més important i eficaç és "instal·lar-paralls d'òxid metàl·lic (MOA) d'alt rendiment molt a prop de l'interruptor", complementat amb una connexió a terra fiable, una protecció integral contra sobretensions per al sistema secundari i un funcionament i manteniment estandarditzats. Només mitjançant la construcció d'un sistema de protecció multi-de l'aire a la terra i dels sistemes primaris a secundaris es pot maximitzar el funcionament segur i estable dels interruptors de buit en condicions de llamp.
Els interruptors al buit exterior Shaanxi Huadian de 35 kV, amb la seva tecnologia innovadora, defineixen un nou estàndard per als interruptors exteriors. Disposen d'una carcassa d'aïllament compost d'alta -resistència i resistent a la intempèrie-, que augmenta significativament la distància de fuga. Combinats amb un disseny de camp elèctric optimitzat, eviten eficaçment l'inflamació de la superfície fins i tot en condicions extremes de sobretensió i contaminació del llamp, garantint un rendiment d'aïllament excel·lent i-durador. Equipats amb un mecanisme d'operació de molla modular o imant permanent totalment segellat, tenen una vida mecànica de més de 10.000 operacions. Un dispositiu-anti-condensació integrat garanteix que la caixa del mecanisme es mantingui seca. Per a consultes, poseu-vos en contacte amb nosaltres:pannie@hdswitchgear.com.
