Ano ang mga posible na sanhi ng pagkasira sa pagkawasak ng CT terminal blocks sa loob ng GIS equipment?
Ang gas-insulated switchgear (GIS), kadalasang tinatawag na “SF6 combined electrical apparatus”, ay malawak na ginagamit sa mga sistema ng enerhiya dahil sa kanyang mataas na pagkakatiwalaan, maliit na sukat, mababang ingay, at mababang pagkawala. Ito ay naglalaman ng mataas na voltaheng mga aparato tulad ng circuit breakers, mabilis na grounding switches, current transformers, at busbars sa isang grounded metal shell na puno ng SF6 gas. Bawat aparato ay nakaupo sa hiwalay na gas chamber na may iba't ibang presyon. Ang terminal block ng CT ay naghihiwa-hiwalay ng mga gas chamber, nag-uugnay ng mga komponente, at nagpapadali ng pagmamanalo. Isang converter station na natuklasan ang pagbaba ng presyon ng 750kV GIS CT gas chamber ng ~0.05MPa araw-araw, patuloy pa rin matapos ang pagsingil ng gas. Kaya, inanalisa namin ang pagkasira ng terminal block ng CT.
1 Buod at Analisis ng Pagkasira ng Terminal Block
1.1 Buod
Naisalin sa operasyon noong 2017-06-23, ang terminal block ay nag-leak ng gas noong 2021-11-06 at ipinakita ang mga cracks noong 2021-11-08. Ang flat side ay ang CT-side, convex ang 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 tugma sa CT-side sa gitna ng mga bilog.
1.2 Macroscopic Inspection
Natuklasan ang ~30cm-long crack sa convex side, sa turn ng raised edge, na nahati sa dalawang seksyon: isang wide-opened long crack (A1-B1) at isang small-opened short crack (C5-A1, medyo hindi nakikita). Sumunod ang penetrant testing upang suriin kung mayroon pang ibang cracks.
1.3 Penetrant Testing
Isinagawa ang penetrant testing sa parehong panig ng terminal block:
Convex side: Natuklasan ang dalawang cracks, na consistent sa macroscopic inspection sa morpolohiya at haba (240mm at 60mm). Ang maikling crack ay naging obvious 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 lumusot, may end-to-end distance ng humigit-kumulang 20mm.
1.4 Fracture Surface Inspection
Isang section na galing sa A4 ay ipinakita ang penetrative cracks sa non-CT-side at non-penetrative ones sa CT-side. Ang square conductive sheets at hexagonal nuts sa loob ay may structural abrupt changes, may penetrant back-seepage (gaps between metal inserts and epoxy resin). Nakita ang fine cracks (30° to the terminal block axis) at uneven, spotted contact surfaces (may 45°-angled cracks).
1.5 Force Calculation
Sa 25Nm bolt torque ng manufacturer, gamit ang T = kFd ((k = 0.15), ang single-bolt vertical preload ay 13.9kN. Simulating max preload (M12 bolt, 50cm torque wrench) ay nagbigay ng 220Nm torque (44Nm via a 10cm-arm wrench), na nagtaas ng preload sa 24.4kN (1.76× standard). Ang 30°-angled, 31.78mm-long fracture ay may 10.78mm discontinuous joint (resin stress increase). Excessive preload at stress concentration ang nagdulot ng pag-init at pagkalat ng cracks sa resin.
2 Mga Dahilan ng Pagkasira
Excessive bending stress sa discontinuous seat structure (edge bolt hole-terminal post) ang nagdulot ng penetrative cracks. Improper tools/over-tightening ang nagdulot ng excessive bolt preload. Ang CT-side gas pressure ay nagdagdag sa bending stress. Poor metal-resin bonding (gaps) ay naging sanhi ng pagbawas ng bearing cross-section at nagdulot ng stress concentration. Samu-samuhin, ito ang nagdulot ng pagkasira ng terminal block, na nagresulta sa pagleak ng gas.
3 Preventive Measures
Gumamit ng torque wrenches batay sa specs ng manufacturer upang iwasan ang over-tightening. Sundin ang mga proseso ng gas-filling upang iwasan ang pressure differences. Optimisahin ang disenyo/casting ng terminal block upang iwasan ang stress-causing gaps/sharp inserts. Palakasin ang quality checks upang ireject ang mga defective products.
4 Conclusion
Ang pagkasira ng CT terminal block sa SF6 apparatus ay resulta ng improper bolt-tightening (excessive preload). Ang iminumungkahing mga hakbang ay nagbibigay ng gabay sa iba pang power users.
