Ano ang mga posibleng sanhi ng pagkasira sa CT terminal blocks sa loob ng GIS equipment
Ang gas-insulated switchgear (GIS), na kadalasang tinatawag na “SF6 combined electrical apparatus”, ay malawakang ginagamit sa mga sistema ng kuryente dahil sa mataas na katatagan, maliit na sukat, mababang ingay, at mababang pagkawala. Ito ay naglalaman ng mga high-voltage devices tulad ng circuit breakers, mabilis na grounding switches, current transformers, at busbars sa isang grounded metal shell na puno ng SF6 gas. Ang bawat device ay naka-upo sa hiwalay na gas chamber na may iba't ibang presyon. Ang CT terminal block ay naghihiwalay ng mga gas chamber, nakakakonekta ng mga komponente, at nagpapadali ng pagmamanntenance. Isang converter station na natuklasan ang pagbaba ng presyon ng 750kV GIS CT gas chamber ng humigit-kumulang 0.05MPa araw-araw, patuloy pa rin ito matapos ang pagsangko ng gas. Dahil dito, inanalisa namin ang pagkasira ng CT terminal block.
1 Buod at Analisis ng Pagkasira ng Terminal Block
1.1 Buod
Nagsimula ang operasyon ng terminal block noong 2017-06-23, at nagsimulang mag-leak ng gas noong 2021-11-06, at ipinakita ang mga crack noong 2021-11-08. Ang flat side ay CT-side, ang convex side ay non-CT-side, na may 12 outer threaded holes. Ang CT-side ay may tatlong bilog ng equidistant yellow copper terminal posts (1, 8, 15 bawat bilog mula sa loob); ang pinakamalayo na bilog ng non-CT-side ay may 15 posts (A1-A5, B1-B5, C1-C5 counterclockwise), na tumutugma sa CT-side sa gitna ng mga bilog.
1.2 Makroskopiko na Pagsisiyasat
Natuklasan ang isang crack na humigit-kumulang 30cm sa convex side, sa likod ng raised edge, na nahati sa dalawang bahagi: isang malaking bukas na mahabang crack (A1-B1) at isang maliit na bukas na maikling crack (C5-A1, kaunti lamang ang makikita). Sinundan ito ng penetrant testing upang suriin kung mayroon pang ibang cracks.
1.3 Penetrant Testing
Isinagawa ang penetrant testing sa parehong sides ng terminal block:
Convex side: Natuklasan ang dalawang cracks, na tumutugma sa makroskopiko na pagsisiyasat sa anyo at haba (240mm at 60mm). Naging mas malinaw ang maikling crack pagkatapos ng testing, at walang ibang cracks ang natuklasan.
Flat side: Natuklasan ang dalawang cracks ng iba't ibang haba (humigit-kumulang 20mm at 8mm) sa inner sealing ring. Hindi sila lumagpas, na may end-to-end na layo ng humigit-kumulang 20mm.
1.4 Pagsisiyasat ng Fracture Surface
Isang seksyon na gupitin mula sa A4 ay ipinakita ang penetrative cracks sa non-CT-side at non-penetrative cracks sa CT-side. Ang square conductive sheets at hexagonal nuts sa loob ay may biglaang pagbabago sa estruktura, kasama ang back-seepage ng penetrant (gaps sa pagitan ng metal inserts at epoxy resin). Nakita ang fine cracks (30° sa axis ng terminal block) at hindi pantay, spotted contact surfaces (may 45°-angled cracks).
1.5 Pagsusuri ng Puwersa
Sa 25Nm bolt torque ng manufacturer, gamit ang T = kFd ((k = 0.15), ang single-bolt vertical preload ay 13.9kN. Sa simulasyon ng maximum preload (M12 bolt, 50cm torque wrench) ay nagbigay ng 220Nm torque (44Nm gamit ang 10cm-arm wrench), na tumaas ang preload sa 24.4kN (1.76× standard). Ang 30°-angled, 31.78mm-long fracture ay may 10.78mm discontinuous joint (pagtaas ng stress ng resin). Ang excessive preload at stress concentration ay nagdulot ng simula at pagkalat ng crack sa resin.
2 Mga Dahilan ng Pagkasira
Ang excessive bending stress sa discontinuous seat structure (edge bolt hole-terminal post) ay nagdulot ng penetrative cracks. Ang hindi tamang tools/over-tightening ay nagresulta sa excessive bolt preload. Ang presyon ng gas sa CT-side ay nagdagdag sa bending stress. Ang mahinang metal-resin bonding (gaps) ay binawasan ang bearing cross-section at nagdulot ng stress concentration. Samu't-sari, ito ay nagdulot ng pagkasira ng terminal block at pagleak ng gas.
3 Mga Preventive Measures
Gumamit ng torque wrenches ayon sa specs ng manufacturer upang iwasan ang over-tightening. Sundin ang proseso ng gas-filling upang iwasan ang pressure differences. Optimisin ang disenyo/casting ng terminal block upang iwasan ang stress-causing gaps/sharp inserts. Palakasin ang quality checks upang iwasan ang mga defective products.
4 Kasunodan
Ang pagkasira ng CT terminal block sa SF6 apparatus ay resulta ng hindi tamang pagtighten ng bolt (excessive preload). Ang iminumungkahing mga hakbang ay nagbibigay ng gabay para sa iba pang power users.
