Analisi di due guasti dell'unità principale ad anello SF₆ a 10kV e test in linea

Analisi di due guasti delle unità principali ad anello SF₆ da 10kV e test in linea​

​1 Introduzione alle unità principali ad anello SF₆ da 10kV​
Un'unità principale ad anello (RMU) da 10kV con gas SF₆ è solitamente composta da un serbatoio di gas, un compartimento per il meccanismo di manovra e un compartimento per la connessione dei cavi.

• ​Serbatoio di gas: Il componente più critico, che ospita la barra di collegamento del carico, l'albero dello switch e il gas SF₆. L'interruttore di carico è uno switch a tre posizioni, comprensivo di una lama isolante e uno schermo estintore di arco.
• ​Compartimento per il meccanismo di manovra: Il meccanismo di manovra si collega all'interruttore di carico e allo switch di terra attraverso l'albero dello switch. Gli operatori inseriscono un bastone di manovra nell'apertura d'accesso per eseguire operazioni di chiusura, apertura o terra. Poiché i contatti dello switch non sono visibili, un indicatore di posizione direttamente collegato all'albero mostra chiaramente lo stato corrente degli interruttori di carico e di terra. Interlock meccanici tra l'interruttore di carico, l'interruttore di terra e il pannello frontale assicurano il rispetto dei requisiti di sicurezza "cinque prevenzioni".
• ​Compartimento per la connessione dei cavi: Situato sul lato anteriore della RMU per facilitare la connessione dei cavi. Le terminazioni dei cavi utilizzano accessori in silicone vivi toccabili o non toccabili per connettersi ai candelotti isolanti della RMU.

​2 Analisi di due guasti​
​2.1 Guasto di perdita di gas SF₆​
Si è verificata un'interruzione di linea a 10kV a causa di un guasto. L'ispezione ha rivelato fumo proveniente da una RMU di Yangmeikeng. Dopo aver aperto l'armadio, si è scoperto che la terminazione del cavo dell'interruttore #2 era fratturata, con gas che fuoriusciva dal serbatoio. La rimozione del connettore a gomito ha mostrato che il perno a doppia estremità per l'installazione del candelotto non era centrato nel foro del morsetto, causando una forza prolungata verso il basso sul candelotto e portando alla rottura alla base.
Tali guasti spesso si verificano alle terminazioni dei cavi a causa di un'installazione impropria, risultando in stress sostenuto che provoca la rottura dell'interfaccia tra il serbatoio di gas e la terminazione del cavo e la perdita di SF₆. In alternativa, sigillature di fabbricazione scadenti possono causare perdite.

​2.2 Guasto di terminazione del cavo nella RMU​
Durante un'ispezione di routine, la porta di un armadio RMU da 10kV appariva annerita, indicando una possibile scarica. L'unità quarta di una RMU a quattro unità era di riserva. L'ispezione post-interruzione ha rivelato scariche significative nelle unità seconda e terza:

• ​Unità 2: Il cono di tensione della fase C mostrava segni di scarica e annerimento sulla parete dell'armadio.
• ​Unità 3: Il gomito del cavo della fase B mostrava bruciature di scarica.
  Lo smontaggio ha rivelato:
• ​Unità 2: Il cono di tensione era installato troppo in basso, completamente sotto la rottura semiconduttrice del cavo. Un cattivo contatto su entrambi i lati ha causato una concentrazione del campo elettrico, portando al collasso e alla scarica contro l'armadio.
• ​Unità 3: È stato utilizzato un morsetto per cavi esterni (di dimensioni minori) invece di quello originale. Sono stati illegalmente inseriti spaziatori tra il morsetto e il nucleo di rame del candelotto, causando un cattivo contatto e surriscaldamento. Un gomito sovradimensionato non ha sigillato il cono di tensione, permettendo l'ingresso di umidità, la degradazione dell'isolamento e il tracking.
  La qualità della terminazione del cavo è cruciale nelle RMU compatte. Trattamenti substandard del conduttore, dello schermo o del strato semiconduttore riducono la distanza di strisciamento, rischiando il collasso. Un rigoroso controllo di qualità durante la terminazione minimizza i rischi di guasto.

​3 Analisi dei test in linea​
​3.1 Risultati dei test in linea​
Nel mese di ottobre, i test di scarica parziale (PD) su RMU da 10kV hanno rilevato segnali anormalmente elevati (TEV ≈18dB, AE ≈20dB) in unità di un produttore. Test successivi su 15 unità hanno rivelato scariche simili in 7. Le finestre di osservazione hanno mostrato tracce di tracking sulle terminazioni dei cavi, con le T-teste che mostravano bruciature. Lo smontaggio ha confermato danni gravi da scarica:

• Le superfici delle prese, dei parafulmini, dei candelotti in epoxide e dei sigilli mostravano bruciature di tracking.
• Interfacce allentate tra le prese e i sigilli hanno permesso l'ingresso di umidità, corrode parti metalliche e degradando l'isolamento.
  Dopo la sostituzione dei componenti, i livelli di PD sono tornati alla normalità.

​3.2 Riepilogo della metodologia di test​
La valutazione della PD combina "ascolto", "olfatto", "osservazione" e "test":

• ​Preparazione: Verificare la sicurezza dell'equipaggiamento, calibrare gli strumenti di PD e controllare incrociatamente gli ID del sistema.
• ​Controlli preliminari:
• Monitorare la pressione del gas.
• Ascoltare eventuali rumori anomali (in caso positivo, evacuare e riferire).
• Annusare odori di bruciato prima di aprire le porte.
• Ispezionare visivamente tramite le finestre: tracce di scarica a forma di albero sulle T-teste o fusione bianca sui tappi di isolamento indicano guasti.
• ​Procedura di test:
  ① Misurare il TEV di sfondo sulle porte metalliche non alimentate per stimare i livelli generali di PD.
  ② Test TEV: Premere i sensori saldamente contro le porte metalliche; localizzare le fonti di PD attraverso l'attenuazione del segnale.
  ③ Test AE: Scansionare le fessure delle porte.
• ​Criteri di risultato (Standard di Shenzhen)​:

​4 Conclusione​
Punti chiave:
① Le RMU con gas SF₆ sono sempre più utilizzate nei nodi critici delle reti di distribuzione grazie ai loro vantaggi.
② I guasti delle RMU da 10kV con gas SF₆ spesso derivano da una scarsa qualità della terminazione dei cavi. Un rigoroso controllo di qualità, la supervisione in loco e i test pre-commissionamento sono essenziali per ridurre i guasti.
③ I test di PD in linea consentono valutazioni della salute non intrusive, facilitando la mitigazione dei difetti e minimizzando i rischi di interruzioni.