Şalt cihazlarının arıza analizi ve karşı önlemleri

Şalt cihazı nedir?

Şalt panosu, bir veya daha fazla düşük voltajlı şalt cihazı ve ilgili kontrol, ölçüm, sinyal, koruma, düzenleme ve diğer ekipmanlardan oluşur; üretici tüm iç elektriksel ve mekanik bağlantılardan sorumludur ve yapısal bileşenlerin eksiksiz bir montajıdır. Şalt panosunun temel işlevi, elektrik enerjisi üretimi, iletimi, dağıtımı ve dönüşümü sürecinde elektrikli ekipmanları açıp kapatmak, kontrol etmek ve korumaktır. Şalt panosundaki bileşenler başlıca devre kesici, ayırıcı şalter, yük şalteri, işletme mekanizması, karşılıklı indüktör ve çeşitli koruyucu cihazları içerir.

Şalt cihazlarının arıza analizi ve karşı önlemleri
12 ila 40,5 kV arasındaki şalt cihazları, elektrik şebekesi sistemindeki trafo merkezi ekipmanlarının en büyük bölümünü oluşturmaktadır. Son yıllarda şalt cihazı kazaları sıkça meydana gelmekte ve ekonomik kayıplara, can kayıplarına ve diğer olumsuz sosyal etkilere yol açmaktadır.
Kazaların ve doğal kusurların gizli tehlikeleri esas olarak kablolama şekli, iç ark giderme kapasitesi, iç izolasyon, ısı ve kilitlenme önleme gibi unsurlara odaklanmaktadır. Hedeflenen önlemlerin formüle edilmesiyle, şalt cihazı ve halka şebeke kabini kazalarının sayısı büyük ölçüde azaltılmakta ve elektrik şebekesi işletiminin güvenilirliği sürekli olarak iyileştirilmektedir.

1. Kablolama modunda gizli sorun
1.1. Gizli Tehlike türü
1.1.1 TV kabinindeki parafudur doğrudan bara bağlıdır.
Tipik tasarım şartnamesi gereksinimlerine göre, TV ark parafudrunun, bağlantı hattına, TV rafı konum düzenlemesine, bağlantı şekline ve çeşitli faktörlere uygun olarak onaylanması gerekir. Bazı TV ark parafudrları, izolasyon el arabası aracılığıyla bus'a bağlanır; TV tamiri sırasında izolasyon el arabası çıkarıldığında, parafudr hala şarjlı kalır ve depoya getirilen personel elektrik çarpması riskiyle karşı karşıya kalır. TV kabinindeki parafudr, Şekil 2'de gösterildiği gibi, esas olarak aşağıdaki kablolama biçimlerine sahiptir:

Şalt cihazı bağlantı modu gizlidir.

1. Kablolama modu bir: TV ünitesinin arka kısmına yıldırım koruyucu ve TV monte edilir, sigorta üniteye takılır, yıldırım koruyucu doğrudan bara bağlanır, TV ise izolasyon kablosuyla bara bağlanır;
2. Kablolama modu iki: TV kabini yıldırım koruyucusu bara odasına monte edilmiş olup, doğrudan bara ile bağlantılıdır; TV ve sigorta ise kabine monte edilmiştir;
3. Kablolama modu üç: TV kabini için yıldırım koruyucu, arka veya ön depoya ayrı olarak monte edilir ve doğrudan bara bağlanır; TV ve sigorta da araç üzerine monte edilir.
4. Kablolama modu dört: TV ve sigorta XGN serisi sabit kabin bölmesine monte edilir, parafudr ayrı bir bölmeye monte edilir ve doğrudan bara bağlanır;
5. Kablolama modu beş: Yıldırım tutucu, TV ve sigorta arka depoya monte edilmiştir, yıldırım tutucu doğrudan bara bağlanır, TV ise izolasyon el arabası aracılığıyla bara bağlanır;
6. Kablolama modu altı: Yıldırım tutucu, sigorta ve TV aynı el arabasına monte edilir, yıldırım tutucu kademeden sonra sigortaya bağlanır.
Bu düzenleme yanlış kablolamadan kaynaklanmaktadır; çalışma sırasında sigorta attığında, ekipman aşırı gerilim koruyucusunun korumasını kaybedecektir.

1.1.2 Anahtar panosunun alt kabini, arka kabinden tamamen izole edilmemiştir.
KYN serisi bazı şalt panolarının (örneğin ana transformatör hat içi şalt panoları, dişi bağlantı şalt panoları ve besleme şalt panoları) alt ve arka kabinleri tamamen izole edilmemiştir. Personel alt kabinlere girdiğinde, yanlışlıkla bara veya kablo başının canlı kısmına dokunarak elektrik çarpmasına neden olabilir.
Şekil 3'te gösterildiği gibi, gizli tehlike, şalt panosunun alt ve arka kabinleri arasında izole edilmiş değildir:

Şekil 3: Şalt panosunun alt kabini ile arka kabini arasında gizli bir tehlike bulunmamaktadır.

1.2, karşı önlemler
Gizli kablolama yöntemine sahip şalter panosu bir kez yeniden düzenlenmelidir.
Şekil 5'te şalt panosu kablolama modu dönüşümünün şematik diyagramı gösterilmektedir:

ŞEKİL 5 Şalt cihazı kablolama modunun dönüşümünün şematik diyagramı

1.2.1 TV kabininde yıldırım tutucu bağlantı şekline ilişkin teknik reform şeması
1. Kablolama modu bir için, bölmedeki yıldırım koruyucuyu çıkarın, TV kablolama modu değişmeden kalır, orijinal bara odası duvardaki delikten kapatılır, yıldırım koruyucu el arabasına sigortalı bir yıldırım koruyucuya dönüştürülür ve yıldırım koruyucu sigorta ve TV devresine paralel bağlanır.
2. İkinci kablolama modu için, bara bölmesindeki yıldırım koruyucuyu çıkarın, yıldırım koruyucuyu mobil araca taşıyın ve sigorta ve yıldırım koruyucu olarak yeniden takın, alt kontak kutusunun montaj plakasını, kontak kutusunun bölmesini ve valf mekanizmasını ekleyin, TV'yi arka bölmeye takın ve kablo vasıtasıyla izolasyon el arabasının alt kontağına bağlayın.
Bu plan, mevcut el arabasına uygulanabileceği gibi, yeni el arabasının yerine de uygulanabilir.
3. Üçüncü kablolama modu için, orijinal bölmenin yıldırım tutucusunu çıkarın, yıldırım tutucuyu mobil araca taşıyın ve bir sigorta ve yıldırım tutucu olarak yeniden takın, orijinal bara odasının duvar deliğini kapatın, el arabasının alt kontak kutusunun montaj plakasını, kontak kutusunun bölmesini ve valf mekanizmasını ekleyin, TV'yi arka bölmeye takın ve bağlantı kablosuyla alt kontağa bağlayın.
Bu plan, mevcut el arabasına uygulanabileceği gibi, yeni el arabasının yerine de uygulanabilir.

4. Dördüncü kablolama modu için, diğer bölme parçalarındaki parafuduru çıkarın, parafuduru sigorta ve TV bölme parçalarına taşıyın, ayırıcı şaltere bağlayın ve sigorta ve TV devresine paralel olarak bağlayın.
5. Kablolama modu beş için, yıldırım koruyucu, TV montaj pozisyonu değişmeden kalır, orijinal yıldırım koruyucu kablosu doğrudan izolasyon el arabası kontağına bağlanır, orijinal bara duvar deliğinden geçirilir.
6. Bağlantı modu 6 için, yerleşim modu yanlış bağlantıya aittir. Çalışma sırasında sigorta attığında, ekipman parafudr korumasını kaybedecektir.
Orijinal el arabasındaki yıldırım koruyucuyu ve sigortayı çıkarın, kablolama konumunu değiştirin, yıldırım koruyucuyu sigortanın üstüne bağlayın ve sigorta ile TV devresine paralel bağlayın.

1.2.2 Şalt panosunun alt kabini ile arka kabini arasındaki eksik izolasyona karşı alınacak önlemler
Bu tip şalter panosu ürünlerinin yapısı sabit olduğundan, dönüşüm sırasında bölme plakası takılırsa iç yapısı ve alan dağılımı değişir ve ürünün iç koruma performansı garanti edilemez. Bu nedenle, çalışmalara başlamadan önce ana trafo 10kV tarafı bakımının ve ana trafo şalter bakımının yapılması gereklidir.

2. Yetersiz dahili ark giderme kapasitesi
2.1 Gizli tehlike türleri
Gerçek çalışma sırasında, metal kapalı şalter panosunun kendisinde bulunan kusurlar, yalıtım performansının bozulması veya yanlış kullanım gibi nedenlerden kaynaklanan kötü çalışma koşullarıyla birleştiğinde, iç ark hatasına neden olur.
Kısa devre sonucu oluşan ark yüksek sıcaklığa ve büyük enerjiye sahiptir. Arkın kendisi çok hafif bir plazma gazıdır. Elektrik enerjisi ve sıcak gazın etkisi altında, ark kabin içinde yüksek hızda hareket ederek arıza alanının hızla genişlemesine neden olur.
Bu durumda gazlaşma, yalıtım malzemelerinin erimesi, şalt panosunun iç sıcaklığının ve basıncının yükselmesi; eğer nitelikli bir basınç tahliye kanalı tasarlanmamış veya kurulmamışsa, yüksek basınç panonun plakalarının, kapı panellerinin, menteşelerinin ve pencerelerinin ciddi şekilde deformasyonuna ve kırılmasına neden olur; yüksek sıcaklıktaki hava akımı panonun kendisini başka bir konuma itmesi sonucu oluşan ark, ekipman bakımı ve işletiminde çalışan personelin ciddi yanıklarına yol açabilir.
Hatta hayati tehlike arz eden durumlar bile.
Şu anda, basınç tahliye kanalının kurulmaması, mantıksız basınç tahliye kanalı kurulması, iç ark giderme kapasitesinin test edilip doğrulanmaması ve test sırasında değerlendirmenin yeterince titiz yapılmaması gibi bazı sorunlar mevcuttur.

2.2, karşı önlemler
[Seçim] Şalt panosunun dahili arıza arkı performansı IAC seviyesinde olmalı, dahili arkın izin verilen süresi 0,5 saniyeden az olmamalı, test akımı nominal kısa süreli dayanım akımı olmalıdır.
Nominal kısa devre kesme akımı 31,5 kA'nın üzerinde olan ürünler için, dahili arıza ark testi 31,5 kA'ya göre yapılabilir.
[Değişiklik] Basınç tahliye kanalını ekleyin veya değiştirin ve tip test standardı gerekliliklerine sıkı sıkıya uyarak iç ark testini ve doğrulamasını gerçekleştirin.
[Koruma] Ana transformatör koruma seviyesi farkının uygun şekilde sıkıştırılması, arıza arkının sürekli arıza süresini azaltır.

3. İç yalıtım sorunu
3.1 Gizli tehlike türü
Son yıllarda, şalter panosu ürünlerinin hacmi azalmış, panoların yalıtım performansında kusurlar ve arızalar artmıştır.
Başlıca performans sorunları: tırmanma mesafesi ve hava açıklığı yetersiz, özellikle el kabinlerinde. Günümüzde birçok üretici, kabin boyutunu küçültmek için kabine monte edilen devre kesici sayısını, izolasyon fişini ve zemin ile arasındaki mesafeyi önemli ölçüde azaltıyor, ancak izolasyon gücünü sağlamak için etkili önlemler almıyor.
Kötü montaj süreci ve montaj kalitesinin yetersizliği nedeniyle, şalt panosundaki tek bir bileşen basınç testini geçebilirken, montaj sonrasında şalt panosunun tamamı testi geçemez;
Temas kapasitesi yetersiz veya temas kötü olduğunda, yerel sıcaklık artışı, yalıtım performansının düşmesi ve topraklama veya faz kaymasına neden olur;
Yoğuşma olayı, dahili ısıtıcının kolayca hasar görmesine ve normal çalışmamasına neden olur; şalt panosunda yoğuşma olayı yalıtım performansını düşürür;
Destekleyici aksesuarların yetersiz yalıtım performansı.
Maliyetleri düşürmek amacıyla bazı üreticiler, destekleyici aksesuarların yalıtım seviyesini düşürerek, şalter panosunun genel yalıtım performansını azaltmaktadır.

3.2, karşı önlemler
Şalt cihazlarının minyatürleştirilmesini körü körüne takip etmemeliyiz. Proje durumuna, trafo merkezi düzenine, işletme ve bakıma, ekipman revizyonuna ve diğer faktörlere göre uygun şalt cihazları satın almalıyız.
Hava veya hava/yalıtım malzemesi karışımını yalıtım ortamı olarak kullanan ekipmanlar için, yalıtım malzemesinin kalınlığı, tasarım alan dayanımı ve eskimesi dikkate alınmalı ve üretici standart gerekliliklere göre yoğuşma testi yapmalıdır;
Şalt panosu ve halka şebeke panosu içindeki duvar kılıfı, mekanik vana ve bara bükümü gibi parçalar için, net hava izolasyon mesafesi 125 mm'den (12kV) ve 300 mm'den (40.5kV) az ise, iletkenin izolasyon kılıfı ile donatılması gerekir.
Giriş ve çıkış burçları, mekanik valfler ve bara köşeleri gibi alan şiddetinin yoğunlaştığı kısımlarda elektrik alan bozulmasını önlemek için pah kırma ve parlatma gibi önlemler alınmalıdır.
Kabin içindeki bara, porselen şişeler gibi yalıtım sürünme mesafesi kirlenmeyi önleyici koşulları karşılamayan bazı ekipmanları destekler. Eski ekipmanın çalışma teknik koşullarını iyileştirmek için RTV yalıtım kaplaması püskürtülür.

4. Ateş kusuru
4.1 Gizli tehlike türleri
Döngü bağlantı noktası teması kötü, temas direnci artıyor, ısınma sorunu belirginleşiyor, örneğin zayıf temas izolasyonu gibi;
Metal zırhlı kabin havalandırma tasarımı mantıklı değil, hava sirkülasyonu sağlanamıyor, ısı dağıtım yeteneği zayıf, kabin içinde ısınma sorunları daha fazla;
Duvar kaplamaları, akım transformatörleri ve diğer tesisat yapıları elektromanyetik kapalı döngü oluşturarak girdap akımına neden olur ve bu da bazı yalıtım bölme malzemelerinde ciddi ısınma olaylarına yol açar;
Kısmen kapalı şalt panolarında kullanılan kuru ekipmanlarda (dökme tip akım transformatörü, dökme tip gerilim transformatörü, kuru tip transformatör) seçilen sargı teli çapı yetersizdir, döküm proses kontrolü sıkı değildir ve aşırı ısınma nedeniyle hasara yol açabilir.
4.2, karşı önlemler
Şalt panosunun ısı dağıtımını güçlendirin ve bir üfleyici ile bir cebri çekiş fanı takın;
Elektrik kesintisiyle birlikte, dinamik ve statik kontakların temas basıncı kontrol edilmeli ve gerekirse değiştirilmelidir. Aynı zamanda, yorulmuş kontak yayı da değiştirilmelidir.
Kabin içi sıcaklık ölçüm teknolojisi üzerine yapılan araştırmaları artırın ve kablosuz sıcaklık ölçümü gibi yeni teknolojileri kullanarak sıcaklık ölçümündeki zor sorunları çözün.

5. Hata önleme kilitlemesi mükemmel değil.
5.1 Potansiyel tehlikeler
Anahtarlama panolarının çoğu hata önleyici kilitleme cihazıyla donatılmıştır, ancak kapsamlı ve zorunlu hata önleyici kilitleme özellikleri gereksinimleri karşılamamaktadır.
Zırhlı şalter kabininin arka kapısındaki bir kısmı açılabilir, hatasız kilitleme sistemi yok, çift izolasyon bölmesi yok, açıldıktan sonra canlı parçalara doğrudan dokunulabilir ve vidalar sıradan altıgen vidalardır, kapıyı açtıktan sonra canlı kabine girip elektrik çarpması kazası yaşanması kolaydır;
Ana transformatörün bir kısmı, dişi konnektör, TV, transformatör ve topraklama anahtarı olmayan diğer anahtarlar, aşağıdaki kabin kapağı ve topraklama anahtarı mekanik bir kilit oluşturmadığı için, vidayı çıkardıktan sonra kapı doğrudan açılabilir; kapı kapalı değilse de elektrik kesintisine neden olabilir ve bakım personelinin yanlışlıkla açmasına, elektrik aralığına girmesine ve personele elektrik çarpması kazasına yol açabilir;
Bazı şalter panolarının arka kapısının üst ve alt kısımları bağımsız olarak kilitlenemez; üst kapı alt kapı tarafından kilitlenir.
Prizin topraklama şalteri kapalıyken, alt dolap kapağının kilidi açılır ve arka dolap kapağı da açılabilir, bu da elektrik çarpması kazasına kolayca neden olabilir.
Örneğin KYN28 şalt cihazı;
Bazı şalt cihazı el arabaları dışarı çekildikten sonra, izolasyon bloğu kolayca yukarı itilebilir. Kazara kilitlenmeyi önlemeden, yüklü gövde açığa çıkar ve personel yanlışlıkla şalterin statik kontak valfi bölmesini açarak elektrik çarpması kazasına neden olabilir.

5.2, karşı önlemler
Şalt panosunun hata önleme fonksiyonu mükemmel olmadığı için, panonun arka kapağı açılabiliyor ve açıldığında yüksek gerilim şalt panosunun canlı parçalarına doğrudan temas edebiliyor; bu nedenle bilgisayara hata önleme programı ile kilitleme özelliği eklenmeli.
GG1A ve XGN gibi şalt panolarında topraklama şalteri ile arka kabin kapağı arasına bir kilitleme mekanizması takın ve topraklama şalterinin çalışmasını kilitlemek için canlı ekran cihazı monte edin.
Arıza önleme cihazının güvenilirliğini düzenli olarak kontrol edin ve elektrik kesintisi durumunda el arabası ile topraklama şalteri, ayırıcı şalter ile topraklama şalteri arasındaki mekanik kilitleme cihazını kontrol edin.

6, sonuç bölümü
Anahtarlama panosu ekipmanı, elektrik şebekesinde önemli birincil trafo merkezi ekipmanıdır. İstikrarlı çalışmasını sağlamak için tasarım, malzeme, işlem, test, tip seçimi, işletme ve bakım gibi tüm yönlerde kontrol güçlendirilmelidir.
Tipik tasarım gereksinimlerine sıkı sıkıya bağlı kalarak, ulusal ve endüstriyel standartlarla birleştirerek, tasarım teknik gereksinimlerini ortaya koymak ve gizli kablolama tehlikelerini temelden ortadan kaldırmak;
Ulusal ve endüstriyel standartlara ve kaza önleme tedbirlerine uygun olarak, niteliksiz ürünlerin şebeke işletimine girmesini önlemek amacıyla ekipman ihale belgelerine ilişkin katı şartlar belirlenmelidir;
Üretim yerinde denetimi güçlendirin, üretim ve fabrika testlerinin kilit noktalarına titizlikle şahitlik edin ve niteliksiz ürünlerin fabrikadan çıkmasına kesinlikle izin vermeyin;
Anahtarlama panolarındaki arızaların yönetimini aktif olarak gerçekleştirin, kaza önleme tedbirlerinin uygulanmasını güçlendirin;
Anahtarlama panosunun hata önleme fonksiyonunu iyileştirin, hata önleme kilitleme cihazının yönetimini güçlendirin, canlı görüntüleme cihazını kurun ve "beş aşamalı önleme" sistemiyle işbirliği yaparak kapsamlı ve zorunlu hata önleme kilitlemesini sağlayın.