دراسة حالة فشل مفتاح الدائرة ذو الخزان SF₆: السوق الأفريقية من منظور نيجيري

مقدمة

في سياق السوق الأفريقي، خاصة في نيجيريا، يعتبر التشغيل الموثوق للمعدات الكهربائية من أهم الأمور لتطوير الصناعة الكهربائية بشكل مستقر. تلعب مفاتيح الدائرة من نوع الخزان SF₆ دورًا حاسمًا في أنظمة الطاقة بسبب خصائصها الممتازة في إطفاء القوس الكهربائي والعزل. ومع ذلك، مثل أي معدات كهربائية، تكون عرضة للعطل. يقدم هذا البحث تحليلًا تفصيليًا لحالة فشل لمفتاح دائرة من نوع الخزان SF₆ في نيجيريا، مع الأخذ بعين الاعتبار جوانب مثل شهادة SONCAP وتأثيراتها على السوق.

شهادة SONCAP (برنامج التقييم المطابقة لنظام المعايير النيجيري) هي متطلب إلزامي للمنتجات الكهربائية الداخلة إلى السوق النيجيرية. تضمن هذه الشهادة أن المنتجات تتوافق مع المعايير الصناعية النيجيرية وأنها آمنة للاستخدام. تتضمن عملية الحصول على الشهادة اختبار المنتجات وتفتيش المصانع وإصدار شهادة المطابقة اللازمة لإتمام الإجراءات الجمركية.

خلفية الحالة

في محطة طاقة في نيجيريا، تعرض مفتاح دائرة من نوع الخزان SF₆ لعلامة تجارية معينة، والذي حصل على شهادة SONCAP، للفشل. كان هذا المفتاح جزءًا من خط نقل رئيسي، وكان له القدرة على تعطيل إمداد الطاقة لمنطقة كبيرة، بما في ذلك المستهلكين الصناعيين والسكنيين.

تم تركيب وتعميق المفتاح منذ سنوات قليلة، وكان يعمل بشكل نسبي مستقر حتى حدث هذا الحادث. تم تنفيذ صيانة وفحوصات دورية وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة، وكانت جميع الاختبارات السابقة تظهر أداءً طبيعيًا.

وصف حادث الفشل

في يوم ما، أثناء تشغيل الشبكة الكهربائية العادية، حدث عطل في الخط الذي يحميه هذا المفتاح من نوع الخزان SF₆. اكتشف نظام الحماية العطل وأصدر أمر القطع. ومع ذلك، فشل المفتاح في الفتح تمامًا كما هو متوقع. بدلاً من ذلك، حدث ظاهرة احتراق قوس غير طبيعية داخل المفتاح، وقد لوحظت أضرار جزئية في العزل لاحقًا.

يوضح الشكل 1 مخططًا مبسطًا لتخطيط النظام الكهربائي حيث تم تركيب المفتاح.

لاحظ مشغلو المحطة أصوات غير عادية وارتفاعات في درجة الحرارة حول المفتاح. على الفور، بدأوا الإجراءات الطارئة، بما في ذلك عزل المفتاح المعطوب من الشبكة قدر الإمكان لمنع المزيد من الأضرار والمخاطر المحتملة على السلامة.

تحليل الفشل
التحليل الكهربائي

من خلال تحليل سجلات العطل وبيانات الموجات من نظام الرصد في المحطة، تبين أن موجة التيار العاطفة كانت مشوهة بشدة أثناء الحادث. لم ينخفض التيار إلى الصفر ضمن الوقت المتوقع للمفتاح لإطفاء القوس الكهربائي بشكل فعال. وهذا كان أساساً بسبب طبيعة العطل المعقدة التي أدت إلى أنماط تدفق تيار غير طبيعية.

كما أظهر غاز SF₆ داخل المفتاح، المسؤول عن إطفاء القوس الكهربائي، تراجعًا في الأداء. تحت الظروف العادية، يمكن لغاز SF₆ إعادة التركيب واستعادة قوة العزل بسرعة عندما يعبر تيار القوس نقطة الصفر. ومع ذلك، في هذه الحالة، منع التيار المستمر وغير الصفرى استعادة قدرة الغاز على إطفاء القوس الكهربائي بشكل صحيح.

التحليل الميكانيكي

بعد الفحص البصري واختبارات ميكانيكية إضافية، تم اكتشاف أن بعض المكونات الميكانيكية للمفتاح أظهرت علامات التآكل والإرهاق. أظهرت الأجزاء المتحركة مثل ذراعات اللمس وروابط آلية التشغيل بعض التشوهات الطفيفة. قد يكون لهذه التشوهات تأثير على تشغيل المفتاح السلس أثناء عملية القطع، مما يؤدي إلى تأخير في فصل نقاط اللمس وبالتالي زيادة وقت الاحتراق.

اعتبارات مرتبطة بشهادة SONCAP

على الرغم من أن المفتاح حصل على شهادة SONCAP، فقد تم مراجعة عملية الحصول على الشهادة والتزام المنتج بالمعايير النيجيرية. تبين أن المنتج استوفى جميع المتطلبات المحددة عند الحصول على الشهادة. ومع ذلك، خلال التشغيل في البيئة النيجيرية، ربما كان هناك عوامل مثل خصائص الشبكة المحلية (مثل محتوى التوافقي الأعلى في بعض المناطق)، والتغيرات في درجة الحرارة والرطوبة قد أثرت على أداء المفتاح.

بالإضافة إلى ذلك، تم مقارنة ممارسات الصيانة في المحطة النيجيرية بأفضل الممارسات الدولية. لوحظ أنه رغم اتباع الإجراءات الأساسية للصيانة، ربما يكون هناك مجال للتحسين فيما يتعلق بالفحوصات الأكثر تكرارًا وعمقًا، خاصة بالنظر إلى الظروف الصعبة للتشغيل في بعض أنحاء نيجيريا.

حلول وتدابير وقائية
إصلاح واستبدال

تم تحديد المكونات التالفة للمفتاح، بما في ذلك بعض الأجزاء الميكانيكية المتهالكة والمواد العازلة المتضررة من القوس. تم استبدال هذه المكونات بأخرى جديدةاستراتيجيات صيانة محدثة

تم تطوير خطة صيانة شاملة أكثر للمفتاح وغيرها من المعدات المشابهة في المحطة. شمل ذلك فحص الأجزاء الميكانيكية بشكل أكثر تكرارًا للتحقق من التآكل، واختبار جودة غاز SF₆ بانتظام، ومراقبة أفضل للمعلمات الكهربائية مثل موجات التيار والجهد.

تم أيضًا تنظيم برامج تدريبية للمشغلين والموظفين المسئولين عن الصيانة في المحطة. ركزت هذه البرامج على أفضل الممارسات الدولية الحديثة لصيانة مفاتيح الدائرة من نوع الخزان SF₆، وكيفية التعامل بشكل أكثر فعالية مع حالات الفشل والطوارئ المحتملة.

اعتبارات سوقية شاملة

نظراً لهذا حالة الفشل، يُنصح بإجراء المزيد من الأبحاث المتعمقة حول قابلية تكيف المعدات الكهربائية مع ظروف التشغيل المحلية في السوق الأفريقي، خاصة في نيجيريا. يجب على الشركات المصنعة النظر في تقديم حلول مخصصة أو تعليمات إضافية للمنتجات المباعة في المناطق ذات الخصائص البيئية والشبكات المحددة.

بالنسبة لعملية شهادة SONCAP، يمكن تحسينها لأخذ أداء المنتجات على المدى الطويل في السوق النيجيرية بعين الاعتبار. قد يتضمن هذا الفحوصات المتابعة والتقييمات الأداء بعد فترة معينة من التشغيل.

خاتمة

فشل مفتاح الدائرة من نوع الخزان SF₆ في محطة الطاقة النيجيرية هو حالة نموذجية تؤكد على أهمية إدارة المعدات الشاملة في السوق الأفريقي. بينما توفر شهادة SONCAP ضمانًا أساسيًا لجودة المنتج، فإن الاهتمام المستمر بتشغيل وصيانة المعدات الكهربائية، وكذلك التكيف مع ظروف التشغيل المحلية، أمر ضروري.

من خلال تحليل الفشل من النواحي الكهربائية والميكانيكية المرتبطة بالشهادة، وتنفيذ الحلول المناسبة والتدابير الوقائية، يمكن تحسين موثوقية أنظمة الطاقة في نيجيريا وغيرها من الدول الأفريقية بشكل كبير. تعتبر هذه الحالة أيضًا مرجعًا ثمينًا للمشاريع المماثلة في المنطقة، وتؤكد على الحاجة إلى نهج شامل لضمان التشغيل الآمن والاستقرار للبنية التحتية الكهربائية في السوق الأفريقي.