Aukštos{0}} ir žemos{1} įtampos skirstomieji įrenginiai yra plačiai naudojami ir paskirstyti elektros energijos tiekimo sistemose. Nepaisant reikšmingų techninių galimybių ir saugos patobulinimų, dėl įvairių veiksnių vis dar pasitaiko galimų nelaimingų atsitikimų eksploatuojant lauke. Pagal lauko statistiką 6-10 kV skirstyklų avarijos sudaro daugiau nei 50 % visų avarijų, susijusių su visų įtampos lygių skirstomaisiais įrenginiais, keliančiais rimtą grėsmę saugiam elektros tinklų darbui. Todėl saugus ir patikimas skirstomųjų įrenginių veikimas yra esminis saugaus elektros sistemų veikimo aspektas. Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos saugiam ir patikimam skirstomųjų įrenginių darbui, yra izoliacija, mechaninės savybės ir srovės pralaidumas, kurie aptariami toliau.
Izoliacija
Yra daug veiksnių, sukeliančių izoliacijos avarijas skirstomuosiuose įrenginiuose. Be pačių skirstomųjų įrenginių izoliacijos konstrukcijos ir izoliacinės medžiagos kokybės defektų, yra ir daugybė kitų priežasčių, tokių kaip skirstomojo įrenginio eksploatavimo aplinkos sąlygos (pavyzdžiui, temperatūra, drėgmė ir nešvarumai), skirstomosios sistemos struktūra ir kt.
1.Prasta izoliacinė medžiaga. Oro izoliuotų skirstomųjų įrenginių išorinėje izoliacijoje kaip pagrindinė izoliacija naudojama atmosfera, o atraminėse izoliacinėse dalyse naudojamos porcelianinės ir organinės medžiagos (pvz., epoksidinė derva ir kt.). Jei šiltinimo medžiaga nekokybiška, ji lengvai sugeria drėgmę, o drėgnoje ir kondensuojančioje aplinkoje sumažės dielektrinės savybės. Atliekant kondensacijos bandymą, izoliacinė pertvara turės stiprią šepečio iškrovą, dėl kurios kraštas vietiškai nudegs ir galiausiai sukels pliūpsnį. Epoksidinės dervos izoliacija turi prastą hidrofobiškumą ir nėra antipireninė. Tai polinė terpė. Kai drėgna ir paviršius nešvarus, paviršiaus laidumas gerokai padidės. Kai elektrinio lauko stiprumas pasiekia tam tikrą vertę, įvyks vietinis iškrovimas. Kadangi epoksidinės dervos izoliacija turi prastų elektrinių savybių esant aukštam dažniui, vietinis iškrovimas paspartins izoliacijos blogėjimą toje vietoje, kol įvyks paviršiaus blyksnis ir sukels avariją. Epoksidinės dervos izoliacinės pertvaros skirstomojoje spintoje sujungiamos ir surenkamos metaliniais varžtais, todėl susidaro didelis plūduriavimo potencialas ir lengvai atsiranda dendritinė iškrova.
2.Izoliacijos konstrukcija yra neprotinga. Jei oro izoliacijos atstumas tarp laidininkų ir laidininko iki žemės yra mažas, impulsinės izoliacijos lygis neatitiks standarto. Kai laidininko paviršiuje yra aštrus elektrodas, impulsinės izoliacijos lygis sumažės. Antra, vežimėlio-tipo skirstomojoje spintoje, jei kompozitinis įkraunamo korpuso, oro tarpo, sumontuotos izoliacinės pertvaros ir įžeminimo korpuso izoliacijos dydis, naudojamas įrangos dydžiui sumažinti, yra nepagrįstas, pvz., jei oro tarpas yra per mažas, izoliacijos lygis sumažės atšiaurioje aplinkoje ir neatitiks aplinkos sąlygų – didelės drėgmės ir didelės taršos.
3.Šliaužimo atstumas per mažas. Komponentų, kurių paviršiaus valkšnumo atstumas yra nedidelis, galios dažnio blykstės įtampa ir impulsų blykstės įtampa labai sumažės kondensacijos ir nešvarios aplinkos sąlygomis ir neatitiks nurodytų atsparumo įtampos reikalavimų. Jei jungikliuose ir šynose naudojamų atraminių izoliatorių paviršiaus valkšnumo atstumas yra mažas, iškrovos įtampa yra santykinai maža esant užterštumo ir kondensato sąlygoms, todėl gali lengvai atsirasti išorinės izoliacijos šliaužimas ir dalinis iškrovimas, sukeliantis elektros gedimus ir trumpojo jungimo avarijas.
4.Darbo aplinka atšiauri. Veikimo metu skirstomieji įrenginiai yra veikiami darbinės įtampos, vidinės viršįtampio ir atmosferos viršįtampio. Jei komponentų kokybė yra prasta, pasikeitus tam tikriems elektros tinklo parametrams, pablogės eksploatavimo sąlygos. Jei yra teršalų ir nuolatinė drėgmė, taršos pliūpsniai gali atsirasti. Užteršimas turi įtakos ne tik išorinės izoliacijos galios dažninėms charakteristikoms, bet ir impulsinio išlydžio įtampai. Esant užterštumo sąlygoms, išorinės izoliacijos impulsų atsparumo įtampa labai sumažės. Atitinkami testai rodo, kad paprastai jis gali sumažėti 30–40%. Todėl patalpų skirstomųjų įrenginių izoliacijos stiprumas turėtų būti pakankamas. Drėgmė ir kondensatas taip pat yra veiksniai, kurių negalima ignoruoti. Labai pasikeitus išorinei aplinkai arba per dideliam dienos ir nakties temperatūrų skirtumui, drėgnas oras turės įtakos įrangos izoliacijai, todėl padidės nuotėkio srovė, kuri išsivystys nuo dalinio iškrovimo iki šliaužimo ir galiausiai išsivystys į sprogimo avariją.
5.Dalinis išleidimas. Dalinis iškrovimas reiškia izoliacinės terpės iškrovą arba gedimą vietinėje srityje, kurią sukelia netolygus elektrinio lauko pasiskirstymas ir per didelis vietinis elektrinis laukas izoliacijos konstrukcijoje. Jis gali atsirasti kietos izoliacijos porose, skystos izoliacijos burbuliukuose arba tarp izoliacijos sluoksnių, turinčių skirtingas dielektrines savybes. Jei elektrinio lauko stipris yra didesnis už specifinę dielektriko vertę, jis taip pat gali atsirasti skystoje arba kietoje izoliacijoje. Vietinis iškrovimas palaipsniui vystosi ir nuolat ardys aplink ją esančią izoliacinę terpę, o galiausiai gali sukelti visos izoliacijos sistemos gedimą. Todėl vietinės iškrovos yra pagrindinė izoliacijos pablogėjimo priežastis. Tai taip pat svarbus izoliacijos pablogėjimo požymis ir pasireiškimas. Jis yra glaudžiai susijęs su izoliacinės medžiagos gedimo ir gedimo procesu ir gali veiksmingai atspindėti elektros įrangos vidinės izoliacijos gedimą.
Dalinis iškrovimas paprastai skirstomas į vidinį iškrovimą, paviršinį iškrovimą ir vainikinį. Dalinis iškrovimas nesukels tiesioginio aukštos -tampos sistemos komponentų gedimo. Pavyzdžiui, iškrova tarp vidinės laidininko šerdies ir kabelio ekrano gali trukti ilgą laiką, net keletą metų, kol sugenda kietasis dielektrikas. Dalinis iškrovimas sukels dendritinę iškrovą kietajame dielektrike. Dėl dendritinės iškrovos blogėjančio poveikio kabeliui sumažės dielektrinė atsparumo įtampa. Jei jis ilgą laiką veikia stipriame elektriniame lauke, izoliacijos atsparumo įtampa vis mažės, kol suges. Skylės dielektrinėse medžiagose, dielektrinių medžiagų metalinis užterštumas ir puslaidininkinių dielektrinių medžiagų sąsajos iškyšos gali sukelti dendritines iškrovas.
Mechaniniai gedimai
Mechaniniai gedimai pirmiausia atsiranda veikimo mechanizme, pasireiškiantys grandinės pertraukiklių atsisakymu atidaryti ar uždaryti. Didelę skirstomųjų įrenginių gedimų dalį lemia neatidarymas. Pagrindinės grandinės pertraukiklio gedimų priežastys yra šios:
1. Užstrigo veikimo mechanizmas, pirmiausia dėl prastos gamybos kokybės, o vėliau dėl netinkamo įrengimo ir paleidimo. Netinkamas keturių-jungčių veikimo mechanizmo sureguliavimas arba per didelis jungiamosios plokštės tarpinio veleno-centravimas{4}} taip pat gali sukelti grandinės pertraukiklio gedimus.
2. Komponento deformacija, poslinkis arba pažeidimas. Komponento deformacija arba poslinkis gali reikšti dizaino ar medžiagų problemas. Be to, išjungimo mechanizmo neatstatymas atidarius jungiklį, laikiklio neatstatymas po paleidimo, užstrigusi atsidaranti elektromagneto šerdis arba vibracija, dėl kurios atsidarymo šerdis atsimuša, gali prisidėti prie grandinės pertraukiklio gedimų.
3. Užstrigusi angos šerdis, sugedęs pagalbinis jungiklis. Prasta kokybė ir prastas kontaktas pagalbiniame jungiklyje gali sukelti grandinės pertraukiklio gedimą. Mechaninės grandinės pertraukiklio gedimo priežastys yra panašios į priežastis, dėl kurių nepavyksta atsidaryti. Elektrinės priežastys daugiausia yra elektromagnetinio veikimo mechanizmo uždarymo kontaktoriaus gedimas, antrinio laidų gedimas ir žema maitinimo įtampa.
Srovės nešimas
Laidi grandinė (srovės{0}}nešimo grandinė) taip pat yra dažna skirstomųjų įrenginių gedimo vieta. Laidžiąją grandinę stacionariuose skirstomuosiuose įrenginiuose pirmiausia sudaro fiksuotos jungtys tarp komponentų. Šių jungčių patikimumą lemia sąlygos pirminio prijungimo metu ir veikimas, išlaikant pirmines eksploatavimo sąlygas, jam beveik nedaro įtakos. Tačiau laidžiajai grandinei nuimamuose ir stalčių -tipo skirstomuosiuose įrenginiuose įtakos turi ne tik jungčių tarp komponentų patikimumas, bet ir labai priklauso nuo pirminių izoliuojančių kontaktų sąlyčio sąlygų veikimo metu.
Netolygus arba nelygus šynų paviršius, riebūs arba oksiduoti paviršiai, nepakankamas juosmens plotas, nepakankamas kontaktinis slėgis arba nesugebėjimas apdoroti specialia laidžia pasta – visa tai gali padidinti šynų prijungimo taškų sąlyčio varžą ir sukelti kaitinimą. Nepakankamas kontaktinis paviršius arba kontaktinis slėgis tarp kabelių ir jungiklio komponentų arba net vario -aliuminio perėjimo tarp aliuminio šynos ir išeinančio kabelio nebuvimas – visa tai gali sukelti kabelių jungčių šildymą.
Pirminių izoliacinių kontaktinių pirštų suspaudimo spyruoklių nuovargis arba rūdys ir senėjimas gali sumažinti jų funkciją, todėl gali atsirasti nepakankamas kontaktinis slėgis ir kontaktas tarp pirštų. Dėl to padidėja kontaktinė varža, sumažėja efektyvusis srovės-tekėjimo skerspjūvis- ir atsiranda kaitinimas. Be to, veikimo metu kontaktinio piršto spaudimo spyruoklė yra ilgai-suspaudžiama, todėl veikiant srovei susidaro šiluma. Tai kartu su lanko nudegimais, atsirandančiais kontakto atidarymo ir uždarymo metu, laikui bėgant gali pabloginti spyruoklės elastingumą. Tai savo ruožtu lemia nepakankamą kontaktinio piršto spaudimo spyruoklės spaudimą, todėl judančių ir statinių kontaktų kontaktas nėra pakankamas. Tai sustiprina kaitinimą, dėl to vis stipriau įkaista kontaktas ir net nutrūksta slėgio spyruoklė, dėl ko kontaktai išsisklaido, dėl to prastas kontaktas ir nudegimai.
Jei vežimėlio valdymo mechanizmo eiga yra netinkama, vežimėlio negalima iki galo pastumti į iš anksto nustatytą padėtį, todėl tarp judančių ir statinių kontaktų nėra pakankamai įterpimo gylio ir nepakanka kontaktinio paviršiaus, o tai gali sukelti įkaitimą.
