مطالعه موردی از خرابی برشکن دیواره‌ای SF₆: بازار آفریقایی از دیدگاه نیجریه

مقدمه

در زمینه بازار آفریقایی، به ویژه در نیجریه، عملکرد مطمئن تجهیزات الکتریکی برای توسعه پایدار صنعت برق از اهمیت بالایی برخوردار است. شیرهای قطع کننده نوع رزروار SF₆ به دلیل خاصیت‌های عالی خاموش کردن قوس الکتریکی و عایق بندی نقش مهمی در سیستم‌های برق ایفا می‌کنند. با این حال، مانند هر تجهیز الکتریکی دیگری، ممکن است دچار خرابی شوند. این مقاله تحلیل دقیق یک مورد خرابی شیر قطع کننده نوع رزروار SF₆ در نیجریه را ارائه می‌دهد که جنبه‌های مختلفی مانند گواهینامه SONCAP و تأثیرات آن بر بازار را در نظر می‌گیرد.

گواهینامه SONCAP (برنامه ارزیابی انطباق سازمان استانداردهای نیجریه) یک الزام برای محصولات الکتریکی وارد شده به بازار نیجریه است. این گواهینامه تضمین می‌کند که محصولات به استانداردهای صنعتی نیجریه مطابقت دارند و برای استفاده ایمن هستند. فرآیند گرفتن گواهینامه شامل آزمایش محصول، بازرسی کارخانه و صدور گواهینامه انطباق است که برای رفع گمرک ضروری است.

زمینه مورد

در یک زیرestation برق در نیجریه، شیر قطع کننده نوع رزروار SF₆ یک برند مشخص که گواهینامه SONCAP را دریافت کرده بود، دچار خرابی شد. این شیر قطع کننده بخشی از خط انتقال اصلی بود و خرابی آن می‌توانست تأمین برق به مساحت وسیعی از منطقه، از جمله مصرف‌کنندگان صنعتی و مسکونی را مختل کند.

شیر قطع کننده چند سال پیش نصب و به کار گرفته شده بود و تا این حادثه عملکرد نسبتاً پایداری داشت. نگهداری و بازرسی‌های منظم طبق توصیه‌های سازنده انجام شده بود و تمام آزمایش‌های قبلی نشان‌دهنده عملکرد عادی بود.

توصیف حادثه خرابی

یک روز، در حین عملیات عادی شبکه، خطا در خط محافظ شده توسط این شیر قطع کننده نوع رزروار SF₆ رخ داد. سیستم محافظ خطا را تشخیص داد و دستور قطع را صادر کرد. با این حال، شیر قطع کننده به طور کامل قطع نشد و به جای آن، پدیده غیرعادی سوختن قوس الکتریکی در داخل شیر مشاهده شد و بعداً خسارت جزئی به عایق مشاهده شد.

شکل 1 نمودار ساده‌ای از آرایش سیستم برق جایی که شیر قطع کننده نصب شده بود را نشان می‌دهد. 

پرتکاران زیرestation متوجه صدای غیرعادی و افزایش دما در اطراف شیر قطع کننده شدند. فوراً، آنها رویه‌های اضطراری را آغاز کردند، از جمله جدا کردن شیر قطع کننده خراب از شبکه تا حد امکان برای جلوگیری از خسارت بیشتر و خطرات احتمالی ایمنی.

تحلیل خرابی
تحلیل الکتریکی

با تحلیل رکورد خطا و داده‌های موج‌شکل از سیستم نظارت زیرestation، مشخص شد که موج‌شکل جریان خطا در طول حادثه به طور شدیدی تحریف شده بود. جریان در زمان مورد انتظار برای خاموش کردن قوس الکتریکی به طور موثر توسط شیر قطع کننده به صفر نرسید. این موضوع عمدتاً به دلیل ماهیت پیچیده خطا بود که باعث الگوهای غیرعادی جریان شد.

گاز SF₆ داخل شیر قطع کننده که مسئول خاموش کردن قوس الکتریکی است، نیز نشان داد که عملکرد آن کاهش یافته است. در شرایط عادی، گاز SF₆ می‌تواند به سرعت بازترکیب شده و قدرت عایقی خود را در زمان رسیدن جریان به صفر بازیابی کند. با این حال، در این مورد، جریان مداوم غیر صفر باعث شد که گاز قادر به بازیابی صحیح قابلیت خاموش کردن قوس نباشد.

تحلیل مکانیکی

با بازرسی بصری و آزمایش‌های مکانیکی بیشتر، مشخص شد که برخی از مولفه‌های مکانیکی شیر قطع کننده نشانه‌های افت سطح وجود داشتند. بخش‌های متحرک مانند آرنج‌های تماس و لینکیج‌های مکانیسم عملیاتی دارای تغییر شکل‌های جزئی بودند. این تغییر شکل‌ها ممکن است عملکرد صاف شیر قطع کننده در طول فرآیند قطع را تحت تأثیر قرار داده و باعث تأخیر در جدا شدن تماس‌ها و در نتیجه طولانی‌تر شدن زمان قوس الکتریکی شده باشند.

اعتبارات مربوط به گواهینامه SONCAP

با اینکه شیر قطع کننده گواهینامه SONCAP را دریافت کرده بود، بازنگری فرآیند گرفتن گواهینامه و مطابقت محصول با استانداردهای نیجریه انجام شد. مشخص شد که محصول در زمان گرفتن گواهینامه به تمام الزامات مشخص شده پاسخگو بود. با این حال، در طول عملیات در محیط نیجریه، عواملی مانند ویژگی‌های محلی شبکه برق (به عنوان مثال، محتوای هارمونیک بالاتر در برخی مناطق)، تغییرات دما و رطوبت ممکن است عملکرد شیر قطع کننده را تحت تأثیر قرار داده باشند.

علاوه بر این، روش‌های نگهداری در زیرestation نیجریه با بهترین روش‌های بین‌المللی مقایسه شد. مشاهده شد که در حالی که روش‌های نگهداری اساسی دنبال شده بود، ممکن است برای بهبود در انجام بازرسی‌های بیشتر و عمیق‌تر، به ویژه با توجه به شرایط عملیاتی سخت در برخی مناطق نیجریه، جایی برای بهبود وجود داشته باشد.

راه‌حل‌ها و اقدامات پیشگیرانه
تعمیر و تعویض

اجزای خراب شده شیر قطع کننده شناسایی شدند، از جمله برخی اجزای مکانیکی که فرسوده شده بودند و مواد عایقی که توسط قوس الکتریکی آسیب دیده بودند. این اجزا با اجزای جدید جایگزین شدند.استراتژی‌های بهبود یافته نگهداری

برنامه نگهداری جامع‌تری برای شیر قطع کننده و تجهیزات مشابه در زیرestation توسعه یافت. این برنامه شامل بازرسی‌های مکرر اجزای مکانیکی برای فرسودگی، آزمایش‌های منظم کیفیت گاز SF₆ و نظارت بهبود یافته بر پارامترهای الکتریکی مانند موج‌شکل جریان و ولتاژ بود.

برنامه‌های آموزشی نیز برای پرتکاران زیرestation و کارکنان نگهداری سازمان‌دهی شد. این برنامه‌ها بر بهترین روش‌های بین‌المللی برای نگهداری شیرهای قطع کننده نوع رزروار SF₆ و نحوه مقابله مؤثرتر با شکست‌ها و حوادث اضطراری تمرکز داشتند.

اعتبارات مربوط به بازار

با توجه به این مورد شکست، برای بازار آفریقایی، به ویژه در نیجریه، توصیه می‌شود تحقیقات بیشتری در مورد سازگاری تجهیزات الکتریکی با شرایط محلی عملیاتی انجام شود. سازندگان باید راه‌حل‌های سفارشی یا دستورالعمل‌های اضافی برای محصولاتی که در مناطق با ویژگی‌های محیطی و شبکه خاص فروخته می‌شوند، در نظر بگیرند.

برای فرآیند گرفتن گواهینامه SONCAP، می‌تواند بهبود یابد تا عملکرد بلندمدت محصولات در بازار نیجریه را در نظر بگیرد. این ممکن است شامل بازرسی‌های پیگیری بیشتر و ارزیابی‌های عملکرد پس از عملیات برای مدت زمان معینی باشد.

نتیجه‌گیری

خرابی شیر قطع کننده نوع رزروار SF₆ در زیرestation برق نیجریه یک مورد نمونه است که اهمیت مدیریت جامع تجهیزات در بازار آفریقایی را برجسته می‌کند. در حالی که گواهینامه SONCAP تضمین اساسی برای کیفیت محصولات ارائه می‌دهد، توجه مداوم به عملیات و نگهداری تجهیزات الکتریکی و سازگاری با شرایط محلی عملیاتی ضروری است.

با تحلیل خرابی از جنبه‌های الکتریکی، مکانیکی و مربوط به گواهینامه، و اجرای راه‌حل‌های مناسب و اقدامات پیشگیرانه، قابلیت اطمینان سیستم‌های برق در نیجریه و کشورهای آفریقایی دیگر می‌تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد. این مورد نیز به عنوان مرجع ارزشمندی برای پروژه‌های مشابه در منطقه عمل می‌کند که تأکید می‌کند بر نیاز به رویکرد جامع برای تضمین عملیات ایمن و پایدار زیرساخت‌های الکتریکی در بازار آفریقایی.