Analiza djelomičnih isprujavanja GIS šinova zajedno

CIS (plinsko izolirana sklopna oprema) odnosi se na sklopnu opremu zatvorenu u plin. Magistrala je zajednička putanja kojoj su paralelno povezani više uređaja. U CIS-u unutarnji prostor magistrale relativno je mali, ali radi pod visokim naponom i strujom. Lokalni ispitivanje, ako se pojavi, može ozbiljno utjecati na međufaznu izolaciju i predstavljati značajan prijetnju sigurnom i stabilnom radu opreme. Ovaj članak predstavlja analizu i rješenje lokalne greške ispitivanja u magistrali CIS-a, te uvodi poboljšanu shemu za zategivanje vijaka magistrale CIS-a za referencu.

Stanje greške

CIS napona 220 kV u nekoj transformatornoj postaji upućen je u promet 20. prosinca 2016. godine. Tijekom živog otkrivanja u ožujku 2017. godine, osoblje za održavanje i nadzor otkrilo je očito vrlo visoko-frekventne (VHF) signale na magistrali, pretpostavljajući da postoji lokalna greška ispitivanja na magistrali.

Kada su koristili detektor lokalnog ispitivanja (model PDT-840MS) za živo otkrivanje, osoblje za održavanje i nadzor otkrilo je očito VHF signale na ugrađenom senzoru magistrale između prekidača 204 na strani 220 kV glavnog transformatora broj 4 i prekidača 225 linije Xinguo 220 kV. Signali pokazali su dva različita i simetrična grupe s velikim količinama ispitivanja. Maksimalna amplituda dossegla je 67 dB, a na mjestu mogao se čuti neobičan zvuk internog ispitivanja, što je predviđalo prisustvo lokalnog ispitivanja u opremi. Tvrtka je organizirala ponovno mjerenje održavajućeg centra, i istodobno su otkriveni neobični VHF i ultrazvučni signali.

Ultrazvučno otkrivanje pokazalo je da je vrijednost vrha u kontinuiranom načinu bila približno 120 mV, s određenom frekvencijskom korelacijom od 100 Hz, a maksimalna vrijednost u faznom načinu bila je oko 70 mV. Nakon analize, utvrđeno je da je fluktuacijsko ispitivanje uzrokovano vibracijom međufazne izolacije unutar plinskog prostora 2B magistrale između prozora prekidača 204 na strani 220 kV glavnog transformatora broj 4 i prozora prekidača 225 linije Xinguo 220 kV.

Analiza uzroka greške
Statistika opterećenja i pregled prozora magistrale s greškom

Opterećenje linije Xinguo 220 kV i prekidača 204 glavnog transformatora broj 4 statistički su analizirani. Opterećenje B-sekcije magistrale 220 kV nije pokazalo značajne promjene i nije premašilo nominalnu vrijednost.

Osoblje za održavanje, zajedno s tehničarima proizvođača, provedlo je raspadni pregled prozora magistrale gdje se pojavilo lokalno ispitivanje. Ovaj dio magistrale je dug 7 m i ima 6 međufaznih izolacijskih nosača unutra. Nakon raspadanja magistrale, pronađeni su tri raskočena vijka: faza V prvog međufaznog izolacijskog komponenta, faza V petog međufaznog izolacijskog komponenta i faza W šestog međufaznog izolacijskog komponenta. Među njima, prvi vijak bio je najlužniji, koji se je mogao direktno ukloniti, a oko njega je bilo velike količine prašine.

Niti metalnih umetnutih dijelova drugih međufaznih izolatora nisu pokazale očitih oštećenja, a površina materijala izolatora nije imala pukotine, rezove ili neobične depresije. Ostali dijelovi trofaznih vodilaca drugih međufaznih izolatora i ostali spojni točkovi nisu pokazali nepravilnosti. Zategujuće momente spojnih vijaka između drugih 15 međufaznih izolatora i vodilaca odgovarali su propisanim zahtjevima.

Analiza i potvrda

• Kvaliteta komponenti modula magistrale i montaže. Pregledom utvrđeno je da kvaliteta ljuske vodilaca magistrale i vodilaca odgovara tehničkim kvalitetnim zahtjevima crteža proizvođača. Pravocrtnost samih komponenti odgovara toleranci oblika na crtežu. Izolatori i njihovi metalni građevni umetnuti dijelovi proizvedeni su ljejenjem i čvršćenjem u kalupu. Tijekom procesa montaže u tvornici, posebni fiksator se koristi za pozicioniranje relativnih prostornih položaja trofaznih vodilaca. Međutim, zategujući momenti spojnih vijaka između vodilaca i izolatora ne u potpunosti odgovaraju zahtjevima proizvođača u nekim slučajevima.

• Kada je magistrala u živom radu, trofazne struje su simetrične, a svaki fazi vodilac podvrgnut je istoj alternativnoj elektrodinamičkoj sili. Tri faze simetrično su raspoređene u prostoru. Vodilac magistrale je prazni vodilac, koji ima veću savijajuću čvrstoću od vodilaca. Pod normalnim uvjetima instalacije, trofazni vodilci neće zbog elektrodinamičke sile tijekom rada odstupiti prema bilo kojem fiksnom kutnom položaju.

• Izračun mehaničke čvrstoće. Proizvođač izračunava čvrstoću spojeva i utvrđuje da duljina spoja između vanjske niti vijaka i unutarnje niti umetnutog dijela izolatora treba biti veća od trenutnog dizajna od 16 mm, a debljina metala treba se povećati na najmanje 7 mm (trenutno 4 mm). To može zadovoljiti mehaničke zahtjeve čvrstoće pod uvjetom jednosmjernog spoja vijaka i elektrodinamičke sile od 10 kN tijekom kratkog spoja magistrale.

• Tip testiranja. Rezultati testiranja termalne stabilnosti (kratkotrajne otpornosti strujom) 500 A/3 s, dinamičke stabilnosti (vrhunske otpornosti strujom) 135 kA, posebno testiranje porasta temperature pri strujnom opterećenju magistrale 7 h/4000 A, pokazuju da nakon testiranja nema očitih mehaničkih raskočenja ili neobičnih spojeva. To ukazuje na to da postojeći dizajn za zategivanje vodilaca magistrale pouzdan je pod uvjetima tipskog testiranja.

Utvrđivanje uzroka

Pregledom na mjestu i teorijskom analizom glavni uzrok ove greške utvrđen je sljedeći: zategujući momenti vijaka tijekom montaže proizvođača ne odgovaraju standardima, a dužina spoja vijaka i debljina podloga ne mogu zadovoljiti operativne zahtjeve.

Shema tretmana

Na temelju rezultata pregleda na mjestu i teorijskih analiza, predložena je nova shema zategivanja vijaka kako bi se osigurali pouzdan rad magistrale.

• Upotrijebite dvosmjerne vijake koji su spojeni u kombinaciji s unutarnjim nitima metalnih umetnutih dijelova prstenastih izolatora (na strani kraćeg vijka). Nanijeti Loctite 603 lejak broj 2 na površinu vanjske niti vijaka. Nanijeti tri longitudinalne trake Loctite 603 lejka s intervalima približno 120° duž okružnice duljine niti od 24 mm, osiguravajući da cijela površina niti od 360° bude pokrivena lejakom nakon ubacivanja. Nakon punog ubacivanja vijaka, koristiti specijalni čistački papir za uklanjanje prekomjernog lejka.

• Kombinirati samozategivajuće/protuzategivajuće mutne kako bi se efektivno sprečilo raskočenje vijaka. Uspostaviti integralni komponent podloge debljine 8 mm.

• Koristiti momentni ključ za zategivanje vijaka, uzimajući vrijednost 75 N·m, što je na gornjem kraju raspona (70±7) N·m. Da bi se osiguralo da je moment svakog vijaka u redu, implementirati sustav u kojem jedna osoba radi, a druga provjerava.

Nakon dovršetka zategivanja, koristiti usisivač, specijalni čistački papir i alkohol za temeljito čišćenje zategnutih područja i polja konduktorova.

Tretman na mjestu

Dvosmjerne vijake koriste se za jačanje zategujuće sile vijaka, a samozategivajuće mutne za sprečavanje raskočenja vijaka zbog elektrodinamičkih sila tijekom normalnog rada. Proizvođač je prema gore navedenoj shemi izvršio modifikaciju vijaka ove GIS magistrale, a rezultati nakon modifikacije su zadovoljavajući.