GIS उपकरणों में CT टर्मिनल ब्लॉक में क्रैकिंग विफलता के संभावित कारण क्या हैं

गैस - इन्सुलेटेड स्विचगियर (GIS), जिसे अक्सर “SF₆ संयुक्त विद्युत उपकरण” कहा जाता है, इसकी उच्च विश्वसनीयता, छोटा आकार, कम शोर और कम नुकसान के कारण विद्युत प्रणालियों में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाता है। इसमें विभिन्न दबावों वाले अलग-अलग गैस चेम्बरों में सर्किट ब्रेकर, त्वरित ग्राउंडिंग स्विच, धारा ट्रांसफार्मर, और बसबार जैसे उच्च वोल्टेज उपकरण एक ग्राउंडिड मेटल शेल में रखे जाते हैं, जो SF₆ गैस से भरा होता है। CT टर्मिनल ब्लॉक गैस चेम्बरों को विभाजित करता है, घटकों को जोड़ता है और रखरखाव को सुगम बनाता है। एक कनवर्टर स्टेशन ने 750kV GIS CT गैस चेम्बर के दबाव में लगभग 0.05MPa प्रति दिन की गिरावट देखी, जो गैस फिलिंग के बाद भी बनी रही। इसलिए, हमने CT टर्मिनल ब्लॉक की विफलता का विश्लेषण किया।

1 टर्मिनल ब्लॉक का सारांश और टूटने का विश्लेषण
1.1 सारांश

टर्मिनल ब्लॉक 2017-06-23 को संचालन में लाया गया था, 2021-11-06 को गैस लीक हुई थी और 2021-11-08 को टूटने के लक्षण दिखाई दिए। सपाट तरफ CT-तरफ है, उभार वाली तरफ नॉन-CT-तरफ है, जिसमें 12 बाहरी रेखित छेद हैं। CT-तरफ तीन वृत्त में समदूरस्थ पीले तांबे के टर्मिनल पोस्ट हैं (आंतरिक से 1, 8, 15 प्रति वृत्त); नॉन-CT-तरफ का बाहरी वृत्त 15 पोस्टों (A1-A5, B1-B5, C1-C5 वामावर्त) वाला है, जो मध्य वृत्तों में CT-तरफ के साथ मेल खाता है।

1.2 मैक्रोस्कोपिक निरीक्षण

उभार वाली तरफ पर एक लगभग 30 सेमी लंबी टूट देखी गई, जो ऊंचे किनारे के मोड़ पर दो भागों में विभाजित थी: एक चौड़ी खुली लंबी टूट (A1-B1) और एक छोटी खुली छोटी टूट (C5-A1, बहुत कम दिखाई देती है)। फिर टूटों की जांच के लिए पेनेट्रेंट टेस्टिंग की गई।

1.3 पेनेट्रेंट टेस्टिंग

टर्मिनल ब्लॉक के दोनों तरफ पेनेट्रेंट टेस्टिंग की गई:

• उभार वाली तरफ: दो टूट देखी गई, जो मैक्रोस्कोपिक निरीक्षण के अनुसार रूप और लंबाई (240mm और 60mm) में संगत थीं। छोटी टूट टेस्टिंग के बाद स्पष्ट हो गई, और अन्य कोई टूट नहीं देखी गई।

• सपाट तरफ: आंतरिक सीलिंग रिंग पर दो अलग-अलग लंबाई की टूट (लगभग 20mm और 8mm) देखी गई। ये टूट पूरी तरह से नहीं गुजरती थीं, जिनके बीच एक सिर से दूसरे सिर तक की दूरी लगभग 20mm थी।

1.4 फ्रैक्चर सरफेस निरीक्षण

A4 से ली गई एक खंड से नॉन-CT-तरफ पेनेट्रेटिव टूट और CT-तरफ नॉन-पेनेट्रेटिव टूट दिखाई दी। वर्गाकार चालक शीट्स और षट्कोणीय नटों में संरचनात्मक अचानक बदलाव देखे गए, पेनेट्रेंट बैक-सीपेज (धातु इंसर्ट और एपोक्सी रेजिन के बीच की फाँक) के साथ। टर्मिनल ब्लॉक अक्ष से 30° के कोण पर नरम टूट (30°) और असमान, धब्बे वाले संपर्क सतह (45° के कोण पर टूट) दिखाई दिए।

1.5 बल की गणना

मैन्युफैक्चरर की 25Nm बोल्ट टोक से, T = kFd ((k = 0.15) का उपयोग करके, एकल-बोल्ट ऊर्ध्वाधर प्रीलोड 13.9kN था। अधिकतम प्रीलोड (M12 बोल्ट, 50cm टोक व्रेंच) का सिमुलेशन 220Nm टोक देता है (10cm-आर्म व्रेंच से 44Nm), प्रीलोड 24.4kN (1.76× मानक) तक बढ़ जाता है। 30° के कोण पर, 31.78mm लंबी टूट में 10.78mm असंतत जंक्शन (रेजिन तनाव वृद्धि) था। अतिरिक्त प्रीलोड और तनाव संकेंद्रण ने रेजिन में टूट की शुरुआत और विस्तार का कारण बना।

2 टूटने के कारण

असंतत सीट संरचना (किनारे बोल्ट होल-टर्मिनल पोस्ट) पर अतिरिक्त बेंडिंग तनाव ने पेनेट्रेटिव टूट का कारण बना। अनुचित उपकरण/ओवर-टाइटनिंग ने अतिरिक्त बोल्ट प्रीलोड का कारण बना। CT-तरफ गैस दबाव ने बेंडिंग तनाव में वृद्धि की। धातु-रेजिन बंधन में कमी (फाँक) ने बिंदु अनुभाग को कम किया और तनाव संकेंद्रण का कारण बना। ये सभी संयुक्त रूप से टर्मिनल ब्लॉक को टूटने और गैस लीक करने का कारण बने।

3 रोकथामी उपाय

मैन्युफैक्चरर के निर्देशों के अनुसार टोक व्रेंच का उपयोग करें ताकि ओवर-टाइटनिंग से बचा जा सके। गैस भरने की प्रक्रिया का पालन करें ताकि दबाव का अंतर न हो। टर्मिनल ब्लॉक के डिजाइन/कास्टिंग को बेहतर बनाएं ताकि तनाव का कारण बनने वाली फाँक/तेज इंसर्ट को रोका जा सके। गुणवत्ता जांच को मजबूत करें ताकि दोषपूर्ण उत्पादों को निकाला जा सके।

4 निष्कर्ष

SF₆ उपकरण में CT टर्मिनल ब्लॉक का टूटना अनुचित बोल्ट-टाइटनिंग (अतिरिक्त प्रीलोड) के कारण हुआ था। प्रस्तावित उपाय अन्य विद्युत उपयोगकर्ताओं के लिए मार्गदर्शन करते हैं।