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金属封闭开关柜的失效模式

发布日期:2022-06-23 04:02:51 作者:威尼格尔 点击:

温升超标,绝缘老化,机构磨损等是开关设备失效的主要三种形式。


进而导致绝缘系统失效。低压断路器的温升标准是根据材料的耐热温度等级来确定温升,这是温升和绝缘息息相关,限制温升的一个主要目的是避免绝缘问题,空气绝缘金属封闭开关柜,长期使用,由于温度升高导致热失控,加速绝缘老化,合理的,采用高级别耐热绝缘材料,断路器连接端大温度是150℃,温升可以到115k。对于大电流低压柜来说可以减少铜排材料,解决温升问题。中压由于普遍采用环氧树脂,而环氧树脂的玻璃化温度只有115度,这还是好的,有的更低,高玻璃化温度意味着高的耐高温性能好。

另外,温度过高还会加速金属材料氧化,特别是湿度大的情况下,高温高湿会造成金属腐蚀、生锈。特别是触头部分,温度升高,触头表面的氧化程度随之增加,触头温度大于80度时,触头金属表面受热膨胀,接触面的表面发生细微的位移,从而加速氧化。造成接触电阻加大。

高温会加速润滑油干。高温会造成材料机械强度变低 ,弹性老化及材质变形,造成机构卡滞,影响机械功能。

高温还会对仪表等造成影响,影响继电保护性能的稳定、可靠性,影响计量的准确性。

其它绝缘问题

或由于绝缘表面上的水分、灰尘和污染,造成绝缘件表面起痕。

环氧树脂绝缘体、电压互感器、电流互感器、触头盒、套管等组件中的局部放电活动,开关设备中未屏蔽电缆的局部放电活动。

电压互感器与框架之间的间隙不足,造成局部空气场强过高,引发击穿。固封极柱等固体绝缘也有这个问题,如果固体绝缘壁厚和空气间隙相近,则由于电容分压,会造成空气间隙场强大于无固体绝缘层的场强,引起击穿。

绝缘隔板与带电体距离过近,导致局部空气电场强度过大,超过空气允许场强,加之绝缘板吸收水分,污秽等造成绝缘性能降低,从而引发击穿。

由于设计安装问题,导致电缆终端故障,电缆搭接不好,连接到开关设备后造成其它高压带电体绝缘距离不够,运行后引发过热,爬电闪络甚至电弧故障。

机械问题


机械问题主要有操作机构的拒动作、或操作力太大、操作困难、卡滞,机械联锁的失效。

断路器操作机构寿命短,弹簧操作几百次崩断,连杆销轴等断裂,等等失效模式,需要经过机械寿命试验验证,必要时进行可靠性试验,通过多台断路器,每台进行超过要求的操作次数无失效,则可以获得较高的可靠性,和可用性。如国外产品的可用性99.9999%,平均失效时间MTBF时间达到5000年,这都是基于理论计算出来的。


断路器操作机构长期处于运行合闸状态,接到分闸信号无法跳闸,半轴搭接过大、材料塑性变形、高温、污秽等都会造成拒分现象,需要合理设计,半轴硬度符合要求,使用环境安全,并进行相关测试,特别是对于高温、沙尘影响大的环境。

同样对于其它开关,也存在着长期处于合闸状态,无法打开的问题,如接地开关,触头压力很大,触头设计不合理,材料较软等都会分不开,影响使用,有些时候甚至造成操作系统损坏的问题,造成破坏。

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