یک تصادف انفجاری تجهیزات GIS ناشی از خطاهای سیم کشی ثانویه PT

1. مروری بر حادثه

در زمان راه‌اندازی یک زیرстанسیون 110kV جدید، دستگاه GIS به دلیل کوتاه شدن مدار ثانویه PT منفجر شد. اگرچه علت ساده بود، پیامدهای آن سنگین بود و نیاز به بازنگری داشت.

2. فرآیند حادثه

روز انتقال برق:

• منبع تغذیه بالاتر دستگاه GIS (دستگاه ترکیبی) 110kV را شارژ کرد.

• 20 ثانیه پس از بستن قطعه وارد کننده و اولین تأثیر زنده روی بار 110kV، دود سفیدی بین کمد PT و کابین کنترل ظاهر شد.

• در طی ده ثانیه، کمد GIS PT بار منفجر شد. تغذیه بالاتر قطع شد؛ دیسک عایق کمد PT پاره شد و خرده‌های عایق و محصولات سوخت SF₆ در اتاق GIS پخش شدند.

3. تحلیل علل
3.1 بررسی محلی

PT 110kV (شرکت Shanghai MWB، نوع الکترومغناطیسی) شامل:

• 1 پیچش ثانویه اصلی: 100/√3 V (150VA، کلاس 0.2).

• 1 پیچش ثانویه کمکی: 100V (150VA، کلاس 3P)، که طبق طراحی استفاده نشده بود (به بلوک ترمینال کابین کنترل متصل شده، بدون اتصال خارجی).

یافته‌های مهم:

• فاز C: سوزاندن شدید عایق پیچش ثانویه PT؛ هادی پیچش اصلی سوخته. عایق هادی پیچش کمکی کاملاً سوخته؛ استوانه عایق بین پیچش کمکی و هسته آهن سوخته. مقاومت عایق بین پیچش‌های اصلی و کمکی = 0.

• فاز B: عایق خارجی پیچش ثانویه اصلی نشانه‌های سوختن داشت؛ فیلم رنگ داخلی سالم. عایق سطح پیچش کمکی نشانه‌های سوختن گرم شدن داشت.

• فاز A: سوزاندن سطح عایق پیچش ثانویه اصلی اندک؛ هادی‌ها/عایق‌های دیگر سالم.

نتیجه مقدماتی: کوتاه شدن مدار ثانویه PT، احتمالاً در پیچش‌های کمکی فاز B/C.

بررسی بیشتر کابین کنترل: پیچش‌های کمکی فاز B/C داخل کوتاه شده بودند. اتصالات طراحی شده (C-ncf به ترمینال 11، B-nbf به ترمینال 15) اشتباه متصل شده بودند (C-ncf به 12، کوتاه شده به 14-cf؛ B-nbf به 16، کوتاه شده به 18-bf).

3.2 توسعه حادثه

• شروع کوتاه شدن: پس از بستن سیستم اصلی، پیچش‌های کمکی فاز B/C (cf، ncf؛ bf، nbf) کوتاه شدند → کاهش ولتاژ فاز B/C.

• پایان کوتاه شدن فاز B: پس از 20 ثانیه، کوتاه شدن فاز B قطع شد (سیم اصلی به دلیل آتشک باز شد). مدت کوتاه شدن فقط باعث گرم شدن پیچش کمکی B شد.

• پیامد فاز C: کوتاه شدن 43 ثانیه‌ای (بر اساس ضبط حادثه) باعث گرم شدن هادی ثانویه فاز C شد → ذوب/سوختن عایق. دود سفید از اینجا ناشی شد.

• خرابی عایق: ذوب عایق پیچش کمکی PT باعث تخریب گاز SF₆ در کمد PT شد → کاهش سطح عایق.

• تفادی: کاهش عایق + فاصله نزدیک فاز-زمین → تفادی فاز‌های A/B/C به پوشش GIS.

• انفجار: انرژی آتشک باعث افزایش فشار در کمد گاز شد → پارگی دیسک عایق PT.

3.3 خطای انسانی

در زمان راه‌اندازی:

• فنی‌ها قطبیت و عایق PT را دوباره چک کردند.

• برای راحتی، مدار ثانویه PT را از بلوک ترمینال کابین کنترل جدا کردند.

• بدون توجه به تأیید، انتهای پیچش‌های کمکی فاز B/C را اشتباه کوتاه کردند → کوتاه شدن پیچش‌های کمکی B/C.

4. اقدامات پیشگیرانه
4.1 ایمنی مدار ثانویه PT

کوتاه شدن مدار ثانویه PT موجب آسیب به اجزا یا سوختن PT می‌شود. PT نصب شده در کمد GIS بسته، خرابی‌های PT موجب انفجار (با خطر آسیب و تأخیر در تعمیر) می‌شود. بنابراین، نصب و سیم‌کشی PT در GIS نیاز به توجه دقیق دارد.

4.2 پروتکل‌های مدار ثانویه

"مقررات ایمنی کارهای برق" و "مقررات امنیت کارهای میدانی حفاظت رله‌ای" برای تجزیه و سیم‌کشی ثانویه بلیط‌های ایمنی ثانویه الزامی است. استفاده از این (و یکپارچه‌سازی کنترل ریسک) می‌تواند از سیم‌کشی غلط در شرایط فشار کار و زمان جلوگیری کند.

4.3 تست‌های قبل از تغذیه

تقویت تست‌های PT قبل از تغذیه (استاندارد، مستند). اجرای دقیق تست‌ها برای جلوگیری از خطاهای ناشی از کار غیر دقت‌بردار.

4.4 اقدامات سازمانی و محافظتی

حفاظت از تجهیزات راه‌اندازی شده (قفل کابین، استفاده از مهر). تنها پس از تایید تغییرات انجام شود؛ بازگردانی تحت نظارت انجام شود.

4.5 حذف مدارهای غیرفعال

حذف مدارهای ثانویه غیرفعال (کاهش ریسک‌های خطا). در اینجا، پیچش کمکی غیرفعال (متصل به کابین کنترل) باعث حادثه از طریق سیم‌کشی غلط شد.

4.6 سوئیچ هوایی بدنه PT

نصب سوئیچ‌های هوایی ثانویه در جعبه‌های سیم‌کشی بدنه PT (تنظیمات فعلی در کابین کنترل نمی‌تواند مدار GIS-PT را محافظت کند). این باعث می‌شود خرابی‌ها زیر خروجی ثانویه PT محدود شوند. با بازسازی حادثه، تحلیل علل و پیشنهاد 6 اقدام پیشگیرانه، نقشه‌ای برای ایمنی مدارهای ثانویه GIS ایجاد می‌شود.