A nagy- és az alacsony-feszültségű kapcsolóberendezések széles körben használt és elosztott kapcsolóberendezések az energiaellátó rendszerekben. Annak ellenére, hogy műszaki képességeikben és biztonsági teljesítményükben jelentősen javultak, a terepi üzemelés során különböző tényezők miatt továbbra is előfordulhatnak balesetek. A helyszíni statisztikák szerint a 6-10 kV-os kapcsolóberendezések balesetei teszik ki az összes feszültségszintű kapcsolóberendezést érintő balesetek több mint 50%-át, ami komoly veszélyt jelent az elektromos hálózatok biztonságos működésére. Ezért a kapcsolóberendezések biztonságos és megbízható működése az energiarendszerek biztonságos működésének kulcsfontosságú szempontja. A kapcsolóberendezések biztonságos és megbízható működését befolyásoló fő tényezők közé tartozik a szigetelés, a mechanikai tulajdonságok és az áramterhelhetőség, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk.
Szigetelés
Számos tényező okozhat szigetelési baleseteket a kapcsolóberendezésekben. A kapcsolóberendezés szigetelési szerkezetének és szigetelőanyag-minőségének hibái mellett számos egyéb ok is lehet, mint például a kapcsolóberendezés működési környezeti feltételei (például hőmérséklet, páratartalom és szennyeződés), az elosztórendszer szerkezete stb.
1.A szigetelőanyag rossz. A légszigetelt kapcsolóberendezések külső szigetelése a légkört használja fő szigetelésként, a tartószigetelő részek pedig porcelán anyagokat és szerves anyagokat (például epoxigyantát stb.) használnak. Ha a szigetelőanyag rossz minőségű, könnyen felszívja a nedvességet, és a dielektromos tulajdonságok csökkennek párás és kondenzáló környezetben. A kondenzációs teszt során a szigetelő válaszfal erős kefekisülést okoz, ami helyi égést okoz a peremen, és végül áttöréshez vezet. Az epoxigyanta szigetelés gyenge hidrofób tulajdonságú és nem égésgátló. Ez egy poláris közeg. Nedves és szennyezett felület esetén a felület vezetőképessége jelentősen megnő. Amikor az elektromos térerősség elér egy bizonyos értéket, helyi kisülés lép fel. Mivel az epoxigyanta szigetelés rossz elektromos tulajdonságokkal rendelkezik magas frekvenciákon, a helyi kisülés felgyorsítja a szigetelés romlását ezen a helyen, amíg a felület felvillan, és balesetet okoz. A kapcsolószekrényben lévő epoxigyanta szigetelő válaszfalak fémcsavarokkal vannak összekötve és összeszerelve, ami nagy mennyiségű lebegési potenciált eredményez, és könnyen dendrites kisüléshez vezet.
2.A szigetelés szerkezete ésszerűtlen. Ha a vezetékek és a vezeték közötti levegőszigetelési távolság kicsi a talajtól, akkor az impulzusszigetelési szint nem felel meg a szabványnak. Ha éles elektróda van a vezető felületén, az impulzusszigetelési szint csökken. Másodszor, a troli-típusú kapcsolószekrényben, ha a feltöltött test, a légrés, az összeszerelt szigetelő válaszfal és a berendezés méretének csökkentésére szolgáló földelő test kompozit szigetelési mérete ésszerűtlen, például ha a légrés túl kicsi, a szigetelés szintje zord környezetben csökken, és nem képes megfelelni a magas páratartalom és a súlyos szennyezés környezeti feltételeinek.
3.A kúszási távolság túl kicsi. A kis felületi kúszási távolsággal rendelkező alkatrészeknél a teljesítmény-frekvencia áttörési feszültség és az impulzus áttörési feszültség kondenzációs és szennyezett környezeti körülmények között jelentősen lecsökken, és nem felel meg az előírt ellenállási feszültség követelményeinek. Ha a kapcsolókban és gyűjtősínekben használt tartószigetelők felületi kúszási távolsága kicsi, akkor a kisülési feszültség viszonylag alacsony szennyeződés és páralecsapódás esetén, ami megkönnyíti a külső szigetelés kúszását és részleges kisülését, ami elektromos meghibásodást és rövidzárlati baleseteket okoz.
4.A működési környezet zord. A kapcsolóberendezés működése során az üzemi feszültség, a belső túlfeszültség és a légköri túlfeszültség hatásának van kitéve. Ha az alkatrészek minősége rossz, amikor az elektromos hálózat bizonyos paraméterei megváltoznak, az üzemi feltételek romlanak. Szennyező anyagok és állandó páratartalom esetén könnyen előfordulhat szennyeződés áttörés. A szennyeződés nem csak a külső szigetelés teljesítményfrekvenciás jellemzőit érinti, hanem az impulzuskisülési feszültséget is. Szennyeződéses körülmények között a külső szigetelés impulzusállósági feszültsége jelentősen csökken. A vonatkozó tesztek azt mutatják, hogy általában 30-40%-kal csökkenhet. Ezért a beltéri kapcsolóberendezések szigetelési szilárdságának megfelelő tartalékkal kell rendelkeznie. A páratartalom és a páralecsapódás szintén olyan tényezők, amelyeket nem lehet figyelmen kívül hagyni. Ha a külső környezet nagymértékben megváltozik, vagy a nappali és éjszakai hőmérsékletkülönbség túl nagy, a párás időjárás befolyásolja a berendezés szigetelési teljesítményét, ami a szivárgóáram növekedését eredményezi, ami a részleges kisüléstől a kúszásig fejlődik, és végül átcsapó balesetté válik.
5.Részleges kisülés. A részleges kisülés a szigetelő közeg helyi területén történő kisülését vagy meghibásodását jelenti, amelyet az elektromos tér egyenetlen eloszlása és a túlzott helyi elektromos mező okoz a szigetelőszerkezetben. Előfordulhat a szilárd szigetelés pórusaiban, a folyékony szigetelés buborékaiban vagy a különböző dielektromos tulajdonságú szigetelőrétegek között. Ha az elektromos térerősség nagyobb, mint a dielektrikum fajlagos értéke, az folyékony vagy szilárd szigetelésben is előfordulhat. Lokális kisülés fokozatosan alakul ki, és folyamatosan erodálja a körülötte lévő szigetelőközeget, és végül a teljes szigetelőrendszer meghibásodását okozhatja. Ezért a szigetelés romlásának fő oka a helyi kisülés. A szigetelés romlásának is fontos jele és megnyilvánulása. Ez szorosan összefügg a szigetelőanyag romlási és lebomlási folyamatával, és hatékonyan tükrözheti az erősáramú berendezések belső szigetelésének meghibásodását.
A részleges kisülést általában belső kisülésre, felszíni kisülésre és koronára osztják. A részleges kisülés nem okoz azonnali meghibásodást a nagyfeszültségű rendszerelemekben. Például a belső vezetőmag és a kábel árnyékolása közötti kisülés hosszú ideig, akár több évig is fennállhat, mielőtt a szilárd dielektrikum meghibásodik. A részleges kisülés dendrites kisülést okoz a szilárd dielektrikumban. A dendrites kisülés károsító hatása miatt a kábelre csökken a dielektromos ellenállási feszültség. Ha hosszú ideig erős elektromos térben működik, a szigetelési ellenállás feszültsége egyre alacsonyabb lesz, amíg meghibásodik. A dielektromos anyagokban lévő lyukak, a dielektromos anyagok fémes szennyeződése és a félvezető dielektromos anyagok interfész-kiemelkedései mind dendrites kisüléseket okozhatnak.
Mechanikai hibák
A mechanikai hibák elsősorban a működési mechanizmusban fordulnak elő, ami abban nyilvánul meg, hogy a megszakítók nem hajlandók nyitni vagy zárni. A nyitás elmulasztása a kapcsolóberendezések meghibásodásának jelentős hányadáért felelős. A megszakító meghibásodásának fő okai a következők:
1. Elakadt működési mechanizmus, elsősorban a rossz gyártási minőség miatt, majd nem megfelelő telepítés és üzembe helyezés. A négy-lengőkaros működési mechanizmus helytelen beállítása vagy a csatlakozólemez közbenső tengely túlzott mértékű utó-holt-középpontja szintén a megszakító meghibásodását okozhatja.
2. Alkatrész deformációja, elmozdulása vagy sérülése. Az alkatrész deformációja vagy elmozdulása tervezési vagy anyagproblémákat jelezhet. Ezenkívül a kioldómechanizmus visszaállításának elmulasztása a kapcsoló kinyitása után, a konzol visszaállításának elmulasztása a működtetés után, egy beragadt nyitó elektromágnes mag, vagy a nyitás pillanatában a nyitómag pattanását okozó vibráció mind hozzájárulhat a megszakító meghibásodásához.
3. Beragadt nyitómag, hibás segédkapcsoló. A rossz minőség és a rossz érintkezés a segédkapcsolóban a megszakító meghibásodását okozhatja. A megszakító meghibásodásának mechanikai okai hasonlóak a nyitási hibához. Az elektromos okok főként az elektromágneses működési mechanizmus záró kontaktorjának meghibásodása, a másodlagos vezetékek meghibásodása és az alacsony tápfeszültség.
Jelenlegi szállítás
A vezető áramkör (áram{0}}vezető áramkör) szintén gyakori hibahely a kapcsolóberendezéseken belül. A rögzített kapcsolóberendezések vezető áramköre elsősorban az alkatrészek közötti rögzített kapcsolatokból áll. Ezeknek a kapcsolatoknak a megbízhatóságát az elsődleges csatlakozás időpontjában fennálló körülmények határozzák meg, és az eredeti működési feltételek megőrzése mellett a működés nagyrészt nem befolyásolja. A kivehető és fiókos kapcsolóberendezések vezető áramkörét azonban nem csak az alkatrészek közötti csatlakozási pontok megbízhatósága befolyásolja, hanem nagyban függ az elsődleges leválasztó érintkezők működés közbeni érintkezési körülményeitől is.
A sima vagy egyenetlen sínfelületek, olajos vagy oxidált felületek, elégtelen körfelület, elégtelen érintkezési nyomás vagy a dedikált vezetőpasztával való kezelés elmulasztása növelheti az érintkezési ellenállást a gyűjtősín csatlakozási pontjain, ami felmelegedéshez vezethet. A kábelek és a kapcsolóelemek közötti elégtelen érintkezési felület vagy érintkezési nyomás, vagy akár az alumínium gyűjtősín és a kimenő kábel közötti réz-alumínium átmenet hiánya egyaránt felmelegedést okozhat a kábelcsatlakozásoknál.
Az elsődleges szigetelő érintkező ujjnyomó rugók kifáradása vagy rozsdája és elöregedése csökkentheti funkciójukat, ami elégtelen érintkezési nyomáshoz és az ujjak közötti érintkezéshez vezethet. Ez növeli az érintkezési ellenállást, csökkenti az effektív áram-keresztmetszet-, és felmelegedést okoz. Ezenkívül működés közben az érintkező ujj nyomórugója hosszan tartó-összenyomódásnak van kitéve, ami az áram hatására hőt termel. Ez az érintkező nyitási és zárási folyamata során keletkező ívégésekkel kombinálva idővel ronthatja a rugó rugalmasságát. Ez viszont elégtelen nyomáshoz vezet az érintkező ujj nyomórugóra, ami nem megfelelő érintkezést eredményez a mozgó és statikus érintkezők között. Ez fokozza a felmelegedést, ami az érintkezők egyre erősebb felmelegedését és még a nyomórugó eltörését is okozza, ami az érintkezők szétszóródását okozza, ami rossz érintkezést és égési sérüléseket okoz.
Ha a kocsi működtető mechanizmusának lökete nem megfelelő, a kocsit nem lehet teljesen előre beállítani az előre beállított helyzetbe, ami nem megfelelő behelyezési mélységet eredményez a mozgó és statikus érintkezők között, és elégtelen érintkezési felület, ami felmelegedést okozhat.
