Analiza parcijalnih razmaka na GIS busbarima zajedno

CIS (gazno izolovano prekidačko opremu) odnosi se na sklop gazno izolovane zatvorene prekidačke opreme. Busbar je zajednička putanja na koju su paralelno povezana više uređaja. U CIS-u unutrašnji prostor busbara je relativno mali, ali radi pod visokim naponom i strujom. Lokalni isparkavanje, ako se pojavi, može značajno uticati na međufaznu izolaciju i predstavljati značajan opasnost za bezbedan i stabilan rad opreme. Ovaj članak predstavlja analizu i rešenje lokalnog isparkavanja u busbaru CIS-a, kao i unapređeni shemu zakruživanja boltova za busbar CIS-a za referencu.

Situacija sa greškom

CIS napona 220 kV u nekoj transformatornoj stanici započeo je sa radom 20. decembra 2016. godine. U martu 2017. godine, tokom živog detektovanja transformatorske stanice, osoblje za održavanje i eksploataciju otkrilo je očigledne signale visokih frekvencija (VHF) na busbaru, pretpostavljajući da postoji lokalna isparkavanja u busbaru.

Korišćenjem detektora lokalnog isparkavanja (model PDT-840MS) za živo detektovanje, osoblje za održavanje i eksploataciju otkrilo je očigledne VHF signale na ugrađenom senzoru busbara između prekidača 204 na strani 220 kV glavnog transformatora broj 4 i prekidača 225 linije 220 kV Xinguo. Signali su pokazali dva različita i simetrična klastera, sa velikim količinama isparkavanja. Maksimalna amplituda dostigla je 67 dB, a na mestu se mogao čuti neobičan zvuk unutrašnjeg isparkavanja, što je pretpostavljalo prisustvo lokalnog isparkavanja u opremi. Kompanija je organizovala ponovno merenje održavajućeg centra, pri čemu su istovremeno detektirani neobični VHF i ultrazvučni signali.

Ultrazvučno detektovanje je pokazalo da je vrednost vrha u kontinualnom režimu bila približno 120 mV, sa određenom korelacijom frekvencije od 100 Hz, a maksimalna vrednost u faznom režimu je bila oko 70 mV. Nakon analize, utvrđeno je da je plavajuće isparkavanje uzrokovano vibracijom međufazne izolacije unutar gasne komore busbara 2B između štala 204 prekidača na strani 220 kV glavnog transformatora broj 4 i štala 225 prekidača linije 220 kV Xinguo.

Analiza uzroka greške
Statistika opterećenja i inspekcija štala busbara sa greškom

Opterećenje linije 220 kV Xinguo i prekidača 204 glavnog transformatora broj 4 je statistički analizirano. Opterećenje busbara B-sekcije 220 kV nije pokazalo značajne promene i nije premašilo nominalnu vrednost.

Osoblje za održavanje, zajedno s tehničarima proizvođača, izvršilo je raslaganje i inspekciju štala busbara gde je došlo do lokalnog isparkavanja. Ovaj deo busbara je dužine 7 m i ima 6 nosača međufazne izolacije unutra. Nakon raslaganja busbara, pronađeno je tri raskopčena boltova: faza V prvog nosača međufazne izolacije, faza V petog nosača međufazne izolacije i faza W šestog nosača međufazne izolacije. Među njima, prvi bolt je bio najraskopčeniji, tako da se direktno mogao ukloniti, a oko njega je bilo veliko količina prašine.

Niti metalnih ubavljača na ostalim nosačima međufazne izolacije nisu pokazale očigledne oštećenja, a površina materijala izolatora nema pukotine, oštećenja ili neobične depresije. Ostali delovi trofaznih vodilaca drugih nosača međufazne izolacije i drugih tačaka veze nisu pokazali anormalnosti. Zakružujuće momente boltova između ostalih 15 nosača međufazne izolacije i vodilaca su u skladu sa propisanim zahtevima.

Analiza i verifikacija

• Kvalitet modula busbara i instalacija. Na osnovu inspekcije, kvalitet ljuske kanala busbara i vodilaca u skladu je sa tehničkim kvalitativnim zahtevima crteža proizvođača. Pravougaonost samih komponenti u skladu je sa tolerancijama oblika na crtežu. Izolatori i njihovi metalni građevini ubavljači proizvedeni su lisanjem i čvršćenjem u formi. Tijekom fabričnog montažnog procesa, koristi se poseban čvor za pozicioniranje relativnih prostornih položaja trofaznih vodilaca. Međutim, zakružujući momenti boltova između vodilaca i izolatora ne u potpunosti zadovoljavaju zahteve proizvođača u nekim slučajevima.

• Kada busbar radi u živom stanju, trofazne struje su simetrične, a svaki fazon vodilac podliježe istoj alternativnoj elektrodinamičkoj sili. Tro faze su simetrično raspoređene u prostoru. Vodilac busbara je prazan vodilac, koji ima veću savijajuću čvrstoću od vodilaca. Pri normalnoj instalaciji, trofazni vodilci neće zbog elektrodinamičke sile tokom rada odstupiti ka bilo kojem fiksnom kutnom položaju.

• Računanje mehaničke čvrstoće. Proizvođač računa čvrstoću veza veziva i utvrđuje da treba da budu duži od trenutnog dizajna od 16 mm, a debljina metaličkog šimera treba biti povećana na najmanje 7 mm (trenutno 4 mm). To bi zadovoljilo mehaničke zahteve za čvršćenjem pod uslovima jednoboltne veze i elektrodinamičkom silom od 10 kN tokom kratkog spoja busbara.

• Tip testova. Rezultati testa termalne stabilnosti (kratkotrajne otpornosti na struju) od 500 A/3 s, testa dinamičke stabilnosti (vrhunskog otpora na struju) od 135 kA, posebno testa porasta temperature pod strujom busbara od 7 h/4000 A, pokazuju da nakon testova nema očiglednog mehaničkog oštećenja ili anormalnih veza. To ukazuje na to da je postojeći dizajn za čvršćenje vodilaca busbara pouzdan pod uslovima tip testa.

Određivanje uzroka

Preko inspekcije na mestu i teorijske analize, glavni uzrok ove greške je utvrđen kao sledeći: Zakružujući momenti boltova tijekom fabrične montaže nisu u skladu sa standardima, a dužina veze boltova i debljina šimera ne mogu zadovoljiti operativne zahteve.

Shema lečenja

Na osnovu rezultata inspekcija na mestu i teorijskih analiza, predložena je nova shema čvršćenja boltova kako bi se osigurala pouzdano rad busbara.

• Upotreba dvokrajevnih vijaka koji su povezani u uparu sa internim niti metaličkih ubavljača prstenastih izolatora (na strani kraćeg niti vijaka). Nanijeti Loctite 603 lepak br. 2 na površinu vanjskih niti vijaka. Nanijeti tri dužinska traka Loctite 603 lepljiva na intervalima od približno 120° duž oboda 24 mm dužine niti, osiguravajući da ceo površinu niti 360° bude pokrivena lepljivom nakon uvrtavanja. Nakon potpune umetnute vijaka, koristiti specijalni čistaći papir za uklanjanje bilo kakvog prekomjernog lepljiva.

• Kombinovana upotreba samozaključujućih/protivraspadnih mutnica kako bi se efektivno sprečio raspad vijaka. Uvođenje integriranog dijela šimera debljine 8 mm.

• Korišćenje vratka sa zakružujućim momentom za čvršćenje vijaka, uzimajući vrednost 75 N·m, koja se nalazi na gornjem kraju opsega (70±7) N·m. Da bi se osiguralo da je zakružujući moment svakog vijaka u skladu sa standardima, implementirati sistem u kojem jedna osoba radi, a druga provjerava.

Nakon završetka čvršćenja, koristiti vakuum cleaner, specijalni čistaći papir i alkohol za temeljito čišćenje čvršćenih područja i unutrašnjih područja vodilaca.

Lečenje na mestu

Dvokrajevni vijaci se koriste za jačanje čvršćenja vijaka, a samozaključujuće mutnice se koriste kako bi se sprecio raspad vijaka zbog elektrodinamičkih sila tokom normalne eksploatacije. Proizvođač je izvršio modifikaciju vijaka na ovom GIS busbaru prema gore navedenoj shemi, a rezultati posle modifikacije su zadovoljavajući.