500kV SF₆ tank circuit breaker isolatzaile barra isolamenduko karga faltsuaren analisia eta tratamendua
Izotza-insulatzailea zirkuitu-itzalkiaren osagai garrantzitsuenetako bat da, eta gas-insulatutako itzal-tresnak (GIS) tresnen insulazio eta transmitizio-osagai garrantzitsu bat. Mekaniko eta elektriko ezaugarrietan oso fiablea izan behar du. Izotza-insulatzaileak gehienetan ez dute arazoren, baina arraro bat gertatzen denean, ondorioak zirkuitu-itzalkiarentzat serioak izan daitezke.
550kV zirkuitu-itzalkia batzuei duten indarr-generamenduan, zatiketa bakarra ditu horizontalki antolatua, 550SR-K modeloa da eta hidraulikoko mekanismoa erabiltzen du. Zatiketa-kapazitatea 63kA da, tentsioa 550kV, korronte indarratua 4000A, zatiketa-korrontea 63kA, tentsio-igortze igortze-lasterkorra 1675kV, tentsio-igortze igortze-lasterkorra 1300kV eta tentsio-igortze frekuencia-ohikorra 740kV. Zirkuitu-itzalkiaren izotza-barra epoxi-resina eginda dago, 15mm espesorra, 40mm zabalera, eta trinkotasuna 1.1-1.25g/cm³ da.
Arazo-prozesua
Bat hydraulikoki generatzen duten indarr-generamendu bat 4. zenbakitako nagusiko transformagailuaren tenperatura berriro emateko prestatuta zegoen. Indarr-generamenduko sistema elektriko nagusiak irudian ikusten da. Goiko ordenagailuak lehen 5032 zirkuitu-itzalkia irekitu zuen, eta gero 5031 zirkuitu-itzalkia. Goiko ordenagailuak "TV Atzizki-Alarm" eta "5031 Zirkuitu-Itzalkiaren Babesaurreko Tresna Anormala" motako senaletasunak bidali zituen. Tokiko ikuskuntzan, 5031 zirkuitu-itzalkiaren babesaurreko tresna eta segurtasun-kontrol tresnaren TV atzizki-alarma bat aurkitu zuten. Goiko ordenagailuak 5032 eta 5031 zirkuitu-itzalkien T eremuko tentsio-transformagailuetarako Uab= 0, Uca = 306kV, eta Ubc = 305kV lortu zituen. Tokiko ikuskuntzan, 5032 eta 5031 zirkuitu-itzalkiak biak irekita zegoela konprobatu zuten.
Mantentzaileak 5032 eta 5031 zirkuitu-itzalkien T eremuko tentsio-transformagailuaren bornatuaren terminal boxean C faseko bigarren erlojuaren tentsioa 55V neurtu zuen, A eta B faseetan 0V. Hasierako hondarra 5031 zirkuitu-itzalkiaren C fasean arazo bat zegoela.
Tokiko Ikuskuntza
Arazo gertatu ondoren, indarr-generamenduak tokiko arazo-puntua bilatu eta arazoaren arraza analizatu zuen. Estatuko agindu-zentroarekin kontaktu hartu zuen 5031 zirkuitu-itzalkia mantentzeko egoerara pasatzeko. Zirkuitu-itzalkiaren fabricatzailearen pertsonalak tokira iritsi ondoren, 5031 zirkuitu-itzalkiaren mekanismoa berriro aztertu zuen. Aurkitu zuten mekanismoaren barra-kokapena "irekita" egoera normala zegoela, eta mekanismon ez zegoen arazo askotik, irudian ikusten den bezala. Hasierako hondarra zirkuitu-itzalkiaren barruko arazoa dela izan zen.
Kontuan hartuz, zirkuitu-itzalkiaren itxi-erresistentzia goi-erresistentziatik askoz txikiagoa da, zirkuitu-itzalkiaren egoera erreal itxita badago, zirkuitu-itzalki honen goi-erresistentzia beste bi fasetik askoz txikiagoa izango da. Hainbat faseko 5031 zirkuitu-itzalkiaren goi-erresistentzia neurtu zuten, zirkuitu-itzalkiaren bi aldeko goi-bilaketa-isilariak irekita gabe. Neurgailuak hauek dira: A fasea 273.3 μΩ, B fasea 245.8 μΩ, eta C fasea 256.0 μ&Ω;. Ez zegoen C fasen datu anormalik.
5031 zirkuitu-itzalkia mantentzeko egoerara pasatu ondoren, 5031C faseko zirkuitu-itzalkiaren gas-lehorratze prozesua hasi zuten, eta kapaia irekitzeko prestatu zuten. 5031C faseko zirkuitu-itzalkiaren goiko flangea gorputzera jaso zuten. Aztertzeak, zirkuitu-itzalki hauren mugitu eta estatua kontaktuak egoera irekita normala zegoela, zirkuitu-itzalkiaren egitura orokorra osoa bete zegoela, eta ez zegoen objektu estrano edo argi-emate marka nabarmenik. Multimetro baten bidez, zirkuitu-itzalkiaren mugitu eta estatua kontaktuen arteko kontaktu-erresistentzia 0.6 &Ω (egoera normala), eta mugitu eta estatua kontaktuen artean eta izotza-barrearen artean ez zegoen konexio elektrikorik, irudian ikusten den bezala.
Goiko flangea eta zirkuitu-itzalkiaren beheko sarrera-atzipena bi aldiz gorputzera jaso eta aztertu ondoren, gas-kameran oinarrizko odore bat aurkitu zuten. Gas-kameraren oinean eta beheko antibeste-membranaren kokapenean, marroil-belarreko polvo material bat zegoen, irudian ikusten den bezala.
5031C faseko zirkuitu-itzalkiaren gainontzeko itxi-ensaioa egin zuten. Itxi-eragiketa normala izan zen, eta ez zegoen fenomeno anormalik. Gainontzeko itxi amaitu ondoren, zirkuitu-itzalkiaren gorputzaren kanpoaldea berriro aztertu zuten. Zirkuitu-itzalkiaren izotza-barrean bi argi-emate marka zegoela aurkitu zuten. Batzuk zaharkituta zegoen, irudian ikusten den bezala. Izotza-barrearen gainean marka jarraitzaileak zegoen, eta marka horiek izotza-barre osoan zabaltzen ziren.
Izotza-barrearen gainean argi-emate puntu berriak ez zegoen ikustear, 5031C faseko zirkuitu-itzalkiaren gainontzeko ireki-ensaioa egin zuten. Irekiera-eragiketa normala izan zen. Irekiera amaitu ondoren, izotza-barrea berriro aztertu zuten, eta ez zegoen argi-emate puntu berriak. Kanporatu zuten boreskopio bat zirkuitu-itzalkiaren barrualde osoa aztertzeko, eta ez zegoen fenomeno anormalik.
Arazoaren Arrazoi Analisi
Arazoak dituen izotza-barrea kendu ondoren, ikusi eta neurtu zuten. Barra 570mm luzea, 40mm zabalera, eta 15mm espesorra zegoen. Izotza-barre osoan bi argi-emate-puntutan zegoen, haien amaieran 182mm eta 315mm urrun. Batzuk 53mm luze zaharkituta zegoen. Izotza-barrearen gainean marka jarraitzaile nabarmen bat zegoen, eta marka horrek izotza-barrearen bi amaierako zati-bilaketen arteko lotura egiten zuen.
Arazoak dituen izotza-barren isolatzailea neurtu zuten. Multimetro batekin neurtzean, amaierako bi zati-bilaketaren arteko isolatzailea normala zegoen. Bi zati-bilaketaren arteko isolatzailea 1.583M&Ω zegoen. Isolatzaile-erresistentziak neurtzeko tresna batekin, erresistentzia-balioa 643k&Ω (1010V tensioan), eta bi kanporako zati-bilaketaren arteko isolatzailea 1.52T&Ω (5259V tensioan). Normala izan daitekeen izotza-barre batean, 5259V tensioan bi zati-bilaketaren arteko isolatzailea 5.26T&Ω baino handiagoa zegoen.
Aurretik ikusten den azterketaren emaitzetan oinarrituz, 5031C faseko zirkuitu-itzalkiaren izotza-barren isolatzailea trinkotasuna txikitik gertatzen dela esan daiteke, eta tensio baxuko kondizioetan gutxienezko konduktibotasuna erakusten duela.
5031C faseko zirkuitu-itzalkiaren izotza-barra kanporatu eta aztertu ondoren, izotza-barrearen amaierako zatiak kanpo, barren barruan ilunpeko zati luze bat zegoen, jarraitzaile-marka baten bitartez, irudian ikusten den bezala.
Trinkotasuna osoan; bigarrena, izotza-barren material proportzionak edo gelatze-denbora ez zegoen normen arabera, izotza-barren zati desberdinetan isolatzaile-trinkotasuna uniforme ez zegoen. Elektriko-indarraren eremu fortasunean, isolatzaile-trinkotasuna txikiena duten zatiak lehenengoz trinkotasuna txikitik gertatzen ziren, eta gero zati desberdinak jarraitzen ziren, azkenik izotza-barren trinkotasuna osoan gertatzen zelarik.
Eskaintzen diren neurriak
Eskaintzen diren neurri orokorrak
5031C faseko zirkuitu-itzalkiaren arazoaren arrazoiak zehazten ondoren, indarr-generamenduak C faseko zirkuitu-itzalkiaren izotza-barra ordezkarriko zuen. Ordezkaritzea amaitu ondoren, gas-kamera soilikatua eta gas bete zuten, 0.45MPa tentsio indarratua, eta 24 ordu itxita utzi zuten. Ondoren, probak arruntak egin zituzten, gas-kamerako kontzentrazio-neurketak, itxi-erresistentziak, ezaugarri probak eta gas salbuespen probak. Probak arruntak igaro ondoren, 5031 zirkuitu-itzalkiarentzat tensio-igortze probak eta zatiketa-parzialak egin zituzten, zirkuitu-itzalkia itxita edo irekita. Gero, tresna guztiak instalatu zituzten, eta tenperatura berriro emateko eskaria bidali zuten.
Tensio-igortze eta zatiketa-parzialen probak
Probak 3E lineako erreserva lineatik eman zituzten. Probak aurretik, 5031 zirkuitu-itzalkiaren eta 5032 zirkuitu-itzalkiaren bi aldeko intensitate-transformagailuen (TA) tresn guztien bigarren erlojuak laburkatu eta lurratu zituzten. Gainera, 3E lineako erreservaren TA guztien bigarren erlojuak laburkatu eta lurratu zituzten, eta probak barruan dauden tentsio-transformagailuak kendu zituzten. 5031 zirkuitu-itzalkia itxita edo irekita dagoenean, tensio-igortze eta zatiketa-parzialen probak egin zituzten.
Indarr-generamenduko 500kV GIS tresnentzat, tentsio maximoa , faseko tentsioa , fabrikako proba-tentsioa , eta proba-tentsio maximoa , denbora 60s.
Irudian ikusten den bezala, itxi-egon daitekeen tensio-igortze eta zatiketa-parzialen proben sekuentzia hau da: GIS 5 minutu 317kV tensioan antzitzeko eta garbitzeko, eta busbar 3 minutu 519kV tensioan antzitzeko eta garbitzeko. Tensio-igortze proba 592kV tensiora gehitu zuten, eta 60 segundo mantentu zuten. Tensiona azkarrean 381kV-ra jaitsi zuten, eta 5031 zirkuitu-itzalkiaren gas-kamerako zatiketa-parzialak 3 minutu probatu zituzten. Proba amaitu ondoren, tensiona azkarrean 0kV-ra jaitsi zuten.
Irudian ikusten den bezala, irekita dagoen tensio-igortze eta zatiketa-parzialen proben sekuentzia hau da: proba-tensiona uniformeki 592kV-ra gehitu zuten, eta 60 segundo mantentu zuten. Tensio-igortze proba amaitu ondoren, tensiona azkarrean 381kV-ra jaitsi zuten, eta 5031 zirkuitu-itzalkiaren gas-kamerako zatiketa-parzialak probatu zituzten. Proba amaitu ondoren, tensiona azkarrean 0kV-ra jaitsi zuten.
Konklusioa
500kV SF₆ tanko-mota zirkuitu-itzalkien izotza-barren kalitatea oso garrantzitsu da zirkuitu-itzalkien segurtasunerako eta indarr-sarearen segurtasunerako. Tresna fabricatzaileek kalitate kontrol zorrotza egin behar dute. Tresna montatzen aurretik, izotza-barreentzat zatiketa-parzialen probak egin behar dira, eta beharrezkoa bada, material-ensaioak egiteko metodo batzuk erabil daitezke. Zirkuitu-itzalkiak erabiltzen hastean, zatiketa-parzialen detektorei zehar probak erregularrak egin behar dira, adibidez, maiztasun altuak eta ultrasonikoak. Gainera, zirkuitu-itzalkiak mantentzerakoan, zatiketa-parzialen detektorei zehar probak offline egitea konbinatu behar da. Zatiketa-parzialen maila anormalak dituzten zirkuitu-itzalkientzat, SF₆ gasaren produktu deskonposizioaren analisia egin daiteke zatiketa-parzialen tresnek SF₆ zirkuitu-itzalkien isolatzailearen egiazkotasuna aipamenaldi diagnozatzeko, tresn-faltsuen sorginderik soilik, indarr-sarearen segurtasuna eta estabilitasuna ziurtatzeko.
