Top 5 Mahahalagang Kontrol sa Proseso para sa Pag-install at Komisyon ng GIS

Ang dokumentong ito ay nagbibigay ng maikling paglalarawan ng mga pakinabang at teknikal na katangian ng kagamitang GIS (Gas-Insulated Switchgear), at nagpapaliwanag ng ilang mahahalagang puntos ng kontrol sa kalidad at mga suhestiyon para sa proseso ng kontrol sa panahon ng pag-install on-site. Ito ay nagsasaad na ang mga pagsusulit ng voltage resistance on-site ay maaaring ipakita lamang nang bahagyang bahagi ang kabuuang kalidad at gawain ng pag-install ng kagamitang GIS. Kailangan lang palakasin ang komprehensibong kontrol sa kalidad sa buong proseso ng pag-install—lalo na sa mga pangunahing aspeto tulad ng kapaligiran ng pag-install, pamamahala ng adsorbent, pagproseso ng gas chamber, at pagsusulit ng loop resistance—upang masiguro ang ligtas at maayos na operasyon ng kagamitang GIS.

Sa pag-unlad ng mga sistema ng enerhiya, mas mataas na mga kinakailangan ang inaasahan sa mekanikal at elektrikal na performance ng mga pangunahing kagamitan sa substation. Dahil dito, mas advanced na mga kagamitang elektrikal ang naging karaniwang ginagamit sa mga substation. Sa kanila, ang Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear (GIS) ay naging mas malaganap dahil sa maraming mga pakinabang nito. Bilang resulta, ang on-site installation at commissioning ng GIS ay naging sentral na aspeto ng konstruksyon ng substation.

1. Teknikal na Katangian ng Kagamitang GIS

• Kompaktong disenyo at maliit na footprint

• Mataas na reliabilidad ng operasyon at magandang performance sa seguridad

• Nawawala ang mga negatibong impluwensiya ng panlabas

• Maikling panahon ng pag-install

• Madaling pamamahala at matagal na interval ng inspeksyon

2. Mga Punto ng Kontrol sa Proseso at Mga Suhestiyon para sa Pag-install ng GIS

Dahil sa mataas na integrasyon at kompak na disenyo ng kagamitang GIS, anumang pagkakamali sa panahon ng on-site installation maaaring mag-iwan ng mga nakatagong panganib na maaaring humantong sa pagkasira ng kagamitan o kahit na grid accident. Batay sa karanasan mula sa maraming installation ng GIS substation, mahalagang kontrolin ang mga sumusunod na pangunahing aspeto sa panahon ng installation at commissioning.

2.1 Kontrol sa Kapaligiran ng Installation

Ang SF₆ gas ay napakasensitibo sa moisture at impurities, kaya ang on-site installation environment ay dapat tiyakin. Dahil ang mga gas chamber ay kailangang buksan sa panahon ng installation, ang trabaho ay dapat gawin lamang sa mainit, malinis na panahon at ang humidity ng kapaligiran ay hindi dapat lumampas sa 80%. Kapag binuksan ang isang chamber, ang vacuum processing ay dapat patuloy na gawin upang mabawasan ang exposure time. Para sa mga outdoor installations, ang bilis ng hangin ay hindi dapat lumampas sa Beaufort scale 3. Kung kinakailangan, ang lokal na shielding measures ay dapat ipatupad sa paligid ng bukas na chamber area, at ang pag-generate ng dust sa safe zone ay dapat tiyaking kontrolado. Ang lugar ng installation ay dapat laging malinis at maayos.

Ang mga tao ay hindi dapat maglabas ng loose-fiber clothing o gloves. Ang buhok ay dapat lubusang takpan ng cap, at ang face masks ay dapat suotin. Sa mainit na kondisyon, ang cooling measures ay dapat gawin upang maiwasan ang pagpasok ng sweat sa chamber.

2.2 Pamamahala ng Adsorbent sa Mga Gas Chamber ng GIS

Ang adsorbent na ginagamit sa GIS ay tipikal na 4A molecular sieve, na hindi conductive, may mababang dielectric constant, at walang dust. Ito ay nagpapakita ng malakas na kapasidad ng adsorption at maaaring tanggapin ang mataas na temperatura at arc exposure. Ang adsorbent ay dapat i-dry sa vacuum drying oven sa 200–300°C ng 12 oras. Agad pagkatapos ng pag-dry, ito ay dapat alisin at i-install sa chamber sa loob ng 15 minuto. Ang chamber na may i-install na adsorbent ay dapat magsimula agad sa vacuum processing upang mabawasan ang exposure sa hangin.

Bago ang installation, ang adsorbent ay dapat timbangin at irekord para sa susunod na reference sa maintenance. Kung ang timbang ay lumaki ng higit sa 25% sa panahon ng inspeksyon, ito ay nagpapahiwatig ng significant moisture absorption at nangangailangan ng regeneration. Ang adsorbent mula sa arc-extinguishing chambers ay hindi maaaring iregenerate.

2.3 Vacuum Processing ng Mga Gas Chamber

Ang vacuum processing ay dapat magsimula agad pagkatapos ng pag-assemble ng chamber. Ang check valve ay dapat i-install sa connecting pipeline, at ang dedicated person ay dapat bumantay sa proseso upang maiwasan ang backflow ng pump oil sa chamber sa kaso ng power failure. Ang vacuum pump ay dapat simulan muna upang siguruhin ang proper operation bago buksan ang lahat ng pipeline valves. Kapag natigil, ang mga valves ay dapat sarado bago i-turn off ang pump.

Pagkatapos makamit ang internal absolute pressure na mas mababa sa 133 Pa, ang vacuum pump ay dapat patuloy na gumana ng 30 minuto, pagkatapos ay itigil at i-isolate. Ang absolute pressure (PA) ay irekord pagkatapos ng 30 minuto ng standstill. Pagkatapos ng 5 oras na standstill, ang pressure (PB) ay basahin muli. Ang chamber ay itinuturing na well-sealed kung PB – PA < 67 Pa. Tanging pagkatapos ng pagdaan sa seal test, ang qualified SF₆ gas ay maaaring i-charge sa chamber.

Sa panahon ng vacuum processing, iwasan ang mahabang kondisyon kung saan ang isa sa mga side ng disk-type insulator ay nasa rated operating pressure habang ang kabilang side ay nasa mataas na vacuum, dahil ito ay maaaring magdulot ng mechanical damage. Kung kinakailangan, bawasan ang pressure sa pressurized side sa ibaba ng 50% ng rated value.

2.4 Grounding ng Enclosure

Dahil sa dense na internal layout ng GIS, ang electrical clearance sa pagitan ng mga conductor at sa pagitan ng mga conductor at metal enclosure ay napakaliit. Sa kaso ng internal breakdown, ang malalaking fault currents ay maaaring umagos sa pamamagitan ng grounding conductors papunta sa grounding grid. Bukod dito, dahil ang GIS enclosure ay gawa sa closed-loop metallic material, ang asymmetric system faults ay maaaring mag-induce ng malaking voltages sa enclosure dahil sa magnetic induction, na maaaring magdulot ng pinsala sa kagamitan o mapanganib sa mga tao.

Dahil dito, ang grounding workmanship ay dapat tugunan ang mataas na pamantayan. Inirerekomenda ang mga substation na gumamit ng GIS na gamitin ang copper grounding grids upang mabawasan ang total grounding resistance. Ang lahat ng koneksyon sa pagitan ng enclosure at grounding grid ay dapat gumamit din ng copper materials. Dahil sa presence ng disk-type insulators at rubber seals sa pagitan ng mga gas chamber, ang bonding copper bars ay dapat i-install sa pagitan ng mga enclosure. Ang cross-sectional area ng mga bonding bars ay dapat tumugon sa main grounding grid.

Ang GIS ay gumagamit ng multi-point grounding scheme. Ang bilang at lokasyon ng mga grounding points ay dapat sundin ang manufacturer at design specifications.

2.5 Pagsusulit ng Main Circuit Resistance

Ang pagsusulit ng main circuit resistance ay napakahalaga sa installation ng GIS. Ito hindi lamang naverify ang integrity ng contact connections sa pagitan ng mga module, kundi pati na rin ang tama na phase sequence ng main busbar. Para sa fully enclosed switchgear, ang tama na phasing at reliable na connections ay espesyal na mahalaga. Sa praktika, ang rework ay nangyari dahil sa mali na phasing o hindi tama na koneksyon ng mga conductor.

Ang mga manufacturer ay karaniwang nagbibigay ng standard contact resistance values para sa internal connections. Ang loop resistance ay dapat isusulat segment by segment sa panahon ng assembly, upang maagang mabigyan ng solusyon ang mga poor contacts. Ang measured resistance para sa bawat section ay hindi dapat lumampas sa sum ng mga specified values ng manufacturer para sa lahat ng connections sa loob ng section na iyon.

Pagkatapos ng full assembly, ang complete loop resistance test ay dapat gawin, at ang resulta ay hindi dapat lumampas sa theoretical calculated value.

Special Note: Ang loop resistance testing hindi dapat gawin sa mga chamber na nasa vacuum processing. Sa sub-atmospheric pressure, ang dielectric strength sa loob ng chamber ay napakaliit. Kahit ilang puluhang volts ay maaaring magdulot ng surface discharge sa disk-type insulators, na nagiiwan ng discharge traces na naging weak insulation points at potential fault sources sa panahon ng operasyon. Dito, ang careful checks ay dapat gawin bago anumang resistance measurement upang maiwasan ang pag-test sa evacuated chambers.

2.6 Withstand Voltage Test

Ang excellent insulation properties ng SF₆ gas ay nagbibigay ng kakayahan sa GIS na makamit ang kompak na disenyo. Ang GIS ay gumagamit ng grounded aluminum alloy enclosures, at sa operating pressure, ang gap sa pagitan ng mga internal conductors o sa pagitan ng mga conductor at grounded enclosure ay napakaliit. Dahil sa mataas na factory pre-assembly, ang mga critical components ay naipadala na pre-installed. Gayunpaman, ang displacement ng component sa panahon ng transport o ang introduction ng tiny impurities sa panahon ng on-site installation ay maaaring distorhon ang internal electric field distribution. Hindi tulad ng porcelain-insulated equipment, kahit na minor burrs o particles sa interrupters ng GIS ay maaaring magdulot ng abnormal discharge o breakdown.

Dahil dito, ang on-site withstand voltage testing ay nagsisilbing final defense upang i-verify ang performance at kalidad ng installation ng GIS.

Ayon sa acceptance test regulations, ang on-site test voltage ay 80% ng factory test voltage. Halimbawa, para sa 110 kV GIS, ang main circuit withstand test voltage ay 80% ng factory test voltage: 230 kV × 80% = 184 kV, na i-apply ng 1 minuto. Ang test ay dapat gawin sa loob ng 24 oras pagkatapos ng complete gas filling. Ang surge arresters at voltage transformers ay hindi dapat kasama sa test. Ang high-voltage outgoing cables ay dapat isama sa test pagkatapos ng koneksyon sa GIS. Bago ang test, ang insulation resistance ay dapat sukatin at ikumpirma ang satisfactory.

Test Procedure: Itaas ang voltage sa rate ng 3 kV/s sa rated operating voltage (63.5 kV), panatilihin ng 1–3 minuto upang obserbahan ang estado ng kagamitan, pagkatapos ay itaas sa 184 kV at panatilihin ng 1 minuto. Ulangin ang prosedurang ito para sa bawat phase.

Ang GIS na nangipasok sa withstand voltage test ay maaaring ilagay sa serbisyo. Gayunpaman, ang test na ito ay hindi maaaring detekta lahat ng potential defects. Sa serbisyo, ang GIS ay kailangan na hindi lamang tumanggap ng power-frequency voltage kundi pati na rin ang lightning at switching overvoltages. Ang breakdown field strength ng SF₆ gas ay nagbabago depende sa uri ng voltage. Para sa coaxial cylindrical electrode systems, ang 50% breakdown voltage ng SF₆ ay maaaring empirical na ipahayag bilang:

U₅₀ = (AP + B)μd

Kung saan:
P — Chamber pressure
d — Electrical clearance (mm)
μ — Electric field utilization factor
A, B — Constants dependent on voltage waveform

Dahil dito, ang breakdown voltage ay nagbabago depende sa uri ng voltage at polarity. Ang iba't ibang internal defects ay nagpapakita ng iba't ibang sensitivities sa iba't ibang voltage waveforms. Ang power-frequency AC voltage ay sensitive sa insulation breakdown dahil sa moisture, impurities, o metal particles sa SF₆, ngunit hindi gaano sensitive sa surface scratches o poor conductor surface conditions.

Dahil dito, ang power-frequency withstand tests ay hindi maaaring detekta lahat ng internal defects. Ang pagpalakas ng process controls sa panahon ng installation at ang pag-improve ng overall installation quality ang pinakamahalagang hakbang upang masiguro ang ligtas na operasyon ng GIS.

3. Conclusion

Ang dokumentong ito ay nag-analisa ng mga key process at quality control points sa on-site installation at commissioning ng kagamitang GIS. Ito ay nagpapakita na ang on-site withstand voltage testing ay maaaring ipakita lamang nang bahagyang bahagi ang kabuuang kalidad at gawain ng installed GIS. Mas importante pa rito, ito ay nagbibigay-diin na tanging sa pamamagitan ng strict control sa bawat proseso ng installation—na tiyakin ang full compliance sa procedures at work instructions—maaaring ligtas at maasahan na ilagay sa serbisyo ang kagamitang GIS mula sa umpisa.

Inaasahan na ang summary na ito ay magsilbing useful reference para sa mga kasamahan sa industriya ng power construction.