Ang kaso sa pag-udyok sa pagkawalang epektibo sa tank SF₆ circuit breaker: Ang merkado sa Aprika gikan sa perspektibo sa Nigeria

Panim

Sa konteksto sa African market, lalo na sa Nigeria, ang reliable nga operasyon sa electrical equipment mahalaga para sa stable nga pag-usbong sa power industry. Ang tank-type SF₆ circuit breakers naglalarawan og crucial nga papel sa power systems tungod sa ilang excellent nga arc-extinguishing ug insulating properties. Apan, sama sa tanang electrical equipment, sila prone sa failures. Kini nga paper nagpakita og detailed case analysis sa tank-type SF₆ circuit breaker failure sa Nigeria, gisulay ang mga aspeto sama sa SONCAP certification ug ang implikasyon nia alang sa market.

Ang SONCAP (Standards Organization of Nigeria Conformity Assessment Program) certification usa ka mandatory requirement alang sa electrical products nga mogapasok sa Nigerian market. Nagsiguro kini nga ang mga produkto adunay Nigerian industrial standards ug safe para mosugyot. Ang proseso sa certification kasinatian sa product testing, factory inspections, ug ang issuance og Certificate of Conformity, ang diin kinahanglan aron makapasa sa customs clearance.

 Case Background

Sa usa ka power substation sa Nigeria, ang tank-type SF₆ circuit breaker sa usa ka brand, nga adunay SONCAP certification, mi-experience og failure. Ang circuit breaker bahin sa usa ka key transmission line, ug ang iyang failure adunay potensyal mopasabot sa disruption sa power supply sa usa ka dako nga area, kasama ang industrial ug residential consumers.

Ang circuit breaker gi-install ug commissioned pila ka tuig human, ug gitapos nia og relatively stable nga operasyon hangtod sa karon nga insidente. Regular nga maintenance ug inspections gibuhat sumala sa rekomendasyon sa manufacturer, ug ang tanang previous tests migawas normal nga performance.

Failure Incident Description

Usa ka adlaw, sa normal nga grid operation, ang fault mipasabot sa line nga protektahan niining tank-type SF₆ circuit breaker. Ang protection system nakakita sa fault ug gibubo og tripping command. Apan, ang circuit breaker wala maopen completely ingon expected. Bisag unsa, adunay abnormal nga arc-burning phenomenon sa sulod sa breaker, ug partial insulation damage gihatagan og obserba uban pa.

Figure 1 nagpakita og simplified diagram sa power system layout diin ang circuit breaker gigamit. 

Ang substation operators nakakita og unusual nga ingon ug temperature rises sa palibot sa circuit breaker. Agad, gibuo nila emergency procedures, kasinatian sa pag-isolate sa faulty circuit breaker gikan sa grid kon siguro aron maprevent ang further damage ug potential safety hazards.

Failure Analysis
Electrical Analysis

Thru analyzing ang fault records ug waveform data gikan sa substation's monitoring system, natukod nga ang fault current waveform severely distorted sa panahon sa insidente. Ang current wala moadto sa zero sa expected time para ma-effective ang circuit breaker nga maextinguish ang arc. Kini mainly due sa complex nature sa fault, nga mipasabot og abnormal nga current flow patterns.

Ang SF₆ gas sa sulod sa circuit breaker, nga responsible sa arc-extinguishing, usab nagpakita og decline sa performance. Sa normal circumstances, ang SF₆ gas matabangan quick nga recombine ug restore sa iyang dielectric strength kung ang arc current crosses zero. Apan, sa karon nga kaso, ang continuous non-zero current naka-prevent sa proper recovery sa gas's arc-extinguishing ability.

Mechanical Analysis

Sa visual inspection ug further mechanical testing, natukod nga ang pipila ka mechanical components sa circuit breaker adunay signs sa wear and tear. Ang moving parts, sama sa contact arms ug operating mechanism linkages, adunay pipila ka minor deformations. Kini nga deformations maaari miapil sa smooth operation sa circuit breaker sa panahon sa tripping process, nagresulta sa delay sa separation sa contacts ug thus prolonging the arcing time.

SONCAP Certification - related Considerations

Bisan ang circuit breaker adunay SONCAP certification, gibuhat review sa certification process ug ang compliance sa product sa Nigerian standards. Natukod nga ang product mi-meet sa tanang specified requirements sa panahon sa certification. Apan, sa panahon sa operasyon sa Nigerian environment, factors sama sa local power grid characteristics (e.g., higher harmonic content sa pipila ka areas), temperature, ug humidity variations maaaring miapil sa performance sa circuit breaker.

Bisag unsa, ang maintenance practices sa Nigerian substation gipara sa international best practices. Natukod nga bisag ang basic maintenance procedures gibuno, adunay room for improvement sa terms sa more frequent ug in-depth inspections, especially considering the harsh operating conditions sa pipila ka parts sa Nigeria.

Solutions and Preventive Measures
Repair and Replacement

Ang damaged components sa circuit breaker gitukod, kasama ang pipila ka worn-out mechanical parts ug ang insulation materials nga affected sa arc. Kini nga components gireplace sa new Upgraded Maintenance Strategies

A more comprehensive maintenance plan was developed for the circuit breaker and other similar equipment in the substation. This included more frequent inspections of mechanical components for wear and tear, regular testing of the SF₆ gas quality, and enhanced monitoring of electrical parameters such as current and voltage waveforms.

Training programs were also organized for the substation operators and maintenance staff. These programs focused on the latest international best practices for maintaining tank-type SF₆ circuit breakers, as well as how to deal with potential failures and emergencies more effectively.

Market-wide Considerations

In view of this failure case, for the African market, especially in Nigeria, it is recommended that more in-depth research be carried out on the adaptability of electrical equipment to local operating conditions. Manufacturers should consider providing customized solutions or additional instructions for products sold in regions with specific environmental and grid characteristics.

For the SONCAP certification process, it could be further improved to take into account the long-term performance of products in the Nigerian market. This might involve more follow-up inspections and performance evaluations after the products have been in operation for a certain period.

Conclusion

The failure of the tank-type SF₆ circuit breaker in the Nigerian power substation is a typical case that highlights the importance of comprehensive equipment management in the African market. While SONCAP certification provides a basic safeguard for product quality, continuous attention to the operation and maintenance of electrical equipment, as well as adaptation to local operating conditions, is essential.

By analyzing the failure from electrical, mechanical, and certification-related aspects, and implementing appropriate solutions and preventive measures, the reliability of power systems in Nigeria and other African countries can be significantly enhanced. This case also serves as a valuable reference for other similar projects in the region, emphasizing the need for a holistic approach to ensure the safe and stable operation of electrical infrastructure in the African market.