Кейс по отказу выключателя SF₆ в баке: африканский рынок с нигерийской точки зрения

Введение

В контексте африканского рынка, особенно в Нигерии, надежная работа электрического оборудования имеет первостепенное значение для стабильного развития энергетической отрасли. Баковые выключатели типа SF₆ играют ключевую роль в энергосистемах благодаря своим отличным свойствам гашения дуги и изоляции. Однако, как и любое электрическое оборудование, они подвержены отказам. В данной статье представлен подробный анализ случая отказа бакового выключателя типа SF₆ в Нигерии, с учетом таких аспектов, как сертификация SONCAP и ее влияние на рынок.

Сертификация SONCAP (Программа оценки соответствия Стандартизационной организации Нигерии) является обязательным требованием для электрических продуктов, поступающих на нигерийский рынок. Она гарантирует, что продукты соответствуют промышленным стандартам Нигерии и безопасны для использования. Процесс сертификации включает тестирование продукции, проверку заводов и выдачу Сертификата соответствия, который необходим для таможенного оформления.

 История случая

На подстанции в Нигерии произошел отказ бакового выключателя типа SF₆ определенной марки, который получил сертификацию SONCAP. Выключатель был частью важной линии передачи, и его отказ мог привести к перебоям в электроснабжении обширной территории, включая промышленные и жилые районы.

Выключатель был установлен и введен в эксплуатацию несколько лет назад, и до этого инцидента он работал относительно стабильно. Регулярное техническое обслуживание и проверки проводились в соответствии с рекомендациями производителя, и все предыдущие тесты показывали нормальную работу.

Описание инцидента отказа

Однажды, во время обычной работы сети, на линии, защищаемой этим баковым выключателем типа SF₆, произошла неисправность. Система защиты обнаружила неисправность и выдала команду на отключение. Однако выключатель не смог полностью открыться, как ожидалось. Вместо этого внутри выключателя наблюдалось аномальное горение дуги, и позже было обнаружено частичное повреждение изоляции.

Рисунок 1 показывает упрощенную схему расположения энергосистемы, где был установлен выключатель. 

Операторы подстанции заметили необычные шумы и повышение температуры вокруг выключателя. Незамедлительно были инициированы аварийные процедуры, включая максимально возможное отключение неисправного выключателя от сети, чтобы предотвратить дальнейшие повреждения и потенциальные опасности.

Анализ отказа
Электрический анализ

При анализе записей отказов и данных осциллограмм системы мониторинга подстанции было обнаружено, что форма волны тока при отказе была сильно искажена. Ток не упал до нуля в течение ожидаемого времени, необходимого для эффективного гашения дуги выключателем. Это было главным образом связано с сложностью отказа, вызвавшей аномальные режимы тока.

Газ SF₆ внутри выключателя, ответственный за гашение дуги, также показал снижение своих характеристик. В нормальных условиях газ SF₆ быстро реагирует и восстанавливает свою диэлектрическую прочность, когда ток дуги проходит через ноль. Однако в данном случае постоянный ненулевой ток помешал правильному восстановлению способности газа гасить дугу.

Механический анализ

При визуальном осмотре и дальнейших механических испытаниях было обнаружено, что некоторые механические компоненты выключателя показывали признаки износа. Подвижные части, такие как контактные рычаги и соединительные элементы механизма, имели небольшие деформации. Эти деформации могли повлиять на плавность работы выключателя во время процесса отключения, вызывая задержку в размыкании контактов и, следовательно, увеличивая время горения дуги.

Рассмотрение вопросов, связанных с сертификацией SONCAP

Хотя выключатель имел сертификацию SONCAP, был проведен анализ процесса сертификации и соответствия продукта нигерийским стандартам. Было установлено, что продукт соответствовал всем указанным требованиям на момент сертификации. Однако в процессе эксплуатации в нигерийских условиях факторы, такие как характеристики местной энергосистемы (например, высокое содержание гармоник в некоторых районах), колебания температуры и влажности, могли повлиять на производительность выключателя.

Кроме того, практики технического обслуживания на нигерийской подстанции были сравнены с лучшими международными практиками. Отмечалось, что хотя основные процедуры технического обслуживания соблюдались, возможно, есть место для улучшения в плане более частых и глубоких проверок, особенно с учетом суровых условий эксплуатации в некоторых регионах Нигерии.

Решения и профилактические меры
Ремонт и замена

Были идентифицированы поврежденные компоненты выключателя, включая некоторые изношенные механические части и материалы изоляции, поврежденные дугой. Эти компоненты были заменены новыми Усовершенствованные стратегии технического обслуживания

Был разработан более комплексный план технического обслуживания для выключателя и другого аналогичного оборудования на подстанции. Это включало более частые проверки механических компонентов на износ, регулярное тестирование качества газа SF₆ и усиленный мониторинг электрических параметров, таких как формы волн тока и напряжения.

Также были организованы тренинги для операторов подстанции и персонала по техническому обслуживанию. Эти программы были сосредоточены на последних международных лучших практиках по техническому обслуживанию баковых выключателей типа SF₆, а также на том, как более эффективно справляться с потенциальными отказами и чрезвычайными ситуациями.

Общерыночные рассмотрения

Учитывая этот случай отказа, для африканского рынка, особенно для Нигерии, рекомендуется провести более глубокие исследования адаптивности электрического оборудования к местным условиям эксплуатации. Производители должны рассматривать возможность предоставления специализированных решений или дополнительных инструкций для продуктов, продаваемых в регионах с конкретными экологическими и сетевыми характеристиками.

Для процесса сертификации SONCAP можно было бы улучшить учет долгосрочной производительности продуктов на нигерийском рынке. Это может включать более частые последующие проверки и оценки производительности после того, как продукты находятся в эксплуатации определенное время.

Заключение

Отказ бакового выключателя типа SF₆ на нигерийской подстанции является типичным случаем, который подчеркивает важность всестороннего управления оборудованием на африканском рынке. Хотя сертификация SONCAP обеспечивает базовую защиту качества продукции, постоянное внимание к эксплуатации и техническому обслуживанию электрического оборудования, а также адаптация к местным условиям эксплуатации, являются необходимыми.

Анализируя отказ с электрической, механической и сертификационной точек зрения, и внедряя соответствующие решения и профилактические меры, можно значительно повысить надежность энергосистем в Нигерии и других африканских странах. Этот случай также служит ценным примером для других аналогичных проектов в регионе, подчеркивая необходимость комплексного подхода для обеспечения безопасной и стабильной работы электрической инфраструктуры на африканском рынке.