배전반의 고장 분석 및 대책

배전반이란 무엇입니까?

개폐 장치는 하나 이상의 저전압 스위칭 장치와 관련 제어, 측정, 신호, 보호, 규제 및 기타 장비로 구성된 어셈블리입니다. 모든 내부 전기 및 기계적 연결은 제조업체에서 완료하며 구조적 구성 요소와 함께 통합 장치로 완벽하게 조립됩니다.

배전반의 주요 기능

전력 시스템의 발전, 송전, 배전 및 에너지 변환 과정에서 개폐 장치는 전기 장비의 스위칭, 제어 및 보호에 사용됩니다.

개폐 장치의 내부 구성 요소

개폐 장치는 주로 회로 차단기, 단로기, 부하 스위치, 작동 메커니즘, 계기용 변압기 및 다양한 보호 장치로 구성됩니다.

12~40.5kV 배전반은 전력망 시스템에서 가장 널리 사용되는 주요 변전소 장비입니다. 최근 수배전반 관련 사고가 빈번히 발생하여 경제적 손실, 인명 피해 등 사회적으로 부정적인 영향을 미치고 있습니다.

사고 위험과 고유 결함은 주로 배선 구성, 내부 아크 해제 기능, 내부 절연, 과열 및 -오류 방지 연동과 같은 측면에 집중되어 있습니다. 목표 대책을 수립함으로써 개폐기 및 링 메인 유닛의 사고 건수가 크게 감소했으며, 전력망 운영의 신뢰성이 꾸준히 향상되었습니다.

 

1. 배선 구성의 숨겨진 위험

1.1 숨겨진 위험의 유형

1.1.1 서지 피뢰기를 TV 캐비닛의 모선에 직접 연결

일반적인 설계 사양의 요구 사항에 따라 TV 캐비닛의 서지 피뢰기는 격리형 핸드 트럭을 통해 버스바에 연결되어야 합니다. 그러나 TV 캐비닛의 다양한 구획 레이아웃과 배선 구성으로 인해 일부 TV 캐비닛의 서지 방지기는 격리 핸드 트럭을 통해 버스바에 연결되지 않습니다. TV 유지 관리를 수행할 때 격리 핸드 트럭은 철수되지만 서지 피뢰기는 여전히 전류가 흐르므로 작업을 위해 구획에 들어오는 직원에게 감전 위험이 있습니다. TV 캐비닛의 서지 피뢰기의 주요 배선 구성은 다음 그림에 나와 있습니다.

 

⑴.배선 방법 1: TV 캐비닛의 서지 어레스터와 TV는 후면 구획에 설치되고 퓨즈는 트롤리에 설치되며 서지 어레스터는 버스바에 직접 연결되고 TV는 절연 트롤리를 통해 버스바에 연결됩니다.
⑵.배선 방법 2: TV 캐비닛의 서지 피뢰기는 부스바 구획에 설치되고 부스바에 직접 연결되며 TV와 퓨즈는 트롤리에 설치됩니다.
⑶.배선 방법 3: TV 캐비닛의 서지 어레스터는 후면 구획 또는 전면 하단 구획에 별도로 설치되고 버스바에 직접 연결되며 TV와 퓨즈는 트롤리에 설치됩니다.
⑷.배선 방법 4: XGN 시리즈 고정 캐비닛의 구획에는 TV와 퓨즈가 설치되고, 부스바에 직접 연결된 서지 어레스터는 다른 구획에 별도로 설치됩니다.
⑸.배선 방법 5: 서지 어레스터, TV 및 퓨즈는 모두 후면 구획에 설치되며 서지 어레스터는 버스바에 직접 연결되고 TV는 절연 트롤리를 통해 버스바에 연결됩니다.
⑹.배선 방법 6: 서지 어레스터, 퓨즈 및 TV를 동일한 트롤리에 설치하고 서지 어레스터를 퓨즈 뒤에 연결합니다. 이 배선 방법이 올바르지 않습니다. 작동 중에 퓨즈가 끊어지면 장비는 서지 피뢰기의 보호 기능을 잃게 됩니다.

 

1.1.2 배전반의 하부 구획과 후면 구획이 완전히 절연되지 않았습니다.

주 변압기 입력 라인 개폐기, 모선 커플링 개폐기, 피더 개폐기 등을 포함한 일부 KYN 시리즈 개폐 장치는 하부 구획과 후방 구획 사이에 완전한 절연을 달성하지 못했습니다. 하단 칸에 들어가는 직원이 실수로 버스바나 케이블 헤드와 같은 충전 부품을 만져 감전될 수 있습니다. 스위치기어의 하부 구획과 후방 구획 사이의 불완전한 격리로 인한 숨겨진 위험이 그림에 나와 있습니다.

1.2 대책

배선 구성에 잠재적 위험이 있는 스위치기어의 기본 배선 재구성을 수행하십시오. 스위치기어 배선 재구성의 개략도는 그림에 나와 있습니다.

1.2.1 TV 캐비닛의 서지 피뢰기 배선 방법에 대한 기술 개조 계획

⑴.배선 방법 1의 경우: 격실 내부의 서지 피뢰기를 제거하고, TV 배선 방법을 변경하지 않고, 부스바 격실의 원래 벽 관통 구멍을 밀봉하고, 서지 피뢰기를 트롤리에 놓고 퓨즈-서지 피뢰기 트롤리에 장착하고, 서지 피뢰기를 퓨즈 및 TV 회로와 병렬로 연결합니다.
⑵.배선 방법 2의 경우: 버스바 구획에서 서지 피뢰기를 제거하고 서지 피뢰기를 트롤리로 이동한 후 퓨즈와 서지 피뢰기가 공유하는 트롤리에 개조하고 하부 접점 상자 장착 플레이트, 접점 박스 배플 및 라이브 도어 메커니즘을 추가하고 TV를 후면 구획에 설치한 후 리드선을 통해 절연 트롤리의 하부 접점에 연결합니다. 이 계획은 원래 카트에 구현하거나 새 카트로 교체하는 것을 고려할 수 있습니다.
⑶.배선 방법 3의 경우: 원래 구획의 서지 피뢰기를 제거하고 서지 피뢰기를 트롤리로 옮기고 퓨즈와 서지 피뢰기가 공유하는 트롤리에 개조하고 부스바 구획의 원래 벽 관통 구멍을 밀봉하고 트롤리용 하부 접점 박스 장착 플레이트, 접점 박스 배플 및 라이브 도어 메커니즘을 추가하고 TV를 후면 구획에 설치하고 리드선을 통해 하부 접점에 연결합니다. 이 계획은 원래 카트에 구현하거나 새 카트로 교체하는 것을 고려할 수 있습니다.
⑷.배선 방법 4의 경우: 다른 구획 내부의 서지 방지기를 제거하고 서지 방지기를 퓨즈와 TV의 구획으로 이동한 후 절연 스위치 단선 후 연결하고 퓨즈 및 TV 회로와 병렬로 연결합니다.
⑸.배선 방법 5의 경우: 서지 어레스터와 TV의 설치 위치를 변경하지 않고 원래의 서지 어레스터 리드 와이어를 절연 트롤리의 하부 접점에 직접 연결하고 부스바 구획의 원래 벽 관통 구멍을 밀봉합니다.
⑹.배선 방법 6의 경우: 이 배선 배열이 올바르지 않습니다. 작동 중에 퓨즈가 끊어지면 장비는 서지 피뢰기의 보호 기능을 잃게 됩니다. 원래 트롤리에서 서지 피뢰기와 퓨즈를 제거하고 배선 위치를 변경하여 퓨즈 상류에 서지 피뢰기를 연결한 다음 퓨즈 및 TV 회로와 병렬로 연결합니다.

1.2.2 배전반 하부 캐비닛과 후면 캐비닛 사이의 불완전 절연에 대한 예방 조치

이러한 배전반은 제품 구조가 확정되어 있으므로 개축 시 칸막이판을 설치하면 내부 구조 및 공간 분포가 변경되어 내부 보호 성능을 보장할 수 없게 됩니다. 따라서 작업을 위해 캐비닛에 들어가기 전에 주 변압기의 10kV 측과 주 변압기 회로 차단기가 유지 보수 상태로 전환되었는지 확인한 후 작업을 수행할 수 있습니다.

2. 내부 절연 문제

2.1 숨겨진 위험의 유형

최근 수배전반의 소형화에 따라 내부절연 성능과 관련한 불량 및 불량이 지속적으로 발생하고 있습니다. 주요 증상은 다음과 같습니다.

● 연면거리와 공기 공간이 부족합니다. 특히 인출형 배전반의 경우 많은 제조업체에서 절연 강도를 보장하기 위한 효과적인 조치를 취하지 않고 캐비닛 크기를 줄이기 위해 캐비닛에 설치된 회로 차단기와 절연 플러그의 위상간 거리와 접지간 거리를 크게 줄였습니다.

● 조립기술이 열악하다. 배전반 내부의 개별 부품은 내전압 시험을 통과하지만, 조립된 배전반은 조립 품질이 좋지 않아 전체적으로 통과할 수 없습니다.

● 접점 용량이 부족하거나 접촉 불량입니다. 이로 인해 국부적인 온도 상승과 절연 성능 저하가 발생하여 상-대-접지 또는 상-대-플래시오버가 발생합니다.

● 응결. 내장된-히터는 손상 및 고장이 발생하기 쉬우며, 이로 인해 배전반 내부에 결로가 발생하고 절연 성능이 저하됩니다.

● 보조 부품의 절연 성능이 좋지 않습니다. 일부 제조업체는 비용 절감을 위해 절연 수준이 낮은 액세서리를 사용하여 배전반의 전반적인 절연 성능을 저하시킵니다.

2.2 대책

배전반의 소형화를 맹목적으로 추구하지 마십시오. 엔지니어링 조건, 변전소 레이아웃, 운영, 유지 관리 및 장비 정밀 검사를 기반으로 적절한 개폐 장치를 선택하십시오.

● 공기 또는 공기/절연재를 절연 매체로 사용하는 장비의 경우 절연재의 두께, 설계 전계 강도 및 노화를 고려하십시오. 제조업체는 표준에 따라 응축 테스트를 수행해야 합니다.

● 벽을 통과하는- 부싱, 기계식 밸브, 버스바 벤드 및 개폐기 및 링 메인 장치의 기타 부품에 대해 공기 절연 거리가 다음보다 작습니다.125mm(12kV)그리고300mm(40.5kV), 도체에 절연 외장을 적용하십시오.

● 인입출 부싱, 기계식 밸브, 부스바 벤드 등 전계 세기가 집중되는 부위에는 전계 왜곡을 방지하기 위해 모따기, 연마 등의 조치를 취하십시오.

스프레이RTV 단열코팅오염 방지 요구사항을 충족할 수 없는 버스바 절연체와 같은 절연 지지대에{0}}노후 장비의 작동 조건을 개선합니다.

3. 불완전한-오작동 방지 잠금

3.1 숨겨진 위험의 유형

대부분의 배전반에는 오작동 방지 잠금 장치가 장착되어 있지만, 그 포괄성과 강제성은 요구 사항을 충족하지 못합니다.

일부 장갑 스위치기어의 후면 상단 캐비닛 도어는 오작동 방지 잠금 장치나 이중 격리 배플 없이도 열 수 있습니다.{0}} 개봉 후 충전부를 직접 만질 수 있으며, 일반 육각 소켓 나사를 사용하므로 무단 진입으로 인한 감전의 위험이 있습니다.

접지 스위치가 없는 일부 배전반(주 변압기, 버스 타이, TV, 스테이션 변압기 등)에는 접지 스위치와 기계적으로 연동되지 않은 후면 하단 캐비닛 도어가 있습니다. 나사를 풀면 도어를 직접 열 수 있으며, 도어가 열린 상태에서 닫힘 동력 전달이 가능하므로 감전의 위험이 있습니다.

일부 스위치기어(예: KYN28)의 후면 캐비닛 도어 상단 및 하단 부분은 독립적으로 잠글 수 없습니다. 나가는 접지 스위치가 닫히면 하단 및 상단 후면 캐비닛 도어가 모두 열릴 수 있으며 이로 인해 감전 위험이 발생할 수 있습니다.

인출 트럭을 빼낸 후{0}}오작동 방지 잠금 장치, 충전 부품 노출 및 감전 위험 없이 절연 절연 배플을 쉽게 밀어 올릴 수 있습니다.{1}}

3.2 대책

후면 상부 캐비닛 도어를 열어 충전부에 직접 접근할 수 있는 고전압 개폐 장치에 기계식 자물쇠와 마이크로컴퓨터 오작동 방지 프로그램 잠금 장치를 설치하세요.-

접지 스위치와 후면 캐비닛 도어 사이에 인터록을 추가하고 GG1A, XGN 및 기타 스위치기어의 접지 스위치 작동을 잠그는 라이브 디스플레이 장치를 추가합니다.

오작동 방지 장치의 신뢰성을 정기적으로 점검하세요.- 정전 시 인출 트럭과 접지 스위치, 단로기 및 접지 스위치 사이의 기계적 인터록을 검사하세요.-

4. 내부 아크 방출 용량 부족

4.1 숨겨진 위험의 유형

내부 아크 결함은 내부 결함, 가혹한 작동 조건에서 절연 열화 또는 오작동으로 인해 금속으로 둘러싸인 배전반에서 발생할 수 있습니다. 단락에 의해 생성된 아크는 온도가 높고 에너지가 큽니다. 전기역학적 및 열적 힘에 의해 구동되는 아크는 캐비닛 내부에서 빠르게 이동하여 결함 범위를 확장합니다. 절연 재료가 가스화되고 금속이 녹으며 내부 온도와 압력이 급격하게 상승합니다. 자격을 갖춘 압력 방출 채널이 없으면 큰 압력이 파티션, 도어, 경첩 및 관찰 창을 변형하거나 파열시킬 수 있습니다. 캐비닛에서 분출되는 고온의 가스는 근처의 작동 및 유지 보수 인력에게 심각한 화상을 입히거나 심지어 치명적인 부상을 입힐 수도 있습니다. 현재-서비스 장비에는 압력 방출 채널 없음, 불합리한 레이아웃, 테스트되지 않은 내부 아크 방출 용량 및 느슨한 테스트 평가와 같은 문제가 있습니다.

4.2 대책

선택: 내부 결함 아크 성능은 다음과 같아야합니다.IAC 수업, 허용 기간 이상0.5s, 정격 단시간-내전류와 동일한 전류를 테스트합니다. 정격 단락-차단 전류가 31.5kA 이상인 제품의 경우 내부 결함 아크 테스트는 31.5kA에서 수행할 수 있습니다.

재건: 압력 방출 채널을 설치 또는 수정하고 형식 테스트 표준을 엄격히 준수하여 내부 아크 성능을 검증합니다.

보호: 아크 손상 기간을 단축하기 위해 주 변압기 섹션의 보호 조정 시간 여유를 적절하게 줄입니다.

5. 가열불량

5.1 숨겨진 위험의 유형

회로 연결부의 접촉 불량은 접촉 저항을 증가시키고 심각한 발열을 유발합니다(예: 절연 접점의 접촉 불량).

금속 외장 캐비닛의 불합리한 통풍구 설계로 인해 공기 대류 및 열 방출이 좋지 않아 내부 가열이 자주 발생합니다.

부싱, 변류기 등을 통한 벽의 설치 구조로 형성된 전자기 폐쇄 루프-는 와전류를 생성하고 절연 배플에 심한 발열을 유발합니다.

일부 밀폐형 배전반의 건식{0}}형 부품(주물-형 CT, VT, 건식{2}}형 변압기)은 권선 와이어 게이지가 부족하고 주조 기술이 열악하여 과열 및 손상되기 쉽습니다.

5.2 대책

공급 및 배기 팬을 설치하여 열 방출을 개선합니다.

정전 시 고정 및 이동 접점의 접촉 압력을 검사하고, 필요한 경우 마모된 부품과 피로한 접점 스프링을 교체하십시오.

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