Top 5 Kontrolli Kritiċi tal-Proċess għal L-GIS Installazzjoni u Kommissjonament

Dan id-dokument huwa tifssir għal-aqważ u l-karatteristiċi tekniki tal-muturi GIS (Gas-Insulated Switchgear), u jipprovdied il-fissru ta’ punti kritiċi ta’ kontrol fuq il-kwalità u misures ta’ kontrol tal-proċess waqt it-tinħitija fuq is-sit. Jispjega li l-provi tal-volttagġ fuq is-sit jistgħu jirriflettuw biss parzialment il-kwalità u l-kwalità tal-tinħitija tal-muturijiet GIS. Biss permezz ta’ kontroll mhedded tal-kwalità kkompluta sal-proċess kollu tal-tinħitija – partikularment f’ambjenti importanti bħal l-ambjent tal-tinħitija, l-għadid tas-sorbenti, it-trattament tal-kammera tal-gas, u l-prova tal-resistenza tal-ċiklu – tista’ tiżdied il-kommissjonament sigur u sallieħ tal-muturi GIS.

Fl-iżvilupp tal-sistemi tal-enerġija, qed jiġu posti reġoli ħafna aqwa għal-prestazzjoni mekanika u elettrika tal-muturi primarji tal-sottostazzjonijiet. Bil-konsegwenza, muturi elettriku avvanzati ohra qed jiġu applikati aktar fis-sottostazzjonijiet. Minn dawn, il-Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear (GIS) qed jiġi applikat aktar għal-l-anġliet tagħhom. Kkonsiġwent, it-tinħitija u l-kommissjonament fuq is-sit tal-GIS sebbaġat li jagħmlu parti sentrali minn l-iżvilupp tal-sottostazzjonijiet.

1. Karatteristiċi Tekniki tal-Muturi GIS

• Struttura kompakka bl-ispazju minimu neċessaru

• Affidabilità operattiva għalissa u prestazzjoni tal-sigurtà eccellenti

• Elimina l-influwenzi esterni negativi

• Perjodu ta’ tinħitija qasir

• Manutenzjoni siegħa u intervalli lunghi ta’ esamin

2. Punti u Misures Kritiċi ta’ Kontroll tal-Proċess fl-Istinħita tal-GIS

Għall-integrazzjoni u d-disinn kompakki tal-muturi GIS, kull trasgħud wara l-istinħita fuq is-sit jista’ jlaqgha riskju mhux vist għal falliment tal-muturi jew anke għal aċċidenti tal-graġ. Bazza’ fuq l-esperjenza mit-tinħiti diversi ta’ sottostazzjonijiet GIS, l-istrett kontroll fuq l-aspetti seguenti huwa essenzjali waqt it-tinħitija u l-kommissjonament.

2.1 Kontroll tal-Ambjent tal-Tinħitija

Il-gas SF₆ huwa soġġett għal sensibilità għan-nemx u l-imperfetti, għalhekk l-ambjent tal-tinħitija fuq is-sit għandu tkun magħmula bil-mod strett. Waqt it-tinħitija, il-kammar tal-gas huma mogħtus u l-avvik għandu jikkunsidew fi wirtxien ċar u tajjeb mal-umidità tal-ambjent infeqla mill-80%. Wara l-iftuħ tal-kammar, il-proċess tal-evakuazzjoni għandu jeħles b’mod miġbura biex jiġi minnimizat il-tempi tal-eżpożizzjoni. Fl-istinħiti barra, il-velltax tar-rajja għandha ma tkun iktar minn Beaufort skala 3. Jekk necessarju, misures lokali ta’ skilt għandhom jiġu applicati ħalihom l-iftuħ tal-kammar, u l-produzzjoni tal-ħalib għandha tkun strett kontrolata fil-zona sigura. Il-post tal-istinħitija għandu jibqa’ ċar u ordinat.

Il-personal għandu ma jaħdmux abiti jew guanti tal-fibr tal-lejl. Il-kapelli għandhom ikunu kkoperti b’kap, u maskri għandhom jiġu indossati. Fi kondizzjonijiet tal-ħalib, għandu jsibu misures ta’ raffreddament biex jiġi prevenut l-ħalib minn l-introduzzjoni tal-umidità fil-kammar.

2.2 Għadid tas-Sorbenti fil-Kammar tal-Gas tal-GIS

Is-sorbenti utilizzati fit-tisbil GIS solitament huma 4A molecular sieve, li mhumiex konduċivi, għandhom kostanti dieletriċi żgħar, u mhumiex tal-ħalib. Huma jipprovdi kapassità tal-assorbiment forte u jistgħu jresistu lill-ħalib u l-ark. Is-sorbenti għandhom jiġu ġmieli fil-forn tal-ġmiel tal-vakju b’talba bejn 200–300°C għal 12 saħta. Wara l-ġmiel, hemm bisogna li jiġu rimossi u installati fil-kammar fi 15 minuti. Il-kammar bl-is-sorbenti installati għandha tbda’ l-evakuazzjoni tal-vakju b’mod miġbura biex jiġi minnimizat l-tempi tal-eżpożizzjoni tal-aria.

Qabel l-istallazzjoni, is-sorbenti għandhom jiġu pesati u registrati għal referenza futura waqt il-manutenzjoni. Jiġi indikat l-assorbiment signifikant tal-umidità jekk il-pes imorragħa jzid iktar minn 25% waqt l-esamin. Is-sorbenti mill-kammar tal-spenns għandhom ma jiġux rigenerati.

2.3 Evakuazzjoni tal-Kammar tal-Gas

L-evakuazzjoni għandha tbda’ wara l-istallazzjoni tal-kammar. Vavolo tal-verifikazzjoni għandu jiġi installat fil-linea tal-konezzjoni, u persuna dedika għandha tmurjar il-proċess biex timpreveni l-ritorna tal-oil tal-pumpa fil-kammar fl-każ ta’ interruzzjoni tal-kurrent. Il-pumpa tal-vakju għandha tbda’ l-awveri biex verifikaw l-operazzjoni korretta qabel l-iftuħ tal-valvoli tal-linea. Meta jstopjaw, il-valvoli għandhum jiġu miktub għal qabel ma jiġi spenst il-pumpa.

Wara li jirraggiungu pressjoni assoluta interna infeqla minn 133 Pa, il-pumpa tal-vakju għandha tkompli l-awveri għal 30 minuta, meta jiġi stoppat u isolat. Il-pressjoni assoluta (PA) hija registrata wara 30 minuta ta’ standstill. Wara l-standstill ta’ 5 saħta, il-pressjoni (PB) jiġi rilevit mill-ġdid. Il-kammar hi considerata sigura jekk PB – PA < 67 Pa. Tikketta li jpassa din il-prova tal-seal, il-gas SF₆ kwalifikat għandu jiġi karrikat fil-kammar.

Waqt l-evakuazzjoni, evita l-kondizzjonijiet miġbura fejn siddu ta’ disk insulator (disk-type insulator) huwa sott pressjoni operattiva nominata mentri l-akkar huwa sott vakju għoljor, għax dan jista’ jikkażi danni mekanika. Jekk necessarju, innammina l-pressjoni sull’altro lato sotto il 50% della pressione nominale.

2.4 Grounding tal-Envelup

Għall-disinn fit-tisbil tal-GIS, il-clearance elettriku bejn il-kundutturi u bejn il-kundutturi u l-envelup metaliku huwa żgħar. Fl-każ ta’ breakdown intern, il-kurrenti tal-falla kbira jistgħu jirrijġew fit-tielet tal-grounding. Fuq il-bord, għall-presenza ta’ disk insulator u rubber seals bejn il-kammar tal-gas, il-copper bonding bars għandhom jiġu installati bejn l-envelup. Il-cross-sectional area ta’ dawn il-bonding bars għandha tkun l-istess bħal il-grid grounding prinċipali.

Il-GIS utilizza skema multi-point ta’ grounding. Il-numru u l-lokali ta’ punti ta’ grounding għandhom jittabbagħal speċifikazzjonijiet tal-manufacturier u design.

2.5 Prova tal-Resistenza tal-Ċiklu Prinċipali

Il-prova tal-ressistenza tal-ċiklu prinċipali huwa importanti fit-tinħitija tal-GIS. Ma jivverifika l-integrità ta’ kontakti bejn moduli, imma jikkonferma ukoll l-sequenza korretta tal-phase tal-busbar prinċipali. Għal switchgear miftuħa, l-sequenza korretta u l-kontatti affidabili huma partikulari importanti. Fil-prattika, ir-rework sar għal sequenza incorretta jew l-konnessjonijiet tal-kundutturi mhux adeguati.

Il-manufacturieri solitament jipprovdi valuri standard tal-ressistenza tal-kontakti interni. L-ressistenza tal-ċiklu għandha jiġi testjata segmentu bi segmentu waqt l-assenblazzjoni, per permettere la rilevazione e la correzione dei contatti poveri. La resistenza misurata per ciascun segmento non deve superare la somma dei valori specificati dal produttore per tutte le connessioni all'interno di quel segmento.

Doppo l'assenble completo, si deve eseguire un test completo di resistenza del circuito, e il risultato non deve superare il valore teorico calcolato.

Note Speċjali: Il-test tal-ressistenza tal-ċiklu mhuwiex għandu jiġi eseguit fuq kammar tal-gas sottoposti a evacuazione. Sotto pressione sub-atmosferica, la resistenza dielettrica all'interno della camera è estremamente bassa. Anche poche decine di volt possono causare scariche superficiali su dischi isolatori, lasciando tracce di scarica che diventano punti di isolamento deboli e potenziali fonti di guasto durante l'operazione. Pertanto, devono essere condotti controlli accurati prima di qualsiasi misurazione di resistenza per evitare di effettuare test su camere evacuate.

2.6 Prova di Resistenza al Voltaggio

Le eccellenti proprietà isolanti del gas SF₆ consentono al GIS di ottenere un design compatto. Il GIS utilizza involucri in lega di alluminio a terra, e sotto pressione operativa, lo spazio tra i conduttori interni o tra i conduttori e l'involucro a terra è molto piccolo. A causa dell'alto livello di pre-assemblaggio in fabbrica, i componenti critici vengono spediti preinstallati. Tuttavia, lo spostamento dei componenti durante il trasporto o l'introduzione di impurità microscopiche durante l'installazione sul sito può distorcere la distribuzione del campo elettrico interno. A differenza degli apparecchi isolati con porcellana, anche piccole protuberanze o particelle nei commutatori GIS possono causare scariche anomale o guasti.

Pertanto, la prova di resistenza al voltaggio sul sito serve come ultima difesa per verificare le prestazioni e la qualità dell'installazione del GIS.

Secondo le norme di prova di accettazione, la tensione di prova sul sito è l'80% della tensione di prova in fabbrica. Ad esempio, per un GIS da 110 kV, la tensione di prova del circuito principale è l'80% della tensione di prova in fabbrica: 230 kV × 80% = 184 kV, applicata per 1 minuto. Il test dovrebbe essere eseguito almeno 24 ore dopo il riempimento completo del gas. I parafulmini e i trasformatori di tensione non devono essere inclusi nel test. I cavi ad alta tensione uscenti dovrebbero essere testati insieme dopo essere stati collegati al GIS. Prima del test, la resistenza di isolamento dovrebbe essere misurata e confermata soddisfacente.

Procedura di Test: Aumentare la tensione alla velocità di 3 kV/s fino alla tensione di funzionamento nominale (63.5 kV), mantenere per 1-3 minuti per osservare lo stato dell'apparecchio, quindi aumentare a 184 kV e mantenere per 1 minuto. Ripetere questa procedura per ogni fase.

Il GIS che supera la prova di resistenza al voltaggio può essere messo in servizio. Tuttavia, questo test non può rilevare tutti i possibili difetti. In servizio, il GIS deve sopportare non solo la tensione di rete, ma anche le sovratensioni da fulmine e commutazione. La forza di rottura del campo del gas SF₆ varia a seconda del tipo di tensione. Per sistemi elettrodi cilindrici coassiali, la tensione di rottura al 50% dello SF₆ può essere espressa empiricamente come:

U₅₀ = (AP + B)μd

Dove:
P — Pressione della camera
d — Distanza elettrica (mm)
μ — Fattore di utilizzo del campo elettrico
A, B — Costanti dipendenti dalla forma d'onda della tensione

Quindi, la tensione di rottura varia a seconda del tipo e della polarità della tensione. Diversi difetti interni mostrano diverse sensibilità alle varie forme d'onda di tensione. La tensione alternata a frequenza di rete è sensibile ai guasti di isolamento causati dall'umidità, dalle impurità o dalle particelle metalliche nello SF₆, ma meno sensibile agli graffi superficiali o alle condizioni povere delle superfici dei conduttori.

Pertanto, le prove di resistenza a frequenza di rete non possono rilevare tutti i difetti interni. Rafforzare i controlli di processo durante l'installazione e migliorare la qualità complessiva dell'installazione rimangono le misure più importanti per garantire l'operazione sicura del GIS.

3. Conclusione

Questo documento analizza i punti chiave di controllo del processo e della qualità nell'installazione e nella messa in servizio del GIS sul sito. Dimostra che le prove di resistenza al voltaggio sul sito possono riflettere solo parzialmente la qualità complessiva e la lavorazione del GIS installato. Più importante ancora, evidenzia che solo attraverso un rigoroso controllo di ogni processo di installazione - assicurando il pieno rispetto delle procedure e delle istruzioni di lavoro - il GIS può essere messo in servizio in modo sicuro e affidabile fin dall'inizio.

Si spera che questo riepilogo possa servire come utile riferimento per i colleghi nel settore della costruzione elettrica.