Kial RMU-oj malsukcesas? Kondenso kaj Gaselfluo Explikite

1. Enkonduko

Ringaj ĉefunuo (RMU) estas primaraj elektra distribuaj aparatoj kiuj enhavas ŝarĝŝaltilojn kaj cirkvitskecanŝaltilojn en metalan aŭ ne-metalan kaŭxon. Pro ilia kompakta grandeco, simpla strukturo, ekskluziva izoladoperfekto, malalta kostprezo, facila montado, kaj tute fermita dizajno [1], RMU estas vaste uzataj en mez- kaj malalt-voltaj elektraj sistemoj tra la Ĉina reto [2], speciale en 10 kV distribuaj sistemoj. Kun ekonomia kresko kaj pligrandiganta elektra postulo, postuloj pri sekureco kaj fidindeco de elektra provizosistemoj daŭre altiĝas [3]. Kiel rezulto, la teknologio de RMU-fabrikado progresis konsekvence. Tamen, problemoj kiel kondensado kaj gasperfido restas ofte okazantaj operaciumaj malsukcesoj.

2. Strukturo de Ringaj Ĉefunuo

RMU inkluzivas klavajn komponantojn—ŝarĝŝaltilojn, cirkvitskecanŝaltilojn, fuzilojn, disĵunktiĝilojn, terŝaltilojn, ĉefbusbarojn, kaj branĉbusbarojn—en akero-farita gasa tanko plena de SF₆ gaso je specifa premo por certigi internan izoladforton. La SF₆ gasa tanko plejparte konsistas el akera ŝelo, kabla alveniga buŝilo, flankkonuso, vidfenestro, premodisponecaj aparatoj (eksplozdiskoj), gasplenumvalvoj, manometroportoj, kaj funkciigaj mekanismoŝafloj. Tiuj komponantoj estas asamblegita en tute fermita kaŭxo per soldado kaj fermitaj gasketoj.

RMU povas esti klasifikitaj en pluraj manieroj:

• Laŭ izolada medio: Vakuaj RMU (uzante vakuajn interrompilojn) kaj SF₆ RMU (uzante sulfurheksafluoridon).

• Laŭ tipo de ŝarĝŝaltilo: Gazproduktaj RMU (uzante solidan arkofinigan materialon) kaj pufo-tipo RMU (uzante kompresitan aeron por arkofino).

• Laŭ struktura dizajno: Komuna tanke RMU (ĉiuj komponantoj en unu ĉambro) kaj unita tipo RMU (ĉiu funkcio en aparta kompartmento) [4].

3. Komunaj Defektotipoj en RMU

Dum longdaŭra operacio, RMU neeviteble spertas diversajn defektojn pro multaj faktoroj. La plej komunaj inkluzivas kondensadon (humidaperdon) kaj gazperfidon.

3.1 Kondensado en RMU

Kiam kondensado okazas en RMU, akvaglobetoj formiĝas kaj falas sur kablos pro gravito. Tio reduktas la izoladoperfonon de la kablo, pligrandigas kondukadon, kaj povas konduki al parta disŝargo. Se neniu atentas, longtempa operacio sub tiaj kondiĉoj povas rezulti en kablexplozoj—aux eĉ katastrofa RMU-malsukceso [5]. Aldone, ĉar plejparte RMU-kaŭzoj kaj strukturoj estas faritaj el metalo, humido kaŭzas roston de funkciigaj mekanismoj kaj kaŭzkomponantoj, mallongigante la servoperiodon de la aparato.

3.2 Gazperfido en RMU

Kampara kaj fabrika esploro montras, ke gazperfido de RMU-gastankoj estas vaste vasta kaj serioza problemo. Kiam perfido okazas, la interna izoladforto malpliiĝas. Eĉ normalaj ŝaltoperacioj povas generi transientajn supervoltajojn, kiuj superas la malfortigitan dielektran forton, kondukante al izoladrompo, faz-al-fazaj kortcirkvitoj, kaj prezenti grandan danĝeron al la sekura operacio de la energisistemo.

4. Kauzoj de Gazperfido en RMU

Gazperfido plejparte okazas je soldaj kunmetiĝoj, dinamikaj sigeliloj, kaj statikaj sigeliloj. Soldaj perfidoj kutime aperas je panelaj supermetiĝaj kunmetiĝoj, anguloj, kaj kie eksteraj metalaj komponantoj (ekz., buŝiloj, ŝafloj) estas solditaj al la ĉeftanko. Neplena penetrado, mikrokriboj, aŭ malbona soldkvalito dum produkcio povas krei malgrandajn perfidvojojn. Dinamikaj sigeliloj—kiel tiuj ĉirkaŭ funkciigaj ŝafloj—estas malkovrataj al usurado dum tempo, dum statikaj sigeliloj (ekz., gasketoj inter flanĝoj) povas malboniĝi pro vetustigo, malĝusta kompresado, aŭ temperaturaj cikloj, kondukante al postepa gazperdo.