Case study af tank SF₆ bryderes fejl: Afrikansk marked fra et nigeriansk perspektiv

Indledning

I kontekst med den afrikanske marked, især i Nigeria, er pålidelig drift af elektrisk udstyr af allerstørste betydning for stabil udvikling af energisektoren. Tanktype SF₆ kredsløbsbrydere spiller en vigtig rolle i strømsystemer på grund af deres fremragende egenskaber ved hensyn til bueudslukning og isolation. Dog, ligesom ethvert andet elektrisk udstyr, kan de være udsat for fejl. Denne artikel præsenterer en detaljeret sagsovervejelse af en tanktype SF₆ kredsløbsbryderfejl i Nigeria, med hensyn til aspekter som SONCAP-certificering og dens implikationer for markedet.

SONCAP (Standards Organization of Nigeria Conformity Assessment Program) certificering er en obligatorisk krav for elektriske produkter, der indgår på det nigerianske marked. Det sikrer, at produktet opfylder nigerianske industrielle standarder og er sikkert at bruge. Certificeringsprocessen omfatter produkttest, fabriksinspektioner, og udstedelse af et Konformitetsbevis, hvilket er nødvendigt for toldgodkendelse.

 Sagsbaggrund

I en strømforsyningssubstation i Nigeria oplevede en tanktype SF₆ kredsløbsbryder af en bestemt mærke, som havde fået SONCAP-certificering, en fejl. Kredsløbsbryderen var en del af en vigtig transmissionslinje, og dens fejl havde potentialet for at forstyrre strømforsyningen til et stort område, herunder industri- og boligforbrugere.

Kredsløbsbryderen blev installeret og kommissioneret for flere år siden, og den havde opereret relativt stabilt indtil dette incident. Regelmæssig vedligeholdelse og inspektioner var blevet udført i overensstemmelse med producentens anbefalinger, og alle tidligere tester havde vist normal ydeevne.

Beskrivelse af Fejlincident

En dag, under normal netdrift, opstod en fejl på linjen, der blev beskyttet af denne tanktype SF₆ kredsløbsbryder. Beskyttelsessystemet registrerede fejlen og udsendte et afbrydelseskommando. Dog mislykkedes kredsløbsbryderen for at åbne fuldt ud som forventet. I stedet opstod der et abnormt buede fænomen indeni bryderen, og delvis isolationsbeskadigelse blev observeret senere.

Figur 1 viser en forenklet diagram af strømsystemlayoutet, hvor kredsløbsbryderen var installeret. 

Substationsoperatørerne bemærkede ualmindelige lyde og temperaturstigninger omkring kredsløbsbryderen. Umiddelbart iværksatte de nødprocedurer, herunder at isolere den defekte kredsløbsbryder fra nettet så meget som muligt for at undgå yderligere skade og potentielle sikkerhedshensyn.

Fejlanalyse
Elektrisk Analyse

Gennem analyse af fejlregistreringer og bølgeformdata fra substationens overvågningsystem blev det fundet, at fejlstrømbølgeformen var alvorligt forvrænget under incidentet. Strømmen faldt ikke til nul inden for den forventede tid for, at kredsløbsbryderen effektivt kunne slukke buen. Dette skyldtes hovedsageligt den komplekse karakter af fejlen, som forårsagede abnorme strømstrømningsmønstre.

SF₆ gassen inde i kredsløbsbryderen, som er ansvarlig for bueudslukning, viste også en nedgang i ydeevne. Under normale omstændigheder kan SF₆ gas hurtigt genforenes og genskabe sin dielektriske styrke, når buestrømmen krydser nul. Men i dette tilfælde, den kontinuerlige ikke-nul strøm forhindrede den korrekte genskabelse af gassens bueudslukningskapacitet.

Mekanisk Analyse

Ved synlig inspektion og yderligere mekaniske tests blev det opdaget, at nogle mekaniske komponenter i kredsløbsbryderen viste tegn på slid og tear. De bevægelige dele, som kontaktarme og drivmekanismens koblinger, havde nogle mindre deformationer. Disse deformationer kunne have påvirket den glatte drift af kredsløbsbryderen under afbrydelsesprocessen, hvilket forårsagede en forsinkelse i adskillelsen af kontakterne og dermed forlængede buetiden.

SONCAP-certificering - relaterede Overvejelser

Selvom kredsløbsbryderen havde SONCAP-certificering, blev der foretaget en gennemgang af certificeringsprocessen og produktets overholdelse af nigerianske standarder. Det blev fundet, at produktet opfyldte alle de specificerede krav ved tiden for certificering. Dog under operation i det nigerianske miljø, kunne faktorer som lokale netegenskaber (fx højere harmonisk indhold i nogle områder), temperatur og fugtighedsvariationer have påvirket kredsløbsbryderens ydeevne.

Desuden blev vedligeholdelsespraksisser i den nigerianske substation sammenlignet med internationale bedste praksisser. Det blev noteret, at selvom de grundlæggende vedligeholdelsesprocedurer blev følgte, kunne der være plads til forbedring i form af mere hyppige og dybdegående inspektioner, især i betragtning af de hårde driftsbetingelser i nogle dele af Nigeria.

Løsninger og Forebyggelsesforanstaltninger
Reparation og Erstatning

De skadede komponenter i kredsløbsbryderen blev identificeret, herunder nogle slidte mekaniske dele og isoleringsmaterialer, der blev påvirket af bue. Disse komponenter blev erstattet med nye Opgraderede Vedligeholdelsesstrategier

En mere omfattende vedligeholdelsesplan blev udviklet for kredsløbsbryderen og andet lignende udstyr i substationen. Dette inkluderede hyppigere inspektioner af mekaniske komponenter for slid og tear, regelmæssige test af SF₆-gaskvaliteten, og forbedret overvågning af elektriske parametre som strøm- og spændingsbølgeformer.

Uddannelsesprogrammer blev også organiseret for substationens operatører og vedligeholdelsespersonale. Disse programmer fokuserede på de nyeste internationale bedste praksisser for vedligeholdelse af tanktype SF₆ kredsløbsbrydere, samt hvordan man effektivt håndterer potentielle fejl og nødsituationer.

Markedsrelaterede Overvejelser

Med henblik på dette fejlfremkaldende tilfælde, anbefales det for det afrikanske marked, især i Nigeria, at der udføres mere grundig forskning på elektrisk udstyr, der er tilpasset lokale driftsbetingelser. Producenter bør overveje at levere tilpassede løsninger eller ekstra instruktioner for produkter, der sælges i regioner med specifikke miljø- og netegenskaber.

For SONCAP-certificeringsprocessen kunne den yderligere forbedres for at tage højde for produktets langsigtede ydeevne på det nigerianske marked. Dette kunne involvere flere opfølgninginspektioner og ydeevneevalueringer, efter produktet har været i drift i en bestemt periode.

Konklusion

Fejlen i tanktype SF₆ kredsløbsbryderen i den nigerianske strømforsyningssubstation er et typisk tilfælde, der understreger vigtigheden af en omfattende udstyrshåndtering på det afrikanske marked. Mens SONCAP-certificering giver en grundlæggende sikring for produktkvalitet, er konstant opmærksomhed på drift og vedligeholdelse af elektrisk udstyr, samt tilpasning til lokale driftsbetingelser, afgørende.

Ved at analysere fejlen fra elektriske, mekaniske og certificeringsrelaterede aspekter, og implementere passende løsninger og forebyggelsesforanstaltninger, kan pålideligheden af strømsystemer i Nigeria og andre afrikanske lande blive betydeligt forbedret. Dette tilfælde fungerer også som en værdifuld reference for andre lignende projekter i regionen, og understreger behovet for en helhedsorienteret tilgang for at sikre sikker og stabil drift af elektrisk infrastruktur på det afrikanske marked.