Un accident d'explosió d'equipament GIS causat per errors de cablació secundària del PT

1. Resum de l'incident

Durant la puesta en marcha d'una nova subestació de 110kV, el GIS va explotar a causa d'un curtcircuí en el circuit secundari del PT. Tot i que la causa era simple, les conseqüències van ser greus, justificant una reflexió.

2. Desenvolupament de l'incident

El dia de la transmissió d'energia:

• L'alimentació superior carregà el GIS de 110kV (un aparell combinat).

• 20 segons després de tancar l'interruptor d'entrada i impactar per primera vegada la barra de 110kV, va aparèixer fum blanc entre el compartiment del PT i el quadre de control.

• En menys de deu segons, el compartiment del PT del GIS va explotar. La alimentació superior es va trencar; el aïllant disc del compartiment del PT va estallar, omplint la sala del GIS amb fragments d'aïllant i subproductes de la combustió de SF₆.

3. Anàlisi de la causa
3.1 Investigació in situ

El PT de 110kV (Shanghai MWB, tipus electromagnètic) tenia:

• 1 bobina secundària bàsica: 100/√3 V (150VA, classe 0.2).

• 1 bobina secundària auxiliar: 100V (150VA, classe 3P), sense utilitzar segons el disseny (conduit al terminal del quadre de control, sense connexió externa).

Trobades clau:

• Fase C: Insulació de la bobina secundària del PT molt cremada; conductor de la bobina bàsica carbonitzat. L'insulació del conductor de la bobina auxiliar totalment cremada; cilindre d'insulació entre la bobina auxiliar i el nucli carbonitzat. Resistència d'insulació entre les bobines bàsica i auxiliar = 0.

• Fase B: La insulació exterior de la bobina secundària bàsica tenia marques de cremat; pel·licula interna intacta. La superfície de la bobina auxiliar mostrava carbonització per sobrecalentament.

• Fase A: Insulació superficial de la bobina secundària bàsica lleugerament cremada; altres conductors/insulació intactes.

Conclusió preliminar: Curtcircuí en el circuit secundari del PT, probablement en les bobines auxiliars de les fases B/C.

Inspecció addicional del quadre de control: Les bobines auxiliars de les fases B/C estaven curtcircuitades internament. Les connexions previngudes per disseny (C-ncf al terminal 11, B-nbf al terminal 15) estaven mal connectades (C-ncf a 12, curtcircuit a 14-cf; B-nbf a 16, curtcircuit a 18-bf).

3.2 Evolució de l'incident

• Inici del curtcircuí: Després del tancament del sistema primari, les bobines auxiliars de les fases B/C (cf, ncf; bf, nbf) van curtcircuitar → baixada de tensió en B/C.

• Fi del curtcircuí en fase B: Després de 20 segons, el curtcircuí en fase B es va desconectar (el conductor primari s'havia cremat per l'arc). El curt temps només va causar un sobrecalentament de la bobina auxiliar B.

• Conseqüència en fase C: Un curtcircuí de 43 segons (segons l'enregistrament de l'incident) va sobrecalentar el conductor secundari de la fase C → fusió/carbonització de l'insulació. El fum blanc provenia d'aquí.

• Fallida de l'insulació: La fusió de l'insulació de la bobina auxiliar del PT va degradar el gas SF₆ en la cambra del PT → nivell d'insulació inferior.

• Descàrregues: Insulació reduïda + distàncies properes entre fases i terra → descàrregues de les fases A/B/C cap a la carcassa del GIS.

• Explosió: L'energia de l'arc va augmentar la pressió de la cambra de gas → estall del aïllant disc del PT.

3.3 Error humà

Durant la puesta en marcha:

• Tècnics van revisar la polaritat i l'insulació del PT.

• Per comoditat, van treure el circuit secundari del PT del terminal del quadre de control.

• Van curtcircuitar per error els extrems de les bobines auxiliars de les fases B/C; no van verificar → les bobines auxiliars B/C van quedar curtcircuitades.

4. Mesures preventives
4.1 Seguretat del circuit secundari del PT

Els curtcircuïts en el circuit secundari del PT poden danificar components o cremar el PT. Instal·lat en una cambra de GIS tancada, els errors del PT poden causar explosions (risquant ferits i retardant reparacions). Per tant, la instal·lació i cablagat del PT en GIS requereix una atenció estricta.

4.2 Protocols del circuit secundari

Les "Normes de Treball en Seguretat Elèctrica" i les "Regulacions de Seguretat en Treballs de Protecció Relacional In Situ" reben bitlàcules de seguretat per desmuntatge i cablagat secundari. Utilitzant aquests (i integrant el control de riscos) es podrien haver evitat els cablagats erronis sota pressió de treball i temps.

4.3 Proves abans de l'energització

Fortaleix les proves del PT abans de l'energització (estandarditzades, documentades). Enforceix l'execució estricta de les proves per evitar errors derivats d'un treball negligent.

4.4 Mesures organitzatives i de protecció

Protegeix l'equipament comissionat (quadres amb bloqueig, usant selles). Modifica només post-aprovació; té una restauració supervisada.

4.5 Eliminació dels circuits no utilitzats

Elimina els circuits secundaris no utilitzats (reduint riscos d'error). En aquest cas, la bobina auxiliar no utilitzada (conduit al quadre de control) va causar l'incident a través d'un cablagat incorrecte.

4.6 Interruptor d'aire del cos del PT

Instal·la interruptors d'aire secundaris en les caixes de cablagat del cos del PT (la configuració actual en els quadres de control no pot protegir els circuits GIS-PT). Això aïlla els errors a sota de la sortida secundària del PT.Reconstruint l'incident, analitzant les causes i proposant 6 mesures preventives, es estableix un camí per a la seguretat dels circuits secundaris del GIS.