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

1. مروری بر حادثه

در طول تحویل یک زیراستانسیون 110kV جدید، سیستم GIS به دلیل کوتاه شدن مدار ثانویه PT در زمان راه‌اندازی منفجر شد. اگرچه علت آن ساده بود، پیامدهایش شدید بود و نیاز به بازبینی داشت.

2. فرآیند حادثه

روز انتقال برق:

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

• 20 ثانیه پس از بستن کلید وارد کننده و اولین ضربه زنده به بار 110kV، دود سفید بین کمد PT و کابین کنترل ظاهر شد.

• در داخل ده ثانیه، کمد GIS PT بار منفجر شد. قطع برق بالاتر رخ داد؛ عایق دیسک کمد PT پاره شد و اجزای پاره شده عایق و محصولات سوخت SF₆ را در اتاق GIS پخش کرد.

3. تحلیل علل
3.1 بررسی محلی

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

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

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

یافته‌های کلیدی:

• فاز C: سوختن شدید عایق پیچش ثانویه PT؛ هادی پیچش پایه سوخته شده. عایق هادی پیچش کمکی کاملاً سوخته شده؛ استوانه عایق بین پیچش کمکی و هسته پاره شده. مقاومت عایق بین پیچش‌های پایه و کمکی = 0.

• فاز B: عایق بیرونی پیچش ثانویه پایه نشانه‌های سوختن داشت؛ لایه رنگ داخلی کامل بود. عایق سطح پیچش کمکی نشانه‌های سوختن داشت.

• فاز A: سوختن کمی عایق سطح پیچش ثانویه پایه؛ سایر هادی‌ها و عایق‌ها کامل بودند.

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

بررسی بیشتر کابین کنترل: پیچش‌های کمکی فاز B/C در داخل کوتاه شده بودند. اتصالات طراحی شده (C-ncf به ترمینال 11، B-nbf به ترمینال 15) به 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 (هادی اصلی توسط قوس الکتریکی سوخت). زمان کوتاه شدن فقط باعث سوختن پیچش کمکی فاز B شد.

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

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

• تفريغ: کاهش عایق + فاصله کوتاه فاز به زمین → تفريغ فاز‌های A/B/C به پوسته GIS.

• منفجر شدن: انرژی قوس الکتریکی فشار کمد گاز را افزایش داد → پاره شدن عایق دیسک PT.

3.3 خطای انسانی

در طول راه‌اندازی:

• فنی‌ها قطبیت و عایق PT را دوباره بررسی کردند.

• به دلیل راحتی، آنها مدار ثانویه PT را از بلوک ترمینال کابین کنترل جدا کردند.

• به اشتباه انتهای پیچش‌های کمکی فاز B/C را کوتاه کردند؛ تأیید نکردند → پیچش‌های کمکی فاز B/C کوتاه شدند.

4. اقدامات پیشگیرانه
4.1 ایمنی مدار ثانویه PT

کوتاه شدن در مدارهای ثانویه PT باعث خرابی اجزا یا سوختن PT می‌شود. PT‌های نصب شده در کمد GIS بسته شده، خرابی‌های PT باعث منفجر شدن (با خطر آسیب‌دیدگی و تأخیر در تعمیرات) می‌شود. بنابراین، نصب و اتصال PT در GIS نیاز به توجه دقیق دارد.

4.2 پروتکل‌های مدار ثانویه

“مقررات ایمنی کارهای برقی” و “مقررات ایمنی کارهای محلی محافظت” مجوزهای ایمنی کارهای ثانویه برای جداسازی و اتصال مدار را الزامی می‌کنند. استفاده از این مجوزها (و یکپارچه‌سازی کنترل ریسک) می‌توانست باعث جلوگیری از اتصال اشتباه در شرایط فشار کاری و زمانی شود.

4.3 آزمایش‌های قبل از تغذیه

تقویت آزمایش‌های PT قبل از تغذیه (استاندارد و مستند). اجرای صارم آزمایش‌ها برای جلوگیری از خطاهای ناشی از کار غیر دقت‌بخش.

4.4 اقدامات سازمانی و محافظتی

حفاظت از تجهیزات راه‌اندازی شده (قفل کردن کابین‌ها، استفاده از مهر). تنها با تأیید بعدی تغییر داده شود؛ بازگردانی تحت نظارت.

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 اتصال اشتباه شد.

4.6 کلید هوایی بدنه PT

نصب کلیدهای هوایی ثانویه در جعبه‌های کابل‌کشی بدنه PT (تنظیمات فعلی در کابین‌های کنترل نمی‌توانند مدارهای GIS-PT را محافظت کنند). این کار خطاها را زیر خروجی ثانویه PT جدا می‌کند. با بازسازی حادثه، تحلیل علل و پیشنهاد 6 اقدام پیشگیرانه، نقشه‌ای برای ایمنی مدارهای ثانویه GIS تدوین شده است.