Les appareillages haute- et basse-tension sont des appareillages largement utilisés et distribués dans les systèmes électriques. Malgré des améliorations significatives de leurs capacités techniques et de leurs performances en matière de sécurité, des accidents potentiels existent toujours pendant les opérations sur le terrain en raison de divers facteurs. Selon les statistiques de terrain, les accidents dans les appareils de commutation de 6 à 10 kV représentent plus de 50 % de tous les accidents impliquant des appareils de commutation de tous niveaux de tension, ce qui constitue une menace sérieuse pour le fonctionnement sûr des réseaux électriques. Par conséquent, le fonctionnement sûr et fiable de l’appareillage de commutation est un aspect crucial du fonctionnement sûr des systèmes électriques. Les principaux facteurs affectant le fonctionnement sûr et fiable de l’appareillage de commutation comprennent l’isolation, les propriétés mécaniques et la capacité de transport de courant, qui sont discutés ci-dessous.
Isolation
De nombreux facteurs provoquent des accidents d’isolation dans les appareillages de commutation. Outre les défauts dans la structure d'isolation et la qualité du matériau d'isolation de l'appareillage lui-même, il existe également de nombreuses autres raisons telles que les conditions d'environnement de fonctionnement de l'appareillage (telles que la température, l'humidité et la saleté), la structure du système de distribution, etc.
1.Le matériau isolant est médiocre. L'isolation externe de l'appareillage isolé dans l'air-utilise l'atmosphère comme isolation principale, et les pièces d'isolation de support utilisent des matériaux en porcelaine et des matériaux organiques (tels que la résine époxy, etc.). Si le matériau isolant est de mauvaise qualité, il est facile d’absorber l’humidité et les propriétés diélectriques diminueront dans un environnement humide et condensé. Lors du test de condensation, la cloison isolante aura une forte décharge en brosse, provoquant une brûlure locale du bord et conduisant éventuellement à un contournement. L'isolation en résine époxy a une faible hydrophobicité et n'est pas ignifuge. C'est un milieu polaire. Lorsqu'il fait humide et que la surface est sale, la conductivité de la surface augmente considérablement. Lorsque l’intensité du champ électrique atteint une certaine valeur, une décharge locale se produit. Étant donné que l'isolation en résine époxy a de mauvaises propriétés électriques à hautes fréquences, une décharge locale accélérera la détérioration de l'isolation à cet endroit jusqu'à ce qu'un contournement superficiel se produise, provoquant un accident. Les cloisons isolantes en résine époxy de l'armoire électrique sont reliées et assemblées à l'aide de vis métalliques, ce qui entraîne une grande quantité de potentiel flottant et conduit facilement à une décharge dendritique.
2.La structure d'isolation est déraisonnable. Si la distance d'isolation de l'air entre les conducteurs et le conducteur jusqu'au sol est faible, le niveau d'isolation contre les impulsions ne sera pas conforme à la norme. Lorsqu'il y a une électrode pointue à la surface du conducteur, le niveau d'isolation contre les impulsions diminue. Deuxièmement, dans l'armoire électrique de type chariot-, si la taille de l'isolation composite du corps chargé, de l'entrefer, de la cloison d'isolation assemblée et du corps de mise à la terre utilisés pour réduire la taille de l'équipement est déraisonnable, par exemple si l'entrefer est trop petit, le niveau d'isolation diminuera dans les environnements difficiles et ne pourra pas répondre aux conditions environnementales d'humidité élevée et de pollution grave sur site.
3.La ligne de fuite est trop petite. Pour les composants avec une petite ligne de fuite en surface, la tension de contournement à fréquence industrielle et la tension de contournement par impulsion chuteront considérablement en cas de condensation et de conditions environnementales sales, et ne répondront pas aux exigences de tension de tenue spécifiées. Si la ligne de fuite de surface des isolateurs de support utilisés dans les interrupteurs et les jeux de barres est petite, la tension de décharge est relativement faible dans des conditions de contamination et de condensation, ce qui facilite l'apparition d'un contournement de ligne de fuite d'isolation externe et d'une décharge partielle, provoquant une panne électrique et des accidents de court-circuit.
4.L’environnement opérationnel est rude. L'appareillage est soumis aux effets de la tension de service, des surtensions internes et des surtensions atmosphériques pendant le fonctionnement. Si la qualité des composants est mauvaise, lorsque certains paramètres du réseau électrique changent, les conditions de fonctionnement se détériorent. S’il y a des polluants et une humidité constante, l’embrasement de la pollution se produit facilement. La contamination affecte non seulement les caractéristiques de fréquence industrielle de l'isolation externe, mais affecte également la tension de décharge impulsionnelle. Dans des conditions de contamination, la tension de tenue aux chocs de l'isolation externe sera considérablement réduite. Des tests pertinents montrent qu'elle peut généralement diminuer de 30 à 40 %. Par conséquent, la résistance d’isolation de l’appareillage intérieur doit avoir une marge suffisante. L'humidité et la condensation sont également des facteurs à ne pas négliger. Lorsque l'environnement extérieur change considérablement ou que la différence de température entre le jour et la nuit est trop importante, le temps humide affectera les performances d'isolation de l'équipement, entraînant une augmentation du courant de fuite, qui passera d'une décharge partielle à une ligne de fuite et finalement se transformera en un accident de contournement.
5.Décharge partielle. La décharge partielle fait référence à la décharge ou à la panne dans la zone locale du milieu isolant provoquée par une répartition inégale du champ électrique et un champ électrique local excessif dans la structure isolante. Cela peut se produire dans les pores d’un isolant solide, dans des bulles d’isolant liquide ou entre des couches isolantes ayant des propriétés diélectriques différentes. Si l'intensité du champ électrique est supérieure à la valeur spécifique du diélectrique, cela peut également se produire dans une isolation liquide ou solide. Les décharges locales se développent progressivement et érodent continuellement le matériau isolant qui l'entoure, pouvant éventuellement provoquer la défaillance de l'ensemble du système d'isolation. Les décharges locales constituent donc la principale cause de détérioration de l’isolation. C’est également un signe et une manifestation importante de détérioration de l’isolation. Il est étroitement lié au processus de détérioration et de panne du matériau isolant et peut refléter efficacement la défaillance de l'isolation interne de l'équipement électrique.
La décharge partielle est généralement divisée en décharge interne, décharge de surface et couronne. Une décharge partielle n'entraînera pas de défaillance immédiate des composants du système à haute tension-. Par exemple, la décharge entre l'âme du conducteur interne et le blindage du câble peut durer longtemps, voire plusieurs années, avant que le diélectrique solide ne tombe en panne. Une décharge partielle provoquera une décharge dendritique dans le diélectrique solide. En raison de l'effet de détérioration de la décharge dendritique sur le câble, la tension de tenue diélectrique sera réduite. S'il fonctionne sous un champ électrique puissant pendant une longue période, la tension de tenue d'isolation deviendra de plus en plus faible jusqu'à ce qu'elle tombe en panne. Les trous dans les matériaux diélectriques, la contamination métallique des matériaux diélectriques et les saillies d'interface des matériaux diélectriques semi-conducteurs peuvent tous provoquer des décharges dendritiques.
Pannes mécaniques
Les pannes mécaniques se produisent principalement dans le mécanisme de commande, se manifestant par des disjoncteurs refusant de s'ouvrir ou de se fermer. Le défaut d’ouverture est responsable d’une proportion importante des pannes d’appareillage de commutation. Les principales causes de pannes de disjoncteurs sont :
1. Mécanisme de commande bloqué, principalement en raison d'une mauvaise qualité de fabrication, suivi d'une installation et d'une mise en service incorrectes. Un réglage incorrect du mécanisme de commande à quatre-brasseries, ou un centrage excessif après-mort-de l'arbre intermédiaire de la plaque de connexion, peut également provoquer des pannes du disjoncteur.
2. Déformation, déplacement ou dommage des composants. La déformation ou le déplacement d'un composant peut indiquer des problèmes de conception ou de matériaux. De plus, l'incapacité de réinitialiser le mécanisme de déclenchement après l'ouverture de l'interrupteur, l'incapacité de réinitialiser le support après l'actionnement, un noyau d'électro-aimant d'ouverture bloqué ou des vibrations provoquant le rebond du noyau d'ouverture pendant le moment de l'ouverture peuvent tous contribuer aux pannes du disjoncteur.
3. Noyau d’ouverture bloqué, interrupteur auxiliaire défectueux. Une mauvaise qualité et un mauvais contact dans l'interrupteur auxiliaire peuvent provoquer une défaillance du disjoncteur. Les causes mécaniques du défaut de fermeture du disjoncteur sont similaires à celles du défaut d’ouverture. Les raisons électriques sont principalement la défaillance du contacteur de fermeture du mécanisme de commande électromagnétique, la défaillance du câblage secondaire et la faible tension d'alimentation.
Transport de courant
Le circuit conducteur (circuit porteur de courant{{0}) est également un emplacement de défaut courant dans l'appareillage de commutation. Le circuit conducteur des appareillages fixes est principalement constitué de connexions fixes entre les composants. La fiabilité de ces connexions est déterminée par les conditions au moment de la connexion principale et n'est en grande partie pas affectée par l'exploitation, maintenant les conditions de fonctionnement d'origine. Cependant, le circuit conducteur des appareillages de type amovible et à tiroir- n'est pas seulement affecté par la fiabilité des points de connexion entre les composants, mais dépend également en grande partie des conditions de contact des contacts d'isolation primaires pendant le fonctionnement.
Des surfaces de jeu de barres non lisses ou inégales, des surfaces huileuses ou oxydées, une surface de recouvrement insuffisante, une pression de contact insuffisante ou un manque de traitement avec une pâte conductrice dédiée peuvent tous augmenter la résistance de contact aux points de connexion des jeux de barres, conduisant à un échauffement. Une surface de contact ou une pression de contact insuffisantes entre les câbles et les composants du commutateur, ou même l'absence de transition cuivre-aluminium entre le jeu de barres en aluminium et le câble sortant, peuvent tous provoquer un échauffement au niveau des joints de câble.
La fatigue, la rouille et le vieillissement des ressorts de compression des doigts de contact isolants primaires peuvent réduire leur fonction, entraînant une pression de contact et un contact entre les doigts insuffisants. Cela augmente la résistance de contact, réduit la section efficace de transport du courant--et provoque un échauffement. De plus, pendant le fonctionnement, le ressort de pression du doigt de contact est soumis à une compression à long terme-, générant de la chaleur sous l'action du courant. Ceci, combiné aux brûlures d'arc générées lors du processus d'ouverture et de fermeture du contact, peut dégrader l'élasticité du ressort au fil du temps. Cela entraîne à son tour une pression insuffisante sur le ressort de pression du doigt de contact, ce qui entraîne un contact inadéquat entre les contacts mobiles et statiques. Cela exacerbe l'échauffement, provoquant un échauffement de plus en plus important des contacts et même la rupture du ressort de pression, provoquant une dispersion des contacts, entraînant un mauvais contact et des brûlures.
Si la course du mécanisme de commande du chariot est incorrecte, le chariot ne peut pas être complètement avancé jusqu'à la position prédéfinie, ce qui entraîne une profondeur d'insertion insuffisante entre les contacts mobiles et statiques et une surface de contact insuffisante, ce qui peut provoquer un échauffement.
