Studio di caso sul guasto dell'interruttore a camera SF₆: il mercato africano da una prospettiva nigeriana

Introduzione

Nel contesto del mercato africano, in particolare in Nigeria, l'affidabile funzionamento delle apparecchiature elettriche è di estrema importanza per lo sviluppo stabile dell'industria elettrica. I disgiuntori a SF₆ a serbatoio svolgono un ruolo cruciale nei sistemi di potenza grazie alle loro eccellenti proprietà di spegnimento d'arco e isolamento. Tuttavia, come qualsiasi apparecchiatura elettrica, sono soggetti a guasti. Questo articolo presenta un'analisi dettagliata di un caso di guasto di un disgiuntore a SF₆ a serbatoio in Nigeria, prendendo in considerazione aspetti come la certificazione SONCAP e le sue implicazioni per il mercato.

La certificazione SONCAP (Standards Organization of Nigeria Conformity Assessment Program) è un requisito obbligatorio per i prodotti elettrici che entrano nel mercato nigeriano. Garantisce che i prodotti soddisfino gli standard industriali nigeriani e siano sicuri da utilizzare. Il processo di certificazione prevede test dei prodotti, ispezioni in fabbrica e l'emissione di un Certificato di Conformità, necessario per il rilascio doganale.

Contesto del Caso

In una sottostazione elettrica in Nigeria, un disgiuntore a SF₆ a serbatoio di un certo marchio, che aveva ottenuto la certificazione SONCAP, ha subito un guasto. Il disgiuntore faceva parte di una linea di trasmissione chiave e il suo guasto aveva il potenziale di interrompere l'approvvigionamento elettrico in una vasta area, compresi i consumatori industriali e domestici.

Il disgiuntore era stato installato e messo in servizio alcuni anni prima e aveva funzionato relativamente in modo stabile fino a questo incidente. Le manutenzioni regolari e le ispezioni erano state eseguite secondo le raccomandazioni del produttore, e tutti i test precedenti avevano mostrato prestazioni normali.

Descrizione dell'Incidente di Guasto

Un giorno, durante l'operazione normale della rete, si è verificato un guasto sulla linea protetta da questo disgiuntore a SF₆ a serbatoio. Il sistema di protezione ha rilevato il guasto e ha emesso un comando di spegnimento. Tuttavia, il disgiuntore non si è aperto completamente come previsto. Al contrario, si è verificato un fenomeno anomalo di bruciatura d'arco all'interno del disgiuntore, e in seguito si è osservato un danno parziale all'isolamento.

La figura 1 mostra un diagramma semplificato della disposizione del sistema di potenza dove era installato il disgiuntore. 

Gli operatori della sottostazione hanno notato rumori insoliti e aumenti di temperatura intorno al disgiuntore. Immediatamente, hanno avviato procedure di emergenza, inclusa l'isolazione del disgiuntore difettoso dalla rete il più possibile per prevenire ulteriori danni e potenziali rischi per la sicurezza.

Analisi del Guasto
Analisi Elettrica

Attraverso l'analisi dei registri di guasto e dei dati di forma d'onda dal sistema di monitoraggio della sottostazione, si è scoperto che la forma d'onda della corrente di guasto era severamente distorta durante l'incidente. La corrente non è scesa a zero entro il tempo previsto per il disgiuntore per spegnere efficacemente l'arco. Questo era principalmente dovuto alla natura complessa del guasto, che ha causato schemi di flusso di corrente anomali.

Il gas SF₆ all'interno del disgiuntore, responsabile dello spegnimento dell'arco, ha anche mostrato un declino nelle prestazioni. In condizioni normali, il gas SF₆ può ricombinarsi rapidamente e ripristinare la sua resistenza dielettrica quando la corrente d'arco attraversa lo zero. Tuttavia, in questo caso, la corrente continua non nulla ha impedito il corretto recupero della capacità di spegnimento dell'arco del gas.

Analisi Meccanica

Durante l'ispezione visiva e ulteriori test meccanici, si è scoperto che alcune componenti meccaniche del disgiuntore mostravano segni di usura. Le parti mobili, come le braccia di contatto e i collegamenti del meccanismo di azionamento, presentavano piccole deformazioni. Queste deformazioni potrebbero aver influenzato l'operazione fluida del disgiuntore durante il processo di spegnimento, causando un ritardo nella separazione dei contatti e quindi prolungando il tempo di arco.

Considerazioni Relative alla Certificazione SONCAP

Anche se il disgiuntore aveva la certificazione SONCAP, è stata effettuata una revisione del processo di certificazione e della conformità del prodotto agli standard nigeriani. Si è scoperto che il prodotto soddisfaceva tutti i requisiti specificati al momento della certificazione. Tuttavia, durante l'operazione nell'ambiente nigeriano, fattori come le caratteristiche locali della rete elettrica (ad esempio, contenuto armonico più elevato in alcune aree), variazioni di temperatura e umidità, potrebbero aver influenzato le prestazioni del disgiuntore.

Inoltre, le pratiche di manutenzione nella sottostazione nigeriana sono state confrontate con le migliori pratiche internazionali. Si è notato che, sebbene fossero stati seguiti i procedimenti di base, ci poteva essere spazio per miglioramenti in termini di ispezioni più frequenti e approfondite, specialmente considerando le condizioni operative difficili in alcune parti della Nigeria.

Soluzioni e Misure Preventive
Riparazione e Sostituzione

Sono stati identificati i componenti danneggiati del disgiuntore, inclusi alcuni pezzi meccanici usurati e i materiali isolanti che erano stati colpiti dall'arco. Questi componenti sono stati sostituiti con nuoviStrategie di Manutenzione Aggiornate

È stato sviluppato un piano di manutenzione più completo per il disgiuntore e altre attrezzature simili nella sottostazione. Questo includeva ispezioni più frequenti dei componenti meccanici per l'usura, test regolari della qualità del gas SF₆ e un monitoraggio avanzato dei parametri elettrici come le forme d'onda di corrente e tensione.

Sono stati organizzati programmi di formazione per gli operatori della sottostazione e il personale di manutenzione. Questi programmi si concentravano sulle migliori pratiche internazionali più recenti per la manutenzione dei disgiuntori a SF₆ a serbatoio, nonché su come gestire in modo più efficace i potenziali guasti e le emergenze.

Considerazioni a Livello di Mercato

A seguito di questo caso di guasto, per il mercato africano, in particolare in Nigeria, si consiglia di condurre ricerche più approfondite sull'adattabilità delle apparecchiature elettriche alle condizioni operative locali. I produttori dovrebbero considerare la fornitura di soluzioni personalizzate o istruzioni aggiuntive per i prodotti venduti in regioni con caratteristiche ambientali e di rete specifiche.

Per il processo di certificazione SONCAP, potrebbe essere ulteriormente migliorato per tenere conto delle prestazioni a lungo termine dei prodotti nel mercato nigeriano. Ciò potrebbe includere ispezioni di follow-up e valutazioni delle prestazioni dopo che i prodotti sono stati in operazione per un certo periodo.

Conclusione

Il guasto del disgiuntore a SF₆ a serbatoio nella sottostazione elettrica nigeriana è un caso tipico che evidenzia l'importanza di una gestione complessiva delle apparecchiature nel mercato africano. Sebbene la certificazione SONCAP fornisca una garanzia di base per la qualità del prodotto, è essenziale prestare attenzione continua all'operazione e alla manutenzione delle apparecchiature elettriche, nonché all'adattamento alle condizioni operative locali.

Analizzando il guasto da punti di vista elettrici, meccanici e legati alla certificazione, e implementando soluzioni e misure preventive appropriate, la affidabilità dei sistemi di potenza in Nigeria e in altri paesi africani può essere significativamente migliorata. Questo caso serve anche come riferimento prezioso per altri progetti simili nella regione, sottolineando la necessità di un approccio olistico per garantire il funzionamento sicuro e stabile dell'infrastruttura elettrica nel mercato africano.