Mikä ovat mahdolliset syyt rakoiluun CT-terminaalipaloissa GIS-laitteissa
Kaasupäistetty vahvistin (GIS), usein kutsuttu “SF6 yhdistelmälaite”, on laajalti käytössä sähköjärjestelmissä sen korkean luotettavuuden, pienen jalanjäljen, alhaisen melutasapainon ja pienet hukka-energiat huomioon ottaen. Se sulkee sisäänsä korkean jännitteen laitteita, kuten katkoja, nopeaa maanjohdetta, virtasensorit ja johtimet, maanjohdettuun metallihylsyyn, joka on täynnä SF6-kaasua. Jokainen laite sijaitsee erillisessä kaasukammiossa eri paineilla. CT-liittymäloppu jakaa kaasukammiot, yhdistää komponentit ja helpottaa huoltoa. Muunnosasemassa havaittiin, että 750kV GIS:n CT-kaasukammion paine laski noin 0,05MPa päivässä, mikä jatkui myös kaasun täydentämisen jälkeen. Tämän vuoksi analysoimme CT-liittymäloppun epäonnistumista.
1 Yleiskatsaus ja purkauksen analyysi liittymäloppusta
1.1 Yleiskatsaus
Liittymäloppu otettiin käyttöön 23.6.2017, ja se alkoi vuotaa kaasua 6.11.2021, ja rakoja havaittiin 8.11.2021. Tasa puoli on CT-puoli, ulospäin kaareva puoli ei ole CT-puoli, ja siellä on 12 ulkopuolta rosituuta reikää. CT-puolella on kolme ympyrää tasavälistä keltaista kuparin terminaalipystyä (sisimmästä ulospäin 1, 8, 15 per kierros); ei-CT-puolen uloin ympyrässä on 15 pystyä (A1-A5, B1-B5, C1-C5 vastapäivään), jotka vastaavat CT-puolen keskiympyröissä olevia.
1.2 Makrovisioanalyysi
Ulospäin kaarevalta puolelta löytyi noin 30 cm pituinen raja, joka sijaitsi korotetun reunan käännöksessä, ja se oli jaettu kahteen osaan: leveästi avautuneeseen pitkään raakuiseen (A1-B1) ja pieniin avautuneeseen lyhyeen raakuiseen (C5-A1, vain juuri näkyvä). Tämän jälkeen suoritettiin penetranttitesti lisäraakujen etsimiseksi.
1.3 Penetranttitesti
Penetranttitesti suoritettiin molemmin puolin liittymäloppua:
Ulos päin kaareva puoli: Löydettiin kaksi raaketta, jotka olivat morfologisesti ja pituudeltaan samankaltaisia makrovisioanalyysissa havaittujen kanssa (240 mm ja 60 mm). Lyhyt raakuinen tuli ilmeiseksi testin jälkeen, eikä muita raakuita havaittu.
Tasa puoli: Sisimmällä tiivisteellä löydettiin kaksi eri pituisia raaketta (noin 20 mm ja 8 mm). Ne eivät läpäisseet kokonaan, ja niiden päätepisteiden välimatka oli noin 20 mm.
1.4 Rajojen pinta-analyysi
A4:stä leikattu osa osoitti, että ei-CT-puolen rajojen läpäisi ja CT-puolen rajojen ei läpäissyt. Neliömäiset johtavat levyn ja kuusikulmaiset mutterit sisällä olivat rakenteellisesti äkillisesti muuttuneet, ja penetrantti oli palannut takaan (metalliliitosten ja epoksiharjun väliset aukot). Huomattiin ohut raakuinen (30° liittymäloppun akselia nähden) ja epätasainen, pistevä yhteystila (45° kulmassa oleva raakuinen).
1.5 Voiman laskenta
Valmistajan 25Nm:n mutterin kiertymävoimalla, käyttäen T = kFd ((k = 0.15)), yksittäisen mutterin pystysuuntainen esilataus oli 13.9kN. Maksimi esilatauksen simulaation (M12 mutteri, 50cm kiertymäavain) avulla saatiin 220Nm kiertymävoima (44Nm 10cm-kiertymäavaimella), mikä nosti esilatauksen 24.4kN (1.76 x standardi). 30° kulmassa, 31.78mm pituinen rajojen pinta oli 10.78mm mittainen epäjatkuva yhdistys (harjun stressi kasvoi). Liian suuri esilataus ja stressikeskittymä aiheuttivat harjun raakuinta ja levitystä.
2 Raakuinten syyt
Epäjatkuvan istuinrakenteen (reunan muttereika - terminaalipysty) liian suuri taivutuspaine aiheutti läpäiseviä raakuita. Väärä työkalujen käyttö/tiukka kiertyminen johti liian suureen mutterin esilataukseen. CT-puolen kaasupaine lisäsi taivutuspainta. Heikko metalli-harju-yhdistäminen (aukot) vähensi kestävyyden poikkileikkausala ja aiheutti stressikeskittymän. Yhdessä nämä tekijät aiheuttivat liittymäloppun raakuinta ja kaasun vuotoa.
3 Ennaltaehkäisytoimenpiteet
Käytä valmistajan mukaista kiertymäavainta välttääksesi liian tiukkaa kiertymistä. Noudattakaa kaasullutusprosessia estääksenne paineerovaihteluja. Optimoiko liittymäloppun suunnittelua/ja vaahtoa välttääksesi stressia aiheuttavia aukoja/teräviä sisäosia. Vahvistakaa laadunvalvontaa hylätäksesi vialliset tuotteet.
4 Yhteenveto
CT-liittymäloppun raakuinta SF6-laitteessa johtui väärästä mutterin kiertymisestä (liian suuri esilataus). Ehdotetut toimenpiteet ohjaavat muita sähkömarkkinoille toimivia tahoa.
