Estudi de cas de fallida d'un interruptor de circuit de dipòsit SF₆: mercat africà des d'una perspectiva nigeriana

Introducció

En el context del mercat africà, especialment a Nigèria, l'operació fiable de l'equips elèctrics és d'extrema importància per al desenvolupament estable de la indústria elèctrica. Els interrumptors SF₆ de tipus tanca juguen un paper crucial en els sistemes elèctrics gràcies a les seves excel·lents propietats d'extinció d'arc i aïllament. No obstant això, com qualsevol equip elèctric, són propensos a fallar. Aquest article presenta una anàlisi detallada d'un cas de fallida d'un interrumpidor SF₆ de tipus tanca a Nigèria, tenint en compte aspectes com la certificació SONCAP i les seves implicacions per al mercat.

La certificació SONCAP (Standards Organization of Nigeria Conformity Assessment Program) és un requisit obligatori per als productes elèctrics que entren al mercat nigerià. Assegura que els productes compleixen amb els estàndards industrials nigerians i són segurs per a l'ús. El procés de certificació inclou proves de producte, inspeccions de fabrica, i l'emissió d'un Certificat de Conformitat, que és necessari per a la desaduana.

 Antecedents del Cas

En una subestació elèctrica a Nigèria, un interrumpidor SF₆ de tipus tanca d'una marca determinada, que havia obtingut la certificació SONCAP, va experimentar una fallida. L'interrumpidor formava part d'una línia de transmissió clau, i la seva fallida tenia el potencial de pertorbar l'abastament d'energia a una àrea gran, inclosos consumidors industrials i residencials.

L'interrumpidor havia estat instal·lat i posat en funcionament fa uns anys, i havia estat operant relativament estable fins a aquest incident. S'havien realitzat manteniments i inspeccions regulars segons les recomanacions del fabricant, i totes les proves anteriors havien mostrat un rendiment normal.

Descripció de l'Incident de Fallida

Un dia, durant l'operació normal de la xarxa, es va produir un defecte a la línia protegida per aquest interrumpidor SF₆ de tipus tanca. El sistema de protecció va detectar el defecte i va emitir una ordre de trencament. No obstant això, l'interrumpidor no va obrir completament com s'esperava. En canvi, hi va haver un fenomen anormal d'arc-burn a l'interior de l'interrumpidor, i més tard es van observar danys parcials a l'aïllament.

La Figura 1 mostra un diagrama simplificat de la disposició del sistema elèctric on estava instal·lat l'interrumpidor. 

Els operadors de la subestació van notar sorolls inusuals i augment de temperatura al voltant de l'interrumpidor. Immediatament, van iniciar procediments d'urgència, incloent-hi l'aïllament de l'interrumpidor defectuós de la xarxa tant com fos possible per prevenir danys addicionals i possibles riscos de seguretat.

Anàlisi de la Fallida
Anàlisi Elèctrica

A través de l'anàlisi dels registres de fallida i les dades de forma d'ona del sistema de monitorització de la subestació, es va trobar que la forma d'ona de la corrent de fallida estava greument distorsionada durant l'incident. La corrent no va baixar a zero dins del temps esperat per a l'interrumpidor per extingir l'arc efectivament. Això va ser principalment degut a la naturalesa complexa del defecte, que va causar patrons de flux de corrent anormals.

El gas SF₆ a l'interior de l'interrumpidor, responsable de l'extinció de l'arc, també va mostrar un declivi en el seu rendiment. En circumstàncies normals, el gas SF₆ pot recombinar i restaurar ràpidament la seva resistència dielèctrica quan la corrent d'arc creua zero. No obstant això, en aquest cas, la corrent contínua no zero va impedir la recuperació adequada de la capacitat d'extinció d'arc del gas.

Anàlisi Mecànica

Després d'una inspecció visual i proves mecàniques addicionals, es va descobrir que alguns components mecànics de l'interrumpidor mostraven signes d'ús i desgast. Les parts mòbils, com els braços de contacte i els mecanismes de funcionament, tenien algunes deformacions minores. Aquestes deformacions podrien haver afectat l'operació suau de l'interrumpidor durant el procés de trencament, causant un retard en la separació dels contactes i, per tant, prolongant el temps d'arc.

Consideracions Relacionades amb la Certificació SONCAP

Encara que l'interrumpidor tenia la certificació SONCAP, es va realitzar una revisió del procés de certificació i la conformitat del producte amb els estàndards nigerians. Es va trobar que el producte complia amb tots els requisits especificats al moment de la certificació. No obstant això, durant la seva operació en l'ambient nigerià, factors com les característiques locals de la xarxa elèctrica (per exemple, contingut més alt d'armònics en algunes àrees), variacions de temperatura i humitat, podrien haver infligit el rendiment de l'interrumpidor.

A més, es van comparar les pràctiques de manteniment a la subestació nigeriana amb les millors pràctiques internacionals. Es va notar que, encara que s'havien seguit els procediments bàsics de manteniment, hi podria haver espai per a millores en termes d'inspeccions més freqüents i en profunditat, especialment considerant les condicions d'operació severes en algunes parts de Nigèria.

Solucions i Mesures Preventives
Reparació i Substitució

Es van identificar els components dañats de l'interrumpidor, incloent-hi algunes parts mecàniques desgastades i els materials d'aïllament afectats per l'arc. Aquests components foren substituits amb nous Estratègies de Manteniment Millorades

Es va desenvolupar un pla de manteniment més comprensiu per a l'interrumpidor i altres equips similars a la subestació. Això incloïa inspeccions més freqüents de components mecànics per a l'ús i desgast, proves regulars de la qualitat del gas SF₆, i una monitorització més intensiva de paràmetres elèctrics com les formes d'ona de corrent i tensió.

També es van organitzar programes de formació per als operadors de la subestació i el personal de manteniment. Aquests programes es centraven en les millors pràctiques internacionals més recents per al manteniment d'interrumptors SF₆ de tipus tanca, així com en com tractar amb possibles fallides i emergències de manera més eficaç.

Consideracions a Nivell de Mercat

Tenint en compte aquest cas de fallida, per al mercat africà, especialment a Nigèria, es recomana realitzar més investigacions en profunditat sobre l'adaptabilitat dels equips elèctrics a les condicions locals d'operació. Els fabricants haurien de considerar proporcionar solucions personalitzades o instruccions addicionals per als productes venuts en regions amb característiques ambientals i de xarxa específiques.

Per al procés de certificació SONCAP, es podria millorar per tenir en compte el rendiment a llarg termini dels productes en el mercat nigerià. Això podria involucrar més inspeccions de seguiment i avaluacions de rendiment després que els productes hagin estat en funcionament durant un període determinat.

Conclusió

La fallida de l'interrumpidor SF₆ de tipus tanca a la subestació elèctrica nigeriana és un cas típic que ressalta l'importància de la gestió comprehensiva dels equips en el mercat africà. Encara que la certificació SONCAP proporciona una garantia bàsica de la qualitat del producte, l'atenció continua a l'operació i manteniment dels equips elèctrics, així com l'adaptació a les condicions locals d'operació, és essencial.

Analitzant la fallida des de perspectives elèctriques, mecàniques i relacionades amb la certificació, i implementant solucions i mesures preventives adequades, es pot millorar significativament la fiabilitat dels sistemes elèctrics a Nigèria i altres països africans. Aquest cas també serveix com a referència valuosa per a altres projectes similars a la regió, enfatitzant la necessitat d'un enfocament holístic per assegurar l'operació segura i estable de l'infraestructura elèctrica al mercat africà.