Case study of tank SF₆ circuit breaker failure: Afrikansk marked fra et nigeriansk perspektiv

Introduksjon

I kontekst av den afrikanske markedet, spesielt i Nigeria, er pålitelig drift av elektrisk utstyr av ytterste viktighet for stabil utvikling av kraftindustrien. Tanktype SF₆ brytere spiller en viktig rolle i kraftsystemer på grunn av deres fremragende egenskaper ved svingningssving og isolasjon. Imidlertid, som alle elektriske enheter, er de utsatt for feil. Denne artikkelen presenterer en detaljert saksanalyse av en tanktype SF₆ bryterfeil i Nigeria, med hensyn til aspekter som SONCAP-sertifisering og dens implikasjoner for markedet.

SONCAP (Standards Organization of Nigeria Conformity Assessment Program) sertifisering er et obligatorisk krav for elektriske produkter som skal inn i det nigerianske markedet. Det sikrer at produktene oppfyller nigerianske industristandarder og er trygge å bruke. Sertifiseringsprosessen innebærer produkttesting, fabrikkinspeksjoner, og utstedelse av en konformitetsbevis, som er nødvendig for tollklaring.

Saksoversikt

I en kraftunderstasjon i Nigeria opplevde en tanktype SF₆ bryter av en bestemt merke, som hadde fått SONCAP-sertifisering, en feil. Bryteren var en del av en viktig overføringslinje, og dets mislykking hadde potensialet til å forstyrre strømforsyningen til et stort område, inkludert industrielle og boligforbrukere.

Bryteren ble installert og satte i drift noen år siden, og den hadde operert relativt stabilt inntil denne hendelsen. Regelmessig vedlikehold og inspeksjoner hadde blitt gjennomført i henhold til produsentens anbefalinger, og alle tidligere tester hadde vist normal yting.

Beskrivelse av Feilhendelse

En dag, under normal nettoperasjon, oppsto en feil på linjen som denne tanktype SF₆ bryter beskyttet. Beskyttelsessystemet oppdaget feilen og ga en trippingsignal. Imidlertid klarte ikke bryteren å åpne fullstendig som forventet. I stedet oppsto det en uvanlig buelending inni bryteren, og det ble observert delvis isoleringsbeskadigelse senere.

Figur 1 viser en forenklet skisse av kraftsystemets oppsett der bryteren var installert. 

Operatørene i understasjonen merket unormal støy og temperaturøkning rundt bryteren. Umiddelbart startet de nødprosedyrer, inkludert isolering av den defekte bryteren fra nettet så mye som mulig for å forhindre ytterligere skade og potensielle sikkerhetsrisikoer.

Feilanalyse
Elektrisk Analyse

Gjennom analyse av feilposter og bølgedata fra understasjonens overvåkingssystem, ble det funnet at feilstrømmbølgen var alvorlig forvrengt under hendelsen. Strømmen gikk ikke til null innen forventet tid for at bryteren skulle effektivt slukke buelendingen. Dette skyldtes hovedsakelig den komplekse natur av feilen, som førte til uvanlige strømflytmønstre.

SF₆ gassen inne i bryteren, som er ansvarlig for buelendingsslukking, viste også en nedgang i yteevne. Under normale forhold kan SF₆ gass raskt rekonstruere og gjenopprette sin dielektriske styrke når buelendingstrømmen krysser null. Imidlertid i dette tilfellet, forhindret den kontinuerlige ikke-null strømmen den riktige gjenopprettingen av gasens buelendingsslukkende evne.

Mekanisk Analyse

Ved synlig inspeksjon og videre mekanisk testing, ble det oppdaget at noen mekaniske komponenter i bryteren viste tegn på slitasje. De bevegelige delene, som kontaktarmene og koplingsmekanismene, hadde noen mindre deformasjoner. Disse deformasjonene kunne ha påvirket den glatte operasjonen av bryteren under trippingsprosessen, som førte til en forsinkelse i separasjonen av kontaktene og dermed forlenget buelendingstiden.

SONCAP Sertifisering - Relaterte Overveielser

Selv om bryteren hadde SONCAP-sertifisering, ble det gjennomført en gjennomgang av sertifiseringsprosessen og produktets overholdelse av nigerianske standarder. Det ble funnet at produktet oppfylte alle spesifiserte krav ved sertifiseringstidspunktet. Imidlertid under operasjon i det nigerianske miljøet, kan faktorer som lokale kraftnettets egenskaper (f.eks., høyere harmonisk innhold i noen områder), temperatur- og fuktighetsvariasjoner, ha påvirket bryterens yteevne.

I tillegg ble vedlikeholdspraksis i den nigerianske understasjonen sammenlignet med internasjonale beste praksiser. Det ble notert at selv om de grunnleggende vedlikeholdsprosedurene ble fulgt, kunne det være rom for forbedring i form av hyppigere og dypere inspeksjoner, spesielt med tanke på de tøffe driftsbetingelsene i noen deler av Nigeria.

Løsninger og Forebyggende Tiltak
Reparasjon og Erstatning

De skadde komponentene i bryteren ble identifisert, inkludert noen slitasjebeviste mekaniske deler og isoleringsmaterialer som ble påvirket av buelendingen. Disse komponentene ble erstattet med nyeOppgraderte Vedlikeholdsstrategier

En mer omfattende vedlikeholdsplan ble utviklet for bryteren og annet liknende utstyr i understasjonen. Dette inkluderte hyppigere inspeksjoner av mekaniske komponenter for slitasje, regelmessig testing av SF₆ gasskvalitet, og forbedret overvåking av elektriske parametre som strøm- og spenningbølger.

Treningprogrammer ble også organisert for operatørene i understasjonen og vedlikeholdsansatte. Disse programmet fokuserte på de nyeste internasjonale beste praksiser for vedlikehold av tanktype SF₆ brytere, samt hvordan man bedre håndterer potensielle feil og akuttsituasjoner.

Markedsomfattende Overveielser

Med tanke på denne feilsaken, anbefales det for det afrikanske markedet, spesielt i Nigeria, at det utføres mer grundig forskning på elektrisk utstyrs tilpasning til lokale driftsbetingelser. Produsenter bør vurdere å tilby tilpassede løsninger eller ekstra instruksjoner for produkter solgt i regioner med spesifikke miljø- og nettspesifikasjoner.

For SONCAP-sertifiseringsprosessen, kan den videre forbedres for å ta hensyn til produktets langtidsgode yteevne i det nigerianske markedet. Dette kan involvere flere etterfølgende inspeksjoner og ytevurderinger etter at produktene har vært i drift i en viss periode.

Konklusjon

Mislykkingen av tanktype SF₆ bryter i den nigerianske kraftunderstasjonen er en typisk sak som belyst betydningen av omfattende utstyrsforvaltning i det afrikanske markedet. Mens SONCAP-sertifisering gir en grunnleggende sikring for produktkvalitet, er det viktig med kontinuerlig oppmerksomhet på drift og vedlikehold av elektrisk utstyr, samt tilpasning til lokale driftsbetingelser.

Ved å analysere mislykkingen fra elektriske, mekaniske, og sertifiseringsrelaterte aspekter, og implementere passende løsninger og forebyggende tiltak, kan påliteligheten av kraftsystemer i Nigeria og andre afrikanske land betydelig forbedres. Denne saken fungerer også som en verdifull referanse for andre lignende prosjekter i regionen, som understreker behovet for en helhetlig tilnærming for å sikre trygg og stabil drift av elektrisk infrastruktur i det afrikanske markedet.