Які можливі причини пошкодження в результаті тріщин у клемних блоках СТ у спорядженні GIS?
Газозаповнене комутаційне обладнання (GIS), часто називається “SF6 комбінованим електричним пристроєм”, широко використовується в енергетичних системах завдяки своїй високій надійності, невеликим габаритам, низькому рівню шуму та малим втратам. Воно заключає в себе високовольтне обладнання, таке як вимикачі, швидкі заземлювачі, трансформатори струму та шини у заземленій металевій оболонці, заповнені газом SF6 . Кожний пристрій розташований у окремій газовій камері з різними тиску. Термінальний блок розділяє газові камери, з'єднує компоненти та сприяє обслуговуванню. На конверторній станції було зафіксовано, що тиск у газовій камері GIS CT на 750 кВ знизився приблизно на 0,05 МПа щодня, що тривало після заповнення газом. Таким чином, ми проаналізували відмову термінального блоку.
1 Огляд та аналіз поділу термінального блоку
1.1 Огляд
Термінальний блок був введений в експлуатацію 23 червня 2017 року, а 6 листопада 2021 року було виявлено течію газу, а 8 листопада 2021 року — тріщини. Плоска сторона — це сторона CT, опукла — не-CT, з 12 зовнішніми різьбовими отворами. Сторона CT має три кола рівномірно розташованих жовтих медних терміналів (1, 8, 15 на кожному колі зсередини); зовнішнє коло сторони не-CT має 15 терміналів (A1-A5, B1-B5, C1-C5 проти годинникової стрілки), які відповідають середнім колам сторони CT.
1.2 Макроскопічний огляд
На опуклій стороні було знайдено тріщину довжиною близько 30 см, на повороті підвищеної кромки, яка розподілилася на дві частини: довга широка тріщина (A1-B1) та коротка маленька тріщина (C5-A1, майже незрима). Було проведено тестування проникнення для перевірки наявності додаткових тріщин.
1.3 Тестування проникнення
Тестування проникнення було проведене з обох сторін термінального блоку:
Опукла сторона: Було знайдено дві тріщини, що відповідають макроскопічному огляді за формою та довжиною (240 мм і 60 мм). Коротка тріщина стала очевидною після тестування, інших тріщин не було виявлено.
Плоска сторона: Було знайдено дві тріщини різної довжини (приблизно 20 мм і 8 мм) на внутрішньому уплотненні. Вони не проникли наскрізь, відстань від одного кінця до іншого становила близько 20 мм.
1.4 Огляд поверхні поділу
Розділ A4 показав проходні тріщини на стороні не-CT та непроходні тріщини на стороні CT. Квадратні провідні пластини та шестигранні гайки всередині мали структурні переломи, з проникненням пробію (щілини між металевими вставками та епоксидною смолою). Були помічені тонкі тріщини (під кутом 30° до осі термінального блоку) та нерівні, плямисті контактні поверхні (з тріщинами під кутом 45°).
1.5 Обчислення сили
З використанням моменту затяжки болту 25 Нм, виробника, використовуючи T = kFd ((k = 0.15), вертикальна переднагрузка однієї болти склала 13,9 кН. Симуляція максимальної переднагрузки (болт M12, ключ для моменту 50 см) давала момент затяжки 220 Нм (44 Нм за допомогою ключа з плечем 10 см), підвищуючи переднагрузку до 24,4 кН (1,76 рази стандарт). Поділ довжиною 31,78 мм під кутом 30° мав неперервне з'єднання 10,78 мм (збільшення напруженості смоли). Перевищена переднагрузка та концентрація напружень спричинили початок та розширення тріщин в смолі.
2 Причини поділу
Перевищення згинальної напруги на неперервній сідловій структурі (відверстя для болту на краю - термінал) спричинило проходні тріщини. Неправильні інструменти / перевтягування призводить до перевищеної переднагрузки болту. Тиск газу на стороні CT
додавав до згинальної напруги. Погана зв'язка метал-смола (щілини) зменшила переріз, що несе навантаження, та спричинила концентрацію напружень. У сукупності це призвело до поділу термінального блоку та течії газу.
3 Профілактичні заходи
Використовуйте ключі для моменту згідно з вказівками виробника, щоб уникнути перевтягування. Дотримуйтесь процесів заповнення газом, щоб уникнути різниці тиску. Оптимізуйте проект та відлив термінального блоку, щоб уникнути щілин та гострих вставок, що спричиняють напруження. Посилення контроль якості для відмови від дефектних продуктів.
4 Висновок
Поділ термінального блоку CT в SF6 приспособленні сталася через неправильне затягування болтів (перевищена переднагрузка). Запропоновані заходи дають рекомендації іншим енергетичним користувачам.
