Kateri so možni vzroki za razbitje terminalnih blokov CT znotraj opreme GIS?
Gazno izolirano preklopniko (GIS), pogosto imenovano “SF6 kombinirana električna naprava”, se široko uporablja v elektroenergetskih sistemih zaradi visoke zanesljivosti, majhnega površinskega obsega, nizega hrupa in nizkih izgub. Vključuje visokonapetostne naprave, kot so preklopniki, hitre talovne preklopne stikala, pretvorniki strme, in vodilnike, ki so skupaj postavljeni v zasidano kovinsko lupino, napolnjeno s plinom SF6. Vsaka naprava je v ločeni plinski komori z različnimi tlaki. Blok terminalov pretvorbnika deli plinske komore, povezuje komponente in poenostavi vzdrževanje. Na pretvornem postaju so ugotovili, da je tlak v 750kV GIS CT plinski komori vsak dan padel za približno 0,05 MPa, kar se je nadaljevalo tudi po ponovnem napolnjevanju s plinom. Zaradi tega smo analizirali odpoved bloka terminalov pretvorbnika.
1 Pregled in analiza razdiranja bloka terminalov
1.1 Pregled
Blok terminalov je bil uveden v uporabo 23. junija 2017, plin je začel teči 6. novembra 2021, in je bilo odkrito razdiranje 8. novembra 2021. Ravnata stran je stran CT, konveksna stran pa ni stran CT, s 12 zunanjimi navojnimi luknjami. Stran CT ima tri kroge enako oddaljenih rumenih bakrenih terminalnih poljubnikov (1, 8, 15 na krog od notranjosti); najbolj zunanji krog na strani, ki ni CT, ima 15 poljubnikov (A1 - A5, B1 - B5, C1 - C5 v nasprotni smeri urinega kazalca), ki se ujemajo s srednjimi krogi strani CT.
1.2 Makroskopska pregledovanja
Na konveksni strani smo odkrili razdiranje dolgo približno 30 cm, pri obratu podignjene robovine, razdeljeno na dva dela: dolgo, široko odprto razdiranje (A1 - B1) in kratko, malo odprto razdiranje (C5 - A1, skoro nevidno). Za preverjanje dodatnih razdiranj je sledilo penetracijsko testiranje.
1.3 Penetracijsko testiranje
Penetracijsko testiranje je bilo izvedeno na obeh straneh bloka terminalov:
Konveksna stran: Odkrili smo dva razdiranja, ki se ujemata z makroskopskim pregledom glede morfologije in dolžine (240 mm in 60 mm). Kratko razdiranje je postalo očitno po testiranju, drugega razdiranja pa nismo zaznali.
Ravnata stran: Odkrili smo dva razdiranja različnih dolžin (približno 20 mm in 8 mm) na notranjem zaprtu. Ta nista prepogotila, razdalja med njima pa je bila približno 20 mm.
1.4 Pregled površine razdiranja
Odsek A4 je pokazal prepogotna razdiranja na strani, ki ni CT, in neprepogotna razdiranja na strani CT. Kvadratne prevodne plošče in šestokotne matice znotraj so imele strukturne spremembe, z nazajtekom penetranta (med metalnimi vstavki in epoksidnim lesom). Opazili smo tudi fino razdiranje (30° glede na os bloka terminalov) in neravnomerno, točkovno stikalo (s 45° nagnjenimi razdiraji).
1.5 Izračun sile
Z uporabnikovim 25 Nm vrtljajem glede na T = kFd ((k = 0.15), vertikalni prednapetost posameznega vratla je bil 13,9 kN. Simulacija maksimalnega prednapetosti (M12 vrtljaj, 50 cm ključ za vrtljaje) je dala 220 Nm vrtljaj (44 Nm z 10 cm ramenskim ključem), kar je povečalo prednapetost na 24,4 kN (1,76× standard). 30° nagnjeno, 31,78 mm dolgo razdiranje je imelo 10,78 mm nezvezno spoj (povečanje napetosti lepljiva). Prekomerna prednapetost in koncentracija napetosti sta povzročili nastanek in širjenje razdiranja v lepljivu.
2 Razlogi za razdiranje
Prekomerna nagnjena napetost na nezvezni sedežni strukturi (robna luknja vrtljaja - terminalni poljubnik) je povzročila prepogotna razdiranja. Neustrezne orodje ali prekomerno zatekanje je povzročilo prekomerno prednapetost vrtljaja. Tlak plina na strani CT
dodal nagnjeno napetost. Slaba vez med kovinom in lepljivom (razmaki) je zmanjšala prečni prerez in povzročila koncentracijo napetosti. Te dejavniki skupaj so povzročili razdiranje bloka terminalov in iztekanje plina.
3 Preventivne mere
Uporabite ključe za vrtljaje glede na proizvajalske specifikacije, da se izogne prekomernemu zatekanju. Sledite postopkom napolnjevanja s plinom, da se preprečijo razlike v tlaku. Optimirajte dizajn in livarstvo bloka terminalov, da se izognete razmikom in ostrim vstavkom, ki povzročajo napetost. Okrepite kontrole kakovosti, da se zavrnijo defektne izdelke.
4 Zaključek
Razdiranje bloka terminalov CT v SF6 napravi je rezultat neustreznega zatekanja vrtljajev (prekomerna prednapetost). Predlagane mere usmerjajo druge uporabnike električne energije.
