مطالعه موردی شکست دهنده دیواره‌ای SF₆: بازار آفریقایی از دیدگاه نیجریه

مقدمه

در زمینه بازار آفریقایی، به ویژه در نیجریه، عملکرد مطمئن تجهیزات برق برای توسعه پایدار صنعت برق از اهمیت بالایی برخوردار است. شیرهای قطع کننده نوع ظرف SF₆ به دلیل خصوصیات بسیار خوب خاموش کردن قوس الکتریکی و عایق بندی خود نقش مهمی در سیستم‌های برق ایفا می‌کنند. با این حال، همانند هر تجهیز برقی دیگری، آنها مستعد خرابی هستند. این مقاله تجزیه و تحلیل دقیق یک مورد خرابی شیر قطع کننده نوع ظرف SF₆ در نیجریه را ارائه می‌دهد، با در نظر گرفتن جنبه‌هایی مانند گواهینامه SONCAP و تأثیر آن بر بازار.

گواهینامه SONCAP (برنامه ارزیابی انطباق سازمان استانداردهای نیجریه) یک الزام برای محصولات برقی وارد شونده به بازار نیجریه است. این گواهینامه تضمین می‌کند که محصولات با استانداردهای صنعتی نیجریه سازگار هستند و برای استفاده ایمن هستند. فرآیند گواهی شامل تست محصول، بازرسی کارخانه و صدور گواهینامه انطباق است که برای رفع گمرک ضروری است.

زمینه مورد

در یک زیراستان برق در نیجریه، شیر قطع کننده نوع ظرف SF₆ یک برند مشخص که گواهینامه SONCAP دریافت کرده بود، خراب شد. این شیر قطع کننده بخشی از خط انتقال کلیدی بود و خرابی آن می‌توانست منجر به اختلال در تأمین برق به مساحت وسیعی از جمله مصرف‌کنندگان صنعتی و مسکونی شود.

این شیر قطع کننده چند سال پیش نصب و به کار گرفته شده بود و تا این حادثه به طور نسبتاً پایدار عمل می‌کرد. نگهداری و بازرسی‌های منظم طبق توصیه‌های سازنده انجام شده بود و تمام آزمون‌های قبلی نشان‌دهنده عملکرد عادی بود.

شرح حادثه خرابی

روزی، در طول عملکرد معمول شبکه، خطا در خطی که توسط این شیر قطع کننده نوع ظرف SF₆ محافظت می‌شد، رخ داد. سیستم محافظ خطا را تشخیص داد و دستور قطع را صادر کرد. با این حال، شیر قطع کننده به طور کامل و مورد انتظار باز نشد. به جای آن، پدیده غیرعادی سوختن قوس در داخل شیر قطع کننده مشاهده شد و بعداً خسارت جزئی به عایق مشاهده شد.

شکل 1 نمودار ساده‌شده‌ای از چیدمان سیستم برق که شیر قطع کننده در آن نصب شده بود را نشان می‌دهد. 

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

تجزیه و تحلیل خرابی
تجزیه و تحلیل الکتریکی

با تجزیه و تحلیل رکوردهای خطا و داده‌های موجی از سیستم نظارت زیراستان برق، مشخص شد که موج جریان خطا در طول حادثه به شدت تحریف شده بود. جریان در زمان مورد انتظار برای خاموش کردن مؤثر قوس الکتریکی توسط شیر قطع کننده به صفر نرسید. این امر عمدتاً به دلیل ماهیت پیچیده خطا بود که منجر به الگوهای غیرعادی جریان شد.

گاز SF₆ داخل شیر قطع کننده که مسئول خاموش کردن قوس است، نیز نشان‌دهنده کاهش عملکرد داشت. در شرایط عادی، گاز SF₆ می‌تواند به سرعت بازترکیب شده و قابلیت عایق بندی خود را بازیابی کند وقتی جریان قوس از صفر عبور می‌کند. با این حال، در این مورد، جریان مداوم غیر صفر مانع بازیابی صحیح قابلیت خاموش کردن قوس گاز شد.

تجزیه و تحلیل مکانیکی

با بازرسی بصری و آزمون‌های مکانیکی بیشتر، مشخص شد که برخی اجزای مکانیکی شیر قطع کننده نشانه‌های افت و افت سایش داشتند. قطعات متحرک مانند دسته‌های تماس و پیوندهای مکانیسم عملیاتی دارای تغییر شکل‌های جزئی بودند. این تغییر شکل‌ها ممکن است عملکرد صاف شیر قطع کننده در طول فرآیند قطع را تحت تاثیر قرار داده و باعث تأخیر در جدایی تماس‌ها و در نتیجه طولانی شدن زمان قوس شده باشند.

اعتبارسنجی مربوط به گواهینامه SONCAP

هرچند شیر قطع کننده گواهینامه SONCAP داشت، بازبینی فرآیند گواهی و سازگاری محصول با استانداردهای نیجریه انجام شد. مشخص شد که محصول در زمان گواهی تمامی الزامات مشخص شده را برآورده کرده بود. با این حال، در طول عملکرد در محیط نیجریه، عواملی مانند ویژگی‌های شبکه محلی (مثلاً محتوای هارمونیک بالاتر در برخی مناطق)، تغییرات دما و رطوبت ممکن است عملکرد شیر قطع کننده را تحت تاثیر قرار داده باشند.

به علاوه، روش‌های نگهداری در زیراستان برق نیجریه با بهترین روش‌های بین‌المللی مقایسه شد. مشاهده شد که در حالی که روش‌های اساسی نگهداری دنبال می‌شد، احتمالاً جایی برای بهبود در زمینه بازرسی‌های بیشتر و عمیق‌تر وجود دارد، به ویژه با توجه به شرایط عملکرد سخت در برخی نقاط نیجریه.

راه‌حل‌ها و اقدامات پیشگیرانه
تعمیر و تعویض

اجزای خراب شده شیر قطع کننده شناسایی شدند، از جمله برخی اجزای مکانیکی ساییده شده و مواد عایقی که تحت تاثیر قوس قرار گرفته بودند. این اجزا با قطعات جدید جایگزین شدنداستراتژی‌های نگهداری بهبود یافته

یک برنامه نگهداری جامع‌تر برای شیر قطع کننده و تجهیزات مشابه دیگر در زیراستان برق توسعه داده شد. این شامل بازرسی‌های مکررتر اجزای مکانیکی برای ساییدگی، تست‌های منظم کیفیت گاز SF₆ و نظارت افزایش یافته بر پارامترهای الکتریکی مانند موج‌های جریان و ولتاژ بود.

برنامه‌های آموزشی نیز برای عملگران زیراستان برق و کارکنان نگهداری سازماندهی شد. این برنامه‌ها تمرکز داشتند بر بهترین روش‌های بین‌المللی جدید برای نگهداری شیرهای قطع کننده نوع ظرف SF₆، همچنین چگونگی مقابله با خرابی‌ها و اضطراری‌های احتمالی به طور موثرتر.

اعتبارسنجی در سطح بازار

با توجه به این مورد خرابی، برای بازار آفریقایی، به ویژه در نیجریه، توصیه می‌شود تحقیقات عمیق‌تری در مورد سازگاری تجهیزات برق با شرایط محلی 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 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 مدتی عملکرد محصولات باشد.

نتیجه‌گیری

خرابی شیر قطع کننده نوع ظرف SF₆ در زیراستان برق نیجریه یک مورد نمونه است که اهمیت مدیریت جامع تجهیزات در بازار آفریقایی را برجسته می‌کند. در حالی که گواهینامه SONCAP تضمین اولیه کیفیت محصولات را ارائه می‌دهد، توجه مداوم به عملکرد و نگهداری تجهیزات برقی و همچنین سازگاری با شرایط محلی ضروری است.

با تجزیه و تحلیل خرابی از جنبه‌های الکتریکی، مکانیکی و مرتبط با گواهینامه، و اجرای راه‌حل‌ها و اقدامات پیشگیرانه مناسب، قابلیت اعتماد سیستم‌های برق در نیجریه و کشورهای آفریقایی دیگر می‌تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد. این مورد همچنین به عنوان مرجع ارزشمندی برای پروژه‌های مشابه در منطقه عمل می‌کند و تأکید می‌کند بر نیاز به رویکرد جامع برای تضمین عملکرد ایمن و پایدار زیرساخت‌های برق در بازار آفریقایی.