Kegagalan Busbar RMU 35kV Disebabkan oleh Kesalahan Pemasangan Analisis

Artikel ini memperkenalkan kes kegagalan insulasi busbar unit utama lingkaran 35kV, menganalisis sebab-sebab kegagalan dan mencadangkan penyelesaian [3], memberikan rujukan untuk pembinaan dan operasi stesen kuasa tenaga baharu.

1 Gambaran Kes

Pada 17 Mac 2023, tapak projek pemulihan padang pasir fotovoltaik melaporkan kemalangan lompatan rangkaian tanah pada unit utama lingkaran 35kV [4]. Pembuat peralatan mengaturkan pasukan pakar teknikal untuk bergerak ke tapak untuk menyiasat sebab-sebab kegagalan. Semasa pemeriksaan, didapati bahawa penghubung empat arah di bahagian atas kabinet telah mengalami kegagalan insulasi tanah. Gambar 1 menunjukkan keadaan busbar Fasa B di tapak kemalangan. Dari Gambar 1, terdapat bahan serbuk putih pada busbar Fasa B, yang dicurigai sebagai jejak selepas kegagalan insulasi elektrik busbar. Sistem ini hanya beroperasi dalam keadaan diberi kuasa selama 8 hari.

Berdasarkan pemeriksaan dan ujian di tapak, didapati bahawa pasukan pembina tidak mengikuti dengan ketat tuntutan dalam manual pemasangan dan operasi peralatan untuk pemasangan dan pemeriksaan, menyebabkan hubungan konduktor yang buruk dan panas berlebihan, yang seterusnya memicu kegagalan insulasi busbar.

2 Ujian dan Pemeriksaan Di Tapak

2.1 Ujian Insulasi

Pertama, bekalan kuasa luaran diputuskan untuk mendepani seluruh substansi untuk mengenal pasti kedudukan kegagalan. Peralatan switchgear disesuaikan ke keadaan konduktif (pengasing disambung, pemutus sambungan ditutup, pembumian dibuka). Rintangan insulasi diukur masing-masing pada terminal keluaran peralatan untuk fasa A, B, dan C. Ujian menunjukkan bahawa bacaan megohmmeter untuk fasa A dan C peralatan hampir tak terhingga (insulasi baik), manakala bacaan megohmmeter untuk fasa B kurang dari 5MΩ, menunjukkan prestasi insulasi yang buruk pada fasa B peralatan. Ini secara awal menunjukkan masalah insulasi pada lokasi tertentu pada fasa B peralatan.

2.2 Pemeriksaan Rekod Kemalangan

Rekod kemalangan di tapak ditunjukkan dalam Gambar 2. Dari Gambar 2, pada masa kemalangan berlaku, voltan fasa A dan C pada busbar 35kV No.1 meningkat ke voltan garis, manakala voltan fasa B mendekati sifar.

2.3 Pemeriksaan Visual Peralatan Di Tapak

Busbar Bahagian I mempunyai 9 kabinet. Melalui pemeriksaan visual peralatan di tapak, bahan serbuk putih ditemui pada busbar fasa B, yang dicurigai sebagai jejak selepas kegagalan insulasi elektrik busbar. Ini mengenal pasti bahawa kemalangan kegagalan insulasi busbar berlaku pada kabinet 1AH8 busbar Bahagian I.

2.4 Penyahsiapan dan Pemeriksaan Lokasi Kemalangan

Setelah membuka penutup insulasi busbar fasa B, didapati bahawa stopper insulasi tidak dikunci dengan betul seperti ditunjukkan dalam Gambar 3, dan segmen konduktor ubin busbar tidak dipadatkan dengan rapat seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.

2.5 Penyahsiapan dan Pemeriksaan Kedua Insulated Busbar

Penghubung empat arah busbar yang rosak dipotong untuk analisis. Didapati bahawa struktur dalaman penghubung empat arah menunjukkan abrasi suhu tinggi yang teruk seperti ditunjukkan dalam Gambar 5. Stopper insulasi dekat kawasan konduktor juga menunjukkan abrasi suhu tinggi yang teruk seperti ditunjukkan dalam Gambar 6.

2.6 Pemeriksaan Busbar Insulasi Atas Kabinet Fasa A dan Fasa C

Melalui pemeriksaan busbar insulasi fasa A dan C yang lain, didapati bahawa kerja pemasangan mereka adalah betul, tanpa perubahan warna atau abrasi yang diperhatikan pada kedudukan penghantaran arus konduktor peralatan.

3 Analisis Sebab-Sebab Kegagalan Insulasi Busbar

3.1 Penentuan Skop Kemalangan

Ujian rintangan insulasi dijalankan pada peralatan di tapak. Didapati fasa A dan C lulus ujian insulasi, manakala fasa B gagal. Selain itu, data dari rekod kemalangan di tapak menunjukkan bahawa busbar fasa B mengalami pendek sambungan tanah. Ketika kemalangan berlaku, voltan fasa A dan C pada busbar 35kV No.1 meningkat ke voltan garis, manakala voltan fasa B mendekati sifar. Ini adalah ciri-ciri kemalangan pendek sambungan tanah logam fasa tunggal yang biasa (kegagalan insulasi busbar fasa B ke tanah). Melalui penyiasatan, lokasi kemalangan dikenalpasti pada sambungan busbar fasa B di kabinet 1AH8.

3.2 Arus Sederhana dan Nilai Arus Busbar

419 milisaat selepas kemalangan berlaku, perlindungan arus sederhana berlebihan transformator pembumian beroperasi 452 milisaat selepas kemalangan, arus kemalangan hilang. Menyemak mikrokomputer transformator pembumian, ia merekodkan operasi perlindungan arus sederhana, seperti ditunjukkan dalam Gambar 7. Nilai operasi adalah 0.552A (dengan nisbah arus CT sederhana 100/1), yang sepadan dengan nilai rekod kemalangan, seperti ditunjukkan dalam Gambar 8.

Berdasarkan perekaman kesalahan, nilai RMS arus sekunder busbar cabang tegangan rendah No. 1 adalah 0.5-0.6A. Karena rasio arus CT adalah 2000/1, dihitung bahwa arus busbar Bagian I pada saat itu mencapai 1000-1200A.

3.3 Impak Kerja Pemasangan

Melalui pembongkaran dan pemeriksaan busbar terisolasi fase B di lokasi kesalahan (kabinet 1AH8), ditemukan bahwa stopkontak isolasi fase B tidak dikunci dan dikencangkan dengan benar, yang menyebabkan konduktor ubin di dalam konektor empat arah tidak tertekan erat bersama. Hal ini mengakibatkan area kontak di titik sambungan busbar utama berkurang, menyebabkan peningkatan resistansi di lokasi tersebut.

di mana: R adalah tahanan rangkaian (Ω); ρ adalah resistivitas konduktor (Ω·m); L adalah panjang konduktor (m); S adalah luas penampang konduktor (m²). Dari rumus (1), dapat dilihat bahwa ketika area kontak lebih kecil, tahanan rangkaian peralatan menjadi lebih besar. Berdasarkan rumus (2), lebih banyak panas dihasilkan per unit waktu selama operasi. Ketika pendinginan kurang dari pembuatan panas, panas terus menumpuk di lokasi tersebut. Setelah mencapai tingkat tertentu (titik kritis), isolasi di lokasi tersebut rusak, menyebabkan kerusakan isolasi dan memicu kesalahan tanah.

di mana: Q adalah panas (J); I adalah arus (A); R adalah tahanan (Ω); t adalah waktu (s).

Kesimpulannya, suhu tinggi menyebabkan penurunan kinerja isolasi busbar, sehingga memicu kerusakan isolasi busbar. Ketika konektor empat arah dari kabinet 1AH8 dilepas di tempat, mur dan bautnya telah meleleh bersama karena pelepasan listrik dan abrasi suhu tinggi, membuatnya tidak mungkin untuk dibongkar, seperti ditunjukkan pada Gambar 9.

4 Penanganan Kesalahan dan Rekomendasi

4.1 Tindakan Penanganan Kesalahan

Siapkan bahan, peralatan, dan alat yang relevan, lengkapi prosedur izin kerja di tempat, ganti busbar terisolasi yang rusak di tempat, seperti bushing terisolasi tiga arah, bushing terisolasi empat arah, dan tabung lurus terisolasi, ganti bushing jenis F yang berubah warna akibat suhu tinggi, lakukan uji coba yang relevan, dan akhirnya pulihkan pasokan listrik.

4.2 Rekomendasi Pencegahan

Sebelum pemasangan peralatan, personel teknis dari produsen peralatan harus memberikan pelatihan profesional kepada anggota tim konstruksi di tempat dan menjelaskan tindakan pencegahan yang relevan. Selama pemasangan busbar, tim konstruksi harus secara ketat mengikuti prosedur pemasangan dalam manual operasi produsen. Setelah pemasangan di tempat selesai, gunakan kunci momen untuk verifikasi untuk memastikan pemasangan busbar dikencangkan dengan baik. 

Setelah pemasangan peralatan selesai, personel uji coba di tempat perlu melakukan uji tahanan rangkaian dan uji tahanan tegangan frekuensi jaringan pada peralatan. Uji ini dapat mengidentifikasi masalah sebelumnya dan mencegah eskalasi kecelakaan. Peralatan hanya dapat dioperasikan secara resmi setelah lulus pemeriksaan penerimaan. Selama operasi peralatan, stasiun distribusi dapat mempertimbangkan implementasi strategi inspeksi terdistribusi waktu-ruang untuk ruang stasiun distribusi untuk mengidentifikasi potensi bahaya operasi peralatan secepat mungkin.

5 Kesimpulan 

Makalah ini memperkenalkan kesalahan putus isolasi busbar unit ring 35kV, melakukan inspeksi kesalahan di tempat, analisis gelombang kesalahan, dan analisis penyebab kesalahan. Saklar tripped karena lapisan isolasi busbar putus, menyebabkan kesalahan tanah yang memicu trip perlindungan. Insiden ini menunjukkan bahwa kualitas pemasangan memiliki dampak signifikan pada operasi jangka panjang peralatan. 

Meskipun kualitas dan layanan produk listrik domestik terkait di China telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir, kecelakaan yang disebabkan oleh masalah konstruksi dan pemasangan, seperti pemanasan abnormal dan bahkan ledakan putus di terminal peralatan, masih terjadi dari waktu ke waktu. Dengan perkembangan terus-menerus industri listrik China, memperkuat pelatihan profesional untuk personel terkait sangat penting bagi perkembangan cepat industri listrik China.