อะไรคือสาเหตุที่เป็นไปได้ของความล้มเหลวจากการแตกของชุดต่อสายในอุปกรณ์ GIS
สวิทช์เกียร์ที่มีฉนวนกั้นแก๊ส (GIS) หรือเรียกว่า “SF6 อุปกรณ์ไฟฟ้ารวม” ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบพลังงานเนื่องจากความน่าเชื่อถือสูง พื้นที่ใช้งานเล็ก ความเสียงต่ำ และการสูญเสียต่ำ มันบรรจุอุปกรณ์แรงดันสูง เช่น วงจรตัดกระแส สวิตช์ต่อพื้นเร็ว ทรานสฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้า และบัสบาร์ ในเปลือกโลหะที่ต่อพื้นและเติมด้วยแก๊ส SF6 แต่ละอุปกรณ์จะอยู่ในห้องแก๊สแยกต่างหากซึ่งมีความดันแตกต่างกัน แผงเทอร์มินอลของ CT แบ่งห้องแก๊ส เชื่อมโยงส่วนประกอบ และทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้น สถานีแปลงไฟพบว่าความดันในห้องแก๊สของ CT 750kV GIS ลดลงประมาณ 0.05MPa ต่อวัน แม้ว่าจะเติมแก๊สใหม่แล้ว เราจึงทำการวิเคราะห์ความล้มเหลวของแผงเทอร์มินอลของ CT
1 ภาพรวมและการวิเคราะห์การแตกของแผงเทอร์มินอล
1.1 ภาพรวม
หลังจากเริ่มใช้งานเมื่อวันที่ 23 มิถุนายน 2017 แผงเทอร์มินอลเริ่มรั่วไหลเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน 2021 และแสดงรอยแตกเมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน 2021 ด้านแบนคือด้าน CT ด้านนูนคือด้านไม่ใช่ CT พร้อมกับรูเกลียวภายนอก 12 รู ด้าน CT มีโพสต์เทอร์มินอลทองแดงสีเหลืองสามวงกลม (วงแรก 8 โพสต์ วงที่สอง 15 โพสต์ จากภายใน) ด้านนอกสุดของด้านไม่ใช่ CT มี 15 โพสต์ (A1 - A5, B1 - B5, C1 - C5 ตามเข็มนาฬิกา) ตรงกับด้าน CT ในวงกลาง
1.2 การตรวจสอบด้วยตาเปล่า
พบรอยแตกยาวประมาณ 30 เซนติเมตรบนด้านนูน ที่ขอบยกขึ้น แบ่งเป็นสองส่วน: รอยแตกยาวที่เปิดกว้าง (A1 - B1) และรอยแตกสั้นที่เปิดแคบ (C5 - A1 แทบมองไม่เห็น) ต่อมาได้ทำการทดสอบด้วยสารเจือปนเพื่อตรวจสอบรอยแตกเพิ่มเติม
1.3 การทดสอบด้วยสารเจือปน
ได้ทำการทดสอบด้วยสารเจือปนทั้งสองด้านของแผงเทอร์มินอล:
ด้านนูน: พบรอยแตกสองรอย ตรงกับการตรวจสอบด้วยตาเปล่าในรูปร่างและความยาว (240 มม. และ 60 มม.) รอยแตกสั้นปรากฏชัดเจนหลังจากการทดสอบ และไม่พบรอยแตกอื่น ๆ
ด้านแบน: พบรอยแตกสองรอยที่มีความยาวต่างกัน (ประมาณ 20 มม. และ 8 มม.) ที่วงแหวนปิดผนึกภายใน ไม่ทะลุผ่าน ระยะห่างระหว่างปลายสองข้างประมาณ 20 มม.
1.4 การตรวจสอบผิวแตก
ส่วนที่ตัดจาก A4 แสดงรอยแตกทะลุผ่านในด้านไม่ใช่ CT และรอยแตกไม่ทะลุผ่านในด้าน CT แผ่นนำไฟฟ้าสี่เหลี่ยมและน็อตหกเหลี่ยมภายในมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างแบบกะทันหัน พร้อมการไหลกลับของสารเจือปน (ช่องว่างระหว่างแทรกโลหะและเรซินอีพ็อกซี่) พบรอยแตกเล็กๆ (30° ต่อแกนของแผงเทอร์มินอล) และผิวสัมผัสที่ไม่สม่ำเสมอและมีจุด (มีรอยแตกที่มุม 45°)
1.5 การคำนวณแรง
ด้วยแรงบิดของสลักเกลียว 25 Nm ของผู้ผลิต โดยใช้สูตร T = kFd ((k = 0.15) แรงกดแนวตั้งของสลักเกลียวเดี่ยวคือ 13.9 kN ในการจำลองแรงกดสูงสุด (สลักเกลียว M12 ด้ามไขควง 50 ซม.) แรงบิด 220 Nm (44 Nm ด้วยด้ามไขควง 10 ซม.) ทำให้แรงกดเพิ่มขึ้นเป็น 24.4 kN (1.76× มาตรฐาน) รอยแตกที่มุม 30° ยาว 31.78 มม. มีจุดต่อที่ขาดหายไป 10.78 มม. (ความเครียดของเรซินเพิ่มขึ้น) แรงกดสูงเกินไปและการสะสมความเครียดทำให้เกิดการเริ่มต้นและการขยายตัวของรอยแตกในเรซิน
2 สาเหตุของการแตก
ความเครียดจากการโค้งงอสูงเกินไปบนโครงสร้างที่ขาดหายไป (รูเกลียวขอบ - โพสต์เทอร์มินอล) ทำให้เกิดรอยแตกทะลุผ่าน การใช้เครื่องมือที่ไม่เหมาะสมหรือการขันเกินไปทำให้แรงกดของสลักเกลียวสูงเกินไป แรงดันแก๊สในด้าน CT เพิ่มความเครียดจากการโค้งงอ การยึดเกาะระหว่างโลหะและเรซินที่ไม่ดี (ช่องว่าง) ลดพื้นที่รับแรงและทำให้เกิดการสะสมความเครียด รวมกันทำให้แผงเทอร์มินอลแตกและรั่วไหล
3 มาตรการป้องกัน
ใช้ด้ามไขควงแรงบิดตามข้อกำหนดของผู้ผลิตเพื่อหลีกเลี่ยงการขันเกินไป ปฏิบัติตามกระบวนการเติมแก๊สเพื่อป้องกันความแตกต่างของแรงดัน ปรับปรุงการออกแบบและหล่อของแผงเทอร์มินอลเพื่อหลีกเลี่ยงช่องว่างหรือแทรกที่แหลมคม ยกระดับการตรวจสอบคุณภาพเพื่อปฏิเสธสินค้าที่ชำรุด
4 สรุป
การแตกของแผงเทอร์มินอล CT ในอุปกรณ์ SF6 เกิดจากความไม่เหมาะสมในการขันสลักเกลียว (แรงกดสูงเกินไป) มาตรการที่เสนอจะช่วยแนะนำผู้ใช้พลังงานคนอื่น ๆ
