Комутационните апарати за високо- и ниско-напрежение са широко използвани и разпределени комутационни апарати в енергийните системи. Въпреки значителните подобрения в техните технически възможности и показатели за безопасност, все още съществуват потенциални аварии по време на полеви операции поради различни фактори. Според статистиката на място авариите в разпределителната уредба 6-10 kV представляват над 50% от всички аварии, включващи разпределителна уредба от всички нива на напрежение, което представлява сериозна заплаха за безопасната работа на електрическите мрежи. Следователно безопасната и надеждна работа на разпределителната уредба е решаващ аспект от безопасната работа на енергийните системи. Основните фактори, влияещи върху безопасната и надеждна работа на разпределителната уредба, включват изолация, механични свойства и капацитет на ток, които са обсъдени по-долу.
Изолация
Има много фактори, които причиняват аварии на изолацията в разпределителната уредба. В допълнение към дефектите в изолационната структура и качеството на изолационния материал на самата разпределителна уредба, има и много други причини, като условията на работната среда на разпределителната уредба (като температура, влажност и мръсотия), структурата на разпределителната система и т.н.
1.Изолационният материал е лош. Външната изолация на разпределителната уредба с въздушна -изолация използва атмосферата като основна изолация, а поддържащите изолационни части използват порцеланови материали и органични материали (като епоксидна смола и др.). Ако изолационният материал е с лошо качество, той лесно абсорбира влагата и диелектричните свойства ще се влошат във влажна и кондензираща среда. При теста за кондензация изолационната преграда ще има силен четков разряд, причиняващ локално изгаряне на ръба и евентуално водещо до пламък. Изолацията от епоксидна смола има слаба хидрофобност и не забавя горенето. Това е полярна среда. Когато е влажно и повърхността е мръсна, повърхностната проводимост ще се увеличи значително. Когато напрегнатостта на електрическото поле достигне определена стойност, ще възникне локален разряд. Тъй като изолацията от епоксидна смола има лоши електрически свойства при високи честоти, локалното разреждане ще ускори влошаването на изолацията на това място, докато настъпи повърхностен пламък, причиняващ инцидент. Изолационните прегради от епоксидна смола в разпределителния шкаф са свързани и сглобени с помощта на метални винтове, което води до голямо количество плаващ потенциал и лесно води до дендритен разряд.
2.Изолационната конструкция е неразумна. Ако разстоянието на въздушна изолация между проводниците и проводника до земята е малко, нивото на изолация на импулса няма да отговаря на стандарта. Когато върху повърхността на проводника има остър електрод, нивото на изолация на импулса ще намалее. Второ, в превключвателния шкаф тип количка, ако размерът на комбинираната изолация на зареденото тяло, въздушната междина, сглобената изолационна преграда и заземяващото тяло, използвани за намаляване на размера на оборудването, е неразумен, като например ако въздушната междина е твърде малка, нивото на изолация ще намалее в тежки среди и не може да отговори на условията на околната среда на висока влажност и силно замърсяване на място.
3.Пътят на пълзене е твърде малък. За компоненти с малък повърхностен път на пълзене, напрежението на мигане на мощността и импулсното напрежение на мигане ще спаднат значително при условия на кондензация и мръсна среда и няма да отговарят на посочените изисквания за издържано напрежение. Ако разстоянието на пълзене на повърхността на поддържащите изолатори, използвани в превключватели и шини, е малко, разрядното напрежение е относително ниско при условие на замърсяване и кондензация, което улеснява възникването на пълзене на външната изолация и частичен разряд, причинявайки електрическа повреда и инциденти с късо съединение.
4.Работната среда е тежка. Разпределителната уредба е подложена на въздействието на работно напрежение, вътрешно пренапрежение и атмосферно пренапрежение по време на работа. Ако качеството на компонентите е лошо, когато определени параметри на електрическата мрежа се променят, условията на работа ще се влошат. Ако има замърсители и постоянна влажност, лесно може да възникне внезапно замърсяване. Замърсяването не само засяга характеристиките на мощността на външната изолация, но също така влияе върху импулсното разрядно напрежение. При условия на замърсяване импулсното издържано напрежение на външната изолация ще бъде значително намалено. Съответните тестове показват, че обикновено може да намалее с 30% до 40%. Следователно изолационната якост на вътрешните комутационни уредби трябва да има достатъчен запас. Влажността и кондензацията също са фактори, които не могат да бъдат пренебрегнати. Когато външната среда се промени значително или температурната разлика между деня и нощта е твърде голяма, влажното време ще повлияе на изолационните характеристики на оборудването, което ще доведе до увеличаване на тока на утечка, който ще се развие от частичен разряд до пълзене и накрая ще се развие до авария при пламък.
5.Частичен разряд. Частичният разряд се отнася до разряд или разрушаване в локалната област на изолационната среда, причинено от неравномерно разпределение на електрическото поле и прекомерно локално електрическо поле в изолационната структура. Може да се появи в порите на твърда изолация, мехурчета от течна изолация или между изолационни слоеве с различни диелектрични свойства. Ако напрегнатостта на електрическото поле е по-висока от специфичната стойност на диелектрика, това може да се случи и в течна или твърда изолация. Локалният разряд постепенно се развива и непрекъснато ще разяжда изолационната среда около себе си и в крайна сметка може да причини повреда на цялата изолационна система. Следователно локалното разреждане е основната причина за влошаване на изолацията. Също така е важен знак и проява на влошаване на изолацията. Тя е тясно свързана с процеса на влошаване и разрушаване на изолационния материал и може ефективно да отразява повредата на вътрешната изолация на енергийното оборудване.
Частичният разряд обикновено се разделя на вътрешен разряд, повърхностен разряд и корона. Частичното разреждане няма да причини незабавна повреда на-компонентите на системата с високо напрежение. Например, разрядът между сърцевината на вътрешния проводник и екранировката на кабела може да продължи дълго време, дори няколко години, преди твърдият диелектрик да се повреди. Частичният разряд ще причини дендритен разряд в твърдия диелектрик. Поради ефекта на влошаване на дендритния разряд върху кабела, издържаното напрежение на диелектрика ще бъде намалено. Ако работи под силно електрическо поле за дълго време, издържаното напрежение на изолацията ще става все по-ниско и по-ниско, докато не се повреди. Дупки в диелектрични материали, метално замърсяване на диелектрични материали и интерфейсни издатини на полупроводникови диелектрични материали могат да причинят дендритни разряди.
Механични повреди
Механичните повреди възникват предимно в работния механизъм, проявявайки се като прекъсвачи, които отказват да отворят или затворят. Неоткриване на сметки за значителна част от повреди в разпределителната уредба. Основните причини за повреда на прекъсвача са:
1. Блокиран работен механизъм, главно поради лошо качество на изработка, последвано от неправилен монтаж и пускане в експлоатация. Неправилното регулиране на работния механизъм с четири-звена или прекомерното -мъртво-центриране на междинния вал на свързващата плоча също може да причини повреда на прекъсвача.
2. Деформация, изместване или повреда на компонента. Деформацията или изместването на компонента може да означава проблеми с дизайна или материала. Освен това, невъзможност за нулиране на изключващия механизъм след отваряне на превключвателя, невъзможност за нулиране на скобата след задействане, заклещена сърцевина на отварящия електромагнит или вибрация, причиняваща отскачане на сърцевината на отваряне в момента на отваряне, могат да допринесат за повреди на прекъсвача.
3. Заклещена отваряща сърцевина, дефектен допълнителен превключвател. Лошото качество и лошият контакт в спомагателния превключвател могат да причинят повреда на прекъсвача. Механичните причини за отказ на прекъсвача да се затвори са подобни на тези за отказ за отваряне. Електрическите причини са главно повреда на затварящия контактор на електромагнитния задвижващ механизъм, повреда на вторичното окабеляване и ниско захранващо напрежение.
Текущо пренасяне
Проводимата верига (ток{0}}носеща верига) също е често срещано място за повреда в разпределителната уредба. Проводимата верига във фиксираната разпределителна уредба се състои предимно от фиксирани връзки между компонентите. Надеждността на тези връзки се определя от условията по време на първичното свързване и до голяма степен не се влияе от работата, като се запазват първоначалните работни условия. Въпреки това, проводящата верига в разпределителната апаратура с подвижни и -типи чекмеджета не се влияе само от надеждността на точките на свързване между компонентите, но също до голяма степен зависи от условията на контакт на първичните изолиращи контакти по време на работа.
Негладки или неравни повърхности на шини, мазни или окислени повърхности, недостатъчна площ на припокриване, недостатъчно контактно налягане или неуспешно третиране със специална проводяща паста могат да увеличат контактното съпротивление в точките на свързване на шините, което води до нагряване. Недостатъчната контактна повърхност или контактното налягане между кабелите и компонентите на превключвателя или дори липсата на меден-алуминиев преход между алуминиевата шина и изходящия кабел могат да причинят нагряване на кабелните съединения.
Умората или ръждата и стареенето на пружините за притискане на пръстите на първичния изолиращ контакт могат да намалят тяхната функция, което води до недостатъчно контактно налягане и контакт между пръстите. Това увеличава контактното съпротивление, намалява ефективното{1}}напречно сечение-на тока и причинява нагряване. Освен това, по време на работа, пружината за притискане на контактния пръст е подложена на продължително-компресиране, генерирайки топлина под действието на ток. Това, съчетано с изгаряния от дъга, генерирани по време на процеса на отваряне и затваряне на контакта, може да влоши еластичността на пружината с течение на времето. Това от своя страна води до недостатъчен натиск върху пружината за притискане на контактния пръст, което води до неадекватен контакт между подвижния и статичния контакт. Това влошава нагряването, причинявайки все по-силно нагряване на контакта и дори счупване на притискащата пружина, което води до разпръскване на контактите, което води до лош контакт и изгаряния.
Ако ходът на задвижващия механизъм на количката е неправилен, количката не може да бъде придвижена напълно до предварително зададената позиция, което води до недостатъчна дълбочина на вмъкване между движещите се и статични контакти и недостатъчна контактна повърхност, което може да причини нагряване.
