Nghiên cứu điển hình về sự cố của cầu chì SF₆: Thị trường châu Phi từ góc độ Nigeria

Giới thiệu

Trong bối cảnh thị trường châu Phi, đặc biệt là ở Nigeria, việc vận hành ổn định của thiết bị điện rất quan trọng đối với sự phát triển ổn định của ngành công nghiệp điện. Các cầu chì SF₆ kiểu thùng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện nhờ vào các tính năng dập hồ quang và cách điện tuyệt vời. Tuy nhiên, giống như bất kỳ thiết bị điện nào, chúng cũng có thể gặp sự cố. Bài viết này trình bày một phân tích chi tiết về trường hợp hỏng hóc của cầu chì SF₆ kiểu thùng ở Nigeria, xem xét các khía cạnh như chứng nhận SONCAP và ý nghĩa của nó đối với thị trường.

Chứng nhận SONCAP (Chương trình Đánh giá Tuân thủ của Tổ chức Tiêu chuẩn Nigeria) là yêu cầu bắt buộc đối với các sản phẩm điện nhập khẩu vào thị trường Nigeria. Nó đảm bảo rằng các sản phẩm đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp của Nigeria và an toàn để sử dụng. Quá trình chứng nhận bao gồm thử nghiệm sản phẩm, kiểm tra nhà máy và cấp Giấy chứng nhận Tuân thủ, điều này cần thiết cho thông quan hải quan.

 Bối cảnh Trường hợp

Tại một trạm biến áp ở Nigeria, một cầu chì SF₆ kiểu thùng của một thương hiệu nhất định, đã có chứng nhận SONCAP, đã gặp sự cố. Cầu chì này là một phần của đường dây truyền tải chính, và sự cố của nó có khả năng làm gián đoạn nguồn điện cho một khu vực lớn, bao gồm cả khách hàng công nghiệp và dân cư.

Cầu chì được lắp đặt và đưa vào hoạt động vài năm trước, và nó đã hoạt động tương đối ổn định cho đến sự cố này. Bảo trì và kiểm tra định kỳ đã được thực hiện theo khuyến nghị của nhà sản xuất, và tất cả các bài kiểm tra trước đó đều cho thấy hiệu suất bình thường.

Mô tả Sự cố Hỏng hóc

Một ngày, trong quá trình vận hành lưới điện bình thường, một sự cố xảy ra trên đường dây được bảo vệ bởi cầu chì SF₆ kiểu thùng này. Hệ thống bảo vệ phát hiện sự cố và đưa ra lệnh cắt. Tuy nhiên, cầu chì không mở hoàn toàn như mong đợi. Thay vào đó, có hiện tượng cháy hồ quang bất thường bên trong cầu chì, và sau đó quan sát thấy hư hại cách điện cục bộ.

Hình 1 hiển thị sơ đồ đơn giản của bố trí hệ thống điện nơi cầu chì được lắp đặt. 

Những người vận hành trạm biến áp đã nhận thấy tiếng ồn bất thường và nhiệt độ tăng xung quanh cầu chì. Ngay lập tức, họ đã kích hoạt các quy trình khẩn cấp, bao gồm cách ly cầu chì bị lỗi khỏi lưới điện càng nhiều càng tốt để ngăn chặn thiệt hại thêm và nguy cơ an toàn tiềm tàng.

Phân tích Sự cố
Phân tích Điện

Qua việc phân tích ghi chép sự cố và dữ liệu sóng từ hệ thống giám sát của trạm biến áp, đã phát hiện ra rằng sóng dòng điện sự cố bị biến dạng nghiêm trọng trong sự cố. Dòng điện không giảm xuống zero trong thời gian dự kiến để cầu chì dập hồ quang hiệu quả. Điều này chủ yếu do tính chất phức tạp của sự cố, gây ra các mô hình dòng điện bất thường.

Khí SF₆ bên trong cầu chì, chịu trách nhiệm dập hồ quang, cũng cho thấy sự suy giảm hiệu suất. Trong điều kiện bình thường, khí SF₆ có thể nhanh chóng tái kết hợp và khôi phục lại khả năng cách điện khi dòng hồ quang qua zero. Tuy nhiên, trong trường hợp này, dòng điện liên tục không bằng zero đã ngăn cản sự khôi phục đúng đắn của khả năng dập hồ quang của khí.

Phân tích Cơ khí

Qua việc kiểm tra trực quan và kiểm tra cơ khí sâu hơn, đã phát hiện ra rằng một số thành phần cơ khí của cầu chì có dấu hiệu mòn. Các bộ phận di chuyển, chẳng hạn như cánh tiếp xúc và các liên kết cơ cấu hoạt động, có một số biến dạng nhỏ. Những biến dạng này có thể đã ảnh hưởng đến hoạt động mượt mà của cầu chì trong quá trình cắt, gây ra sự chậm trễ trong việc tách rời các tiếp điểm và do đó kéo dài thời gian hồ quang.

Xem xét Liên quan đến Chứng nhận SONCAP

Mặc dù cầu chì đã có chứng nhận SONCAP, nhưng vẫn được rà soát quá trình chứng nhận và sự tuân thủ của sản phẩm với các tiêu chuẩn của Nigeria. Đã phát hiện ra rằng sản phẩm đáp ứng tất cả các yêu cầu được chỉ định tại thời điểm chứng nhận. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành trong môi trường Nigeria, các yếu tố như đặc điểm lưới điện địa phương (ví dụ: hàm lượng谐波在某些地区的含量较高）、温度和湿度的变化可能会影响断路器的性能。 此外，尼日利亚变电站的维护实践与国际最佳实践进行了比较。注意到虽然基本维护程序得到了遵循，但在更频繁和深入的检查方面还有改进的空间，特别是在尼日利亚一些恶劣的运行条件下。 **解决方案和预防措施** - **修复和更换** 受损的断路器部件被识别出来，包括一些磨损的机械部件和受电弧影响的绝缘材料。这些部件被新的部件替换。 - **升级维护策略** 为断路器和其他类似设备制定了更全面的维护计划。这包括更频繁地检查机械部件的磨损情况、定期测试SF₆气体质量以及增强对电流和电压波形等电气参数的监测。 还为变电站操作员和维护人员组织了培训项目。这些项目重点介绍了维护罐式SF₆断路器的最新国际最佳实践，以及如何更有效地处理潜在故障和紧急情况。 **市场广泛考虑** 鉴于这一故障案例，对于非洲市场，特别是尼日利亚，建议对电气设备适应当地运行条件的能力进行更深入的研究。制造商应考虑为在具有特定环境和电网特性的地区销售的产品提供定制解决方案或额外说明。 对于SONCAP认证过程，可以进一步改进，以考虑产品在尼日利亚市场的长期性能。这可能涉及在产品运行一定时间后的更多后续检查和性能评估。 **结论** 尼日利亚变电站中罐式SF₆断路器的故障是一个典型的案例，突显了在非洲市场进行全面设备管理的重要性。尽管SONCAP认证为产品质量提供了基本保障，但持续关注电气设备的操作和维护以及适应当地运行条件是必不可少的。 通过从电气、机械和认证相关方面分析故障，并实施适当的解决方案和预防措施，可以显著提高尼日利亚及其他非洲国家电力系统的可靠性。该案例也为该地区的其他类似项目提供了宝贵的参考，强调了确保非洲市场电气基础设施安全稳定运行的整体方法的必要性。 请确认以上内容是否符合您的要求。如果有任何需要调整的地方，请告诉我。