Защо RMU-тата се повреждат? Обяснение на кондензацията и утечката на газ

1. Въведение

Колелните распределителни блокове (RMUs) са основно оборудване за разпределение на електроенергия, което съдържа преходни ключове и автоматични прекъсвачи в метална или неметална обвивка. Благодарение на компактния размер, простата конструкция, отличните изолационни свойства, ниската цена, лесната инсталация и напълно герметичната конструкция [1], RMU-то е широко използвано в средноволтови и нисковолтови системи за доставка на електроенергия по мрежата в Китай [2], особено в 10 кВ системи за разпределение. С растящата икономика и увеличаващото се потребление на електроенергия, изискванията за безопасност и надеждност на системите за доставка на електроенергия продължават да се увеличават [3]. В резултат на това технологията за производство на RMU се развива съответно. Въпреки това, проблеми като кондензация и утечка на газ остават често срещани оперативни неуспехи.

2. Конструкция на колелните распределителни блокове

RMU-то съдържа ключови компоненти – преходни ключове, автоматични прекъсвачи, предпазни предохранители, разединители, заземяващи ключове, главни шини и браншови шини – в неръждаема стоманена газова резервоар, пълна с SF₆ газ под определено налягане, за да се осигури вътрешна изолационна сила. Газовата резервоар най-вече се състои от неръждаема стоманена обвивка, кабелни влезни тръби, странични конуси, прозорци за наблюдение, устройства за спиране на налягането (разпукващи се дискове), вентили за зареждане с газ, портове за манометри и валове на управителните механизми. Тези компоненти са събрани в напълно герметична обвивка чрез сваряване и герметизиращи пръстени.

RMU-то може да бъде класифицирано по няколко начина:

• По изолационната среда: Вакуумни RMU (с използване на вакуумни прекъсвачи) и SF₆ RMU (с използване на шестфлуориден сулфур).

• По типа преходен ключ: RMU с генериране на газ (с използване на твърди материали за угасяване на дъга) и RMU с повечето тип (с използване на компресиран въздух за угасяване на дъга).

• По конструктивното проектиране: Общи резервоарни RMU (всички компоненти в един резервоар) и модулни RMU (всяка функция в отделен отсек) [4].

3. Чести видове дефекти в RMU-то

През дългосрочната работа, RMU-то неизбежно изпитва различни дефекти поради много фактори. Най-честите включват кондензация (влизане на влага) и утечка на газ.

3.1 Кондензация в RMU-то

Когато се появи кондензация във вътрешността на RMU-то, водни капки се формират и падат върху кабелите под влияние на гравитацията. Това намалява изолационните свойства на кабелите, увеличава проводимостта и може да доведе до частични разряди. Ако не се контролира, дългосрочната работа при такива условия може да доведе до експлозия на кабелите или дори до катастрофална грешка в RMU-то [5]. Освен това, тъй като повечето обвивки и конструкции на RMU-то са направени от метал, влагата причинява корозия на оперативните механизми и компонентите на кабинета, съкращавайки срокът на ползване на оборудването.

3.2 Утечка на газ в RMU-то

Изследванията на полето и производителя показват, че утечката на газ от газовите резервоари на RMU-то е широко разпространен и сериозен проблем. След като се появи утечка, вътрешната изолационна сила намалява. Даже нормалните операции за комутиране могат да генерират преходни надвoltage, които надхвърлят ослабената диелектрична сила, водейки до пробой на изолацията, междуфазни кратки съединения и представлявайки сериозна заплаха за безопасната работа на системата за доставка на електроенергия.

4. Причини за утечка на газ в RMU-то

Утечката на газ най-често се появява в сварените съединения, динамичните печати и статичните печати. Утечките при сваряване обикновено се появяват във възли на перфекти, ъгли и там, където външни метални компоненти (например тръби, валове) са сварени към главния резервоар. Непълно проникване, микрокръпки или слабо качество на сваряване при производството могат да създадат малки пътища за утечка. Динамичните печати, като тези около оперативните валове, са склонни към износ с времето, докато статичните печати (например пръстените между фланците) могат да се деградират поради стареене, неправилно компресиране или циклични температурни изменения, водейки до постепенно губене на газ.