چرا RMUs شکست می‌خورند؟ توضیح درباره کاندنساسیون و نشت گاز

1. مقدمه

واحدهای حلقه اصلی (RMUs) تجهیزات توزیع برق اصلی هستند که دماسنج‌ها و قطعکن‌ها را در داخل یک پوشش فلزی یا غیرفلزی جای داده‌اند. به دلیل اندازه کوچک، ساختار ساده، عملکرد عایق‌بندی بسیار خوب، هزینه کم، نصب آسان و طراحی کاملاً مهر و موم شده [1]، RMUs در سراسر شبکه برق چین به طور گسترده استفاده می‌شوند [2]، به ویژه در سیستم‌های توزیع 10 kV. با رشد اقتصادی و افزایش تقاضای برق، نیازهای امنیت و قابلیت اطمینان در سیستم‌های تأمین برق ادامه دارد [3]. به عنوان نتیجه، فناوری تولید RMU نیز به طور متناسب پیشرفت کرده است. با این حال، مشکلاتی مانند کندی و رسوخ گاز همچنان از شکست‌های عملیاتی رایج هستند.

2. ساختار واحدهای حلقه اصلی

یک RMU قطعات کلیدی - دماسنج‌ها، قطعکن‌ها، گرمکن‌ها، جداکن‌ها، سوئیچ‌های زمینی، بارهای اصلی و شاخه‌های بار - را در داخل یک رزروار استنلس استیل پر از گاز SF₆ با فشار خاص برای تضمین قدرت عایق‌بندی داخلی جای داده است. رزروار SF₆ عموماً شامل پوسته استنلس استیل، بوشینگ‌های انتقال کابل، مخروط‌های جانبی، پنجره‌های نمایش، دستگاه‌های رفع فشار (دیسک‌های منفجر)، شیرهای شارژ گاز، پورت‌های گیج فشار و محورهای مکانیسم عملیاتی است. این قطعات از طریق لحام و لایه‌های مهر و موم به یک پوشش کاملاً مهر و موم شده تبدیل می‌شوند.

RMUs می‌توانند به چندین روش طبقه‌بندی شوند:

• بر اساس مedium عایق‌بندی: RMUs خلاء (با استفاده از قطعکن‌های خلاء) و RMUs SF₆ (با استفاده از گاز هگزافلورید سولفور).

• بر اساس نوع دماسنج: RMUs تولید گاز (با استفاده از مواد خاموش‌کننده قوس صلب) و RMUs نوع پافر (با استفاده از هوا فشرده برای خاموش کردن قوس).

• بر اساس طراحی ساختاری: RMUs رزروار مشترک (همه قطعات در یک کمره) و RMUs نوع واحد (هر عملکرد در یک کمد جداگانه) [4].

3. انواع خطاهای رایج در RMUs

در طول عملیات بلندمدت، RMUs به دلیل عوامل مختلف از جمله خطاهای مختلف را تجربه می‌کنند. موارد رایج شامل کندی (ورود رطوبت) و رسوخ گاز هستند.

3.1 کندی در RMUs

وقتی کندی در داخل یک RMU رخ می‌دهد، قطرات آب تشکیل می‌شوند و تحت نیروی جاذبه روی کابل‌ها می‌افتند. این کار باعث کاهش عملکرد عایق‌بندی کابل، افزایش رسانایی و ممکن است منجر به تخلیه جزئی شود. اگر بدون نظارت باقی بماند، عملیات طولانی مدت در چنین شرایطی می‌تواند منجر به انفجار کابل یا حتی شکست کاتاستروفیک RMU شود [5]. علاوه بر این، چون بیشتر پوشش‌ها و ساختارهای RMU از فلز ساخته شده‌اند، رطوبت باعث زنگ‌زدن مکانیزم‌های عملیاتی و قطعات کمد می‌شود و عمر مفید تجهیزات را کوتاه می‌کند.

3.2 رسوخ گاز در RMUs

تحقیقات میدانی و سازنده‌ها نشان می‌دهد که رسوخ گاز از رزروارهای RMU یک مسئله گسترده و جدی است. هنگامی که رسوخ رخ می‌دهد، قدرت عایق‌بندی داخلی کاهش می‌یابد. حتی عملیات تغییر معمولی می‌تواند ولتاژهای فراگذری تولید کند که فراتر از قدرت دی الکتریکی ضعیف شده قرار می‌گیرند، منجر به شکست عایق‌بندی، کوتاه‌شدن فاز به فاز و تهدید بزرگی به عملیات ایمن سیستم برق می‌شود.

4. دلایل رسوخ گاز در RMUs

رسوخ گاز عموماً در نقاط لحیم، مهر و موم‌های دینامیکی و استاتیکی رخ می‌دهد. لحیم‌هایی که در محل‌های اشتراک صفحات، گوشه‌ها و جایی که قطعات فلزی خارجی (مانند بوشینگ‌ها، محورها) به رزروار اصلی لحیم می‌شوند، ظاهر می‌شوند. نفوذ ناقص، ترک‌های میکروسکوپی یا کیفیت لحیم نامناسب در مرحله تولید می‌تواند مسیرهای کوچک رسوخ ایجاد کند. مهر و موم‌های دینامیکی - مانند آنهایی که حول محورهای عملیاتی قرار دارند - با گذشت زمان آسیب می‌بینند، در حالی که مهر و موم‌های استاتیک (مانند لایه‌های مهر و موم بین فلانژها) ممکن است به دلیل پیری، فشار نامناسب یا چرخه‌های دما، تخریب شوند و منجر به از دست دادن تدریجی گاز شوند.