GIS Kurulumu ve Komisyonlama için En Kritik 5 Süreç Kontrolü

Bu makale, GIS (Gaz yalıtımlı anahtarlık) ekipmanının avantajlarını ve teknik özelliklerini kısaca özetler ve yerinde montaj sırasında birkaç kritik kalite kontrol noktasını ve süreç kontrol önlemlerini ayrıntılı olarak ele alır. Yerinde dayanım testlerinin, sadece kısmen, GIS ekipmanının genel kalitesini ve montaj kalitesini yansıtabileceğini vurgular. Sadece tüm montaj süreci boyunca kapsamlı kalite kontrolünün güçlendirilmesi - özellikle montaj ortamı, soğutucu işleme, gaz odası işlemesi ve döngü direnci testi gibi kritik alanlarda - ile, GIS ekipmanının güvenli ve sorunsuz komisyonlanması sağlanabilir.

Elektrik sistemlerinin gelişimiyle birlikte, ana trafiği olan donanımların mekanik ve elektriksel performansına daha yüksek gereksinimler getirilmektedir. Bu nedenle, daha gelişmiş elektrik ekipmanları, trafiği olan donanımlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bunlar arasında, Gaz yalıtımlı metal kaplı anahtarlık (GIS), birçok avantajı nedeniyle daha geniş bir uygulama alanı kazanmaktadır. Bu nedenle, GIS'in yerinde montajı ve komisyonlanması, trafiği olan donanımların inşası için merkezi bir konu haline gelmiştir.

1. GIS Ekipmanının Teknik Özellikleri

• Kompakt yapı ve küçük yatak alanı

• Yüksek işletim güvenliği ve mükemmel güvenlik özellikleri

• Olumsuz dış etkilerin ortadan kaldırılması

• Kısa montaj süresi

• Kolay bakım ve uzun denetim aralıkları

2. GIS Montajında Kilit Süreç Kontrol Noktaları ve Kontrol Önlemleri

GIS ekipmanlarının yüksek entegrasyonu ve kompakt tasarımı nedeniyle, yerinde montaj sırasında herhangi bir göze kaçan hata, ekipmanın başarısız olmasına veya hatta şebekeye ait bir kazaya yol açabilir. Birden fazla GIS trafiği olan donanımın montaj deneyimlerine dayanarak, montaj ve komisyonlama sırasında aşağıdaki kilit yönler üzerinde sıkı bir kontrol sağlanması gerekmektedir.

2.1 Montaj Ortamı Kontrolü

SF₆ gazı, nem ve kirletici maddelere karşı çok hassas olduğundan, yerinde montaj ortamı sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Montaj sırasında gaz odaları açılmalıdır, bu nedenle sadece nem oranı %80'in altında, kurak ve açık hava koşullarında iş yapılmalıdır. Bir oda açıldıktan sonra, maruz kalma süresini en aza indirmek için vakum işleme sürekli olarak devam etmelidir. Dış mekan montajlarında, rüzgar hızı Beaufort ölçeğine göre 3'ten az olmalıdır. Gerekirse, açık oda bölgesi etrafında yerel koruma önlemleri alınmalı ve güvenli bölgedeki toz oluşumu sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Montaj alanı temiz ve düzenli olmalıdır.

Personel gevşek lifli giysiler veya eldivenler giymemelidir. Saç tamamen bir şapka ile kaplanmalı ve yüz maskeleri takılmalıdır. Yüksek sıcaklık koşullarında, terin odada nem oluşturmasını önlemek için soğutma önlemleri alınmalıdır.

2.2 GIS Gaz Odalarında Soğutucu İşlemesi

GIS'de kullanılan soğutucu genellikle 4A moleküler süzgeçtir, bu soğutucu iletken değildir, düşük dielektrik sabitine sahiptir ve toz içermez. Güçlü emme kapasitesine sahiptir ve yüksek sıcaklıklara ve ark maruziyetine dayanabilir. Soğutucu, 200–300°C'de vakum kurutma fırınında 12 saat kurutulmalıdır. Kurutmadan hemen sonra, 15 dakika içinde çıkarılıp odaya monte edilmelidir. Soğutucu monte edilmiş oda, havaya maruz kalma süresini en aza indirmek için hemen vakum işleme başlamalıdır.

Montaj öncesinde, soğutucunun ağırlığı kaydedilip, gelecekteki bakım işlemleri için referans olarak tutulmalıdır. Kontrol sırasında ağırlık %25'ten fazla artarsa, bu, önemli oranda nem emildiğini gösterir ve yeniden üretilmesi gerekir. Ark söndürme odalarındaki soğutucu yeniden üretilmemelidir.

2.3 Gaz Odalarının Vakum İşlemesi

Oda montajından hemen sonra vakum işlemesine başlanmalıdır. Bağlantı borusunda bir kontrol vanası monte edilmeli ve prosese özel bir kişi tarafından izlenmelidir, böylece güç kesintisi durumunda pompaya ait yağın odaya geri akmasını önlemek gerekir. Öncelikle vakum pompası çalıştırılmalı ve düzgün işlemesi doğrulanmalı, ardından tüm boru vanaları açılmalıdır. Durdurulurken, önce vanalar kapatılmalı, sonra pompa kapatılmalıdır.

İç mutlak basınç 133 Pa'nın altına düşürüldükten sonra, vakum pompası ek 30 dakika çalıştırılmalı, sonra durdurulup izole edilmelidir. 30 dakikalık durma sonunda mutlak basınç (PA) kaydedilmelidir. Daha sonra 5 saatlik durma sonrasında, basınç (PB) tekrar okunmalıdır. Eğer PB – PA < 67 Pa ise, oda iyi bir şekilde kapandığı kabul edilir. Sadece bu tıkım testinden geçtikten sonra, uygun SF₆ gazı odaya yüklenmelidir.

Vakum işlemesi sırasında, bir taban tipi yalıtıcı (disk tipi yalıtıcı) bir tarafı nominal çalışma basıncında, diğer tarafı yüksek vakumda olması durumunu uzun süre sürdürmeyin, çünkü bu, mekanik hasara neden olabilir. Gerekirse, basıncı olan tarafın basıncını nominal değerden %50'nin altına düşürün.

2.4 Kabuk Yerleştirme

GIS'in yoğun iç düzeni nedeniyle, iletkenler arası ve iletkenler ile metal kabuk arasındaki elektriksel boşluk çok küçüktür. İç çöküş durumunda, büyük hat akımları yerleştirme iletkenleri üzerinden yerleştirme ağlarına akacaktır. Ayrıca, GIS kabuğu kapalı döngülü metalden yapıldığı için, asimetrik sistem hataları, manyetik endüksiyon nedeniyle kabuğa anlamlı voltajlar induk edebilir, bu da ekipmanı hasarlayabilir veya personeli tehlikeye atabilir.

Bu nedenle, yerleştirme işçiliği yüksek standartlara ulaşmalıdır. GIS kullanan trafiği olan donanımlar, toplam yerleştirme direncini minimize etmek için bakır yerleştirme ağları kullanılması önerilir. Kabuk ile yerleştirme ağı arasındaki tüm bağlantılar da bakır malzemeler kullanılarak yapılmalıdır. Gaz odaları arasında disk tipi yalıtıcılar ve lastik sigortalar bulunduğundan, kabuklar arasında bağlayıcı bakır çubuklar monte edilmelidir. Bu bağlayıcı çubukların kesiti, ana yerleştirme ağının kesitiyle eşleşmelidir.

GIS, çok noktalı yerleştirme şemasını kullanır. Yerleştirme noktalarının sayısı ve yeri, üreticinin ve tasarım belgelerinin talimatlarına uygun olmalıdır.

2.5 Ana Devre Direnç Testi

Ana devre direnç testi, GIS montajında kritik öneme sahiptir. Modüller arasındaki temas bağlantılarının bütünlüğünü doğrular, ayrıca ana anahtarlama hattının doğru faz sırasını onaylar. Tamamen kapalı anahtarlıklar için, doğru fazlama ve güvenilir bağlantılar özellikle önemlidir. Pratikte, yanlış fazlama veya hatalı iletken bağlantıları nedeniyle yeniden iş yapılması yaşanmıştır.

Üreticiler genellikle dahili bağlantılar için standart temas direnç değerleri sağlar. Montaj sırasında segment bazında döngü direnci test edilmeli, böylece erken dönemde zayıf bağlantıların tespit edilmesi ve düzeltilmesi mümkün olur. Her bölüme ait ölçülen direnç, o bölgedeki tüm bağlantılar için üreticinin belirttiği değerlerin toplamını aşmamalıdır.

Tam montajdan sonra, tam bir döngü direnç testi gerçekleştirilmeli ve sonuç, teorik hesaplanan değeri aşmamalıdır.

Özel Not: Döngü direnç testi, vakum işlemesi yapılan odalarda asla gerçekleştirilmemelidir. Alt atmosferik basınçta, odanın içindeki dielektrik dayanımı çok düşüktür. Birkaç düzine volt bile, disk tipi yalıtıcılar üzerinde yüzey deşarjına neden olabilir, bu da operasyon sırasında zayıf yalıtım noktaları ve potansiyel hata kaynakları olan deşarj izlerini bırakır. Bu nedenle, herhangi bir direnç ölçümünden önce, vakum çekilen odalarda test yapmamak için dikkatli kontroller yapılmalıdır.

2.6 Dayanım Testi

SF₆ gazının muhteşem yalıtım özellikleri, GIS'in kompakt bir tasarıma ulaşmasını sağlar. GIS, yerleştirilmiş alüminyum alaşımlı kabukları kullanır ve işletim basıncında, iç iletkenler veya iletkenler ile yerleştirilmiş kabuk arasındaki boşluk çok küçüktür. Fabrika ön montaj seviyesi yüksek olduğu için, kritik parçalar önceden monte edilmiş olarak gönderilmektedir. Ancak, taşıma sırasında parçaların yer değiştirmesi veya yerinde montaj sırasında giren minik kirleticiler, iç elektrik alan dağılımını bozabilir. Porselen yalıtıcı ekipmanlardan farklı olarak, GIS kesici cihazlarındaki küçük buruşukluklar veya parçacıklar, anormal deşarj veya çöküşe neden olabilir.

Bu nedenle, yerinde dayanım testi, GIS performansını ve montaj kalitesini doğrulamak için son savunma görevini görür.

Kabul test yönetmeliklerine göre, yerinde test gerilimi, fabrika test geriliminin %80'idir. Örneğin, 110 kV GIS için, ana devre dayanım test gerilimi, fabrika test geriliminin %80'i olacaktır: 230 kV × 80% = 184 kV, 1 dakika uygulanır. Test, tam gaz doldurma sonrası en az 24 saat sonra gerçekleştirilir. Gerilim ayarlayıcılar ve gerilim transformatörleri teste dahil edilmemelidir. Yüksek gerilim çıkış kabloları, GIS'ye bağlandıktan sonra birlikte test edilmelidir. Test öncesinde, yalıtım direnci ölçülmeli ve tatmin edici bulunmalıdır.

Test Prosedürü: Nominal çalışma gerilimi (63.5 kV) 3 kV/s hızıyla artırılır, 1–3 dakika boyunca ekipman durumu gözlemlenir, ardından 184 kV'ye yükseltip 1 dakika boyunca tutulur. Her faz için bu prosedür tekrarlanır.

Dayanım testinden geçen GIS, hizmete sunulabilir. Ancak, bu test, tüm potansiyel hataları tespit edemez. Hizmette, GIS hem güç frekanslı gerilime hem de yıldırım ve anahtarlık aşırı gerilimlerine dayanmak zorundadır. SF₆ gazının çöküş sahası, gerilim tipine bağlı olarak değişir. Eksenel silindirik elektrot sistemleri için, SF₆'nin %50 çöküş gerilimi deneyen olarak ifade edilebilir:

U₅₀ = (AP + B)μd

Burada:
P — Oda basıncı
d — Elektriksel boşluk (mm)
μ — Elektrik alan kullanımı faktörü
A, B — Gerilim dalga şekline bağlı sabitler

Böylece, çöküş gerilimi, gerilim tipi ve kutupluluğa bağlı olarak değişir. Farklı iç hatalar, çeşitli gerilim dalga formlarına farklı duyarlılıklar gösterir. Güç frekanslı AC gerilim, SF₆'daki nem, kirletici maddeler veya metal parçacıklar nedeniyle oluşan yalıtım çöküşlerine duyarlıdır, ancak yüzey çiziklerine veya iletken yüzey koşullarına daha az duyarlıdır.

Bu nedenle, güç frekanslı dayanım testleri, tüm iç hataları tespit edemez. Montaj sırasında süreç kontrollerini güçlendirmek ve genel montaj kalitesini iyileştirmek, güvenli bir GIS işletimini sağlamak için en önemli önlemlerdir.

3. Sonuç