למה RMUs נכשלים? הסבר על קונדנסציה ודליפה של גז

1. מבוא

יחידות טבעת (RMUs) הן ציוד התפוצה חשמלית ראשי המכיל מתגים של מטען ומשבטים בתוך כיסוי מתכתי או לא-מתכתי. בשל גודלן הקומפקטי, מבנה פשוט, ביצועים מצוינים של מבודד, עלות נמוכה, התקנה קלה ועיצוב מושלם ומוגן [1], RMUs בשימוש נרחב במערכות חשמל בינוניות ונמוכות במשתקף הרשת של סין [2], במיוחד במערכות הפצה של 10 kV. עם צמיחה כלכלית ודרישה מגברת לחשמל, הדרישות לבטיחות ואמינות במערכות אספקת החשמל ממשיכות לעלות [3]. כתוצאה מכך, טכנולוגיית ייצור RMU התפתחה בהתאם. עם זאת, בעיות כגון תזהמים וגזים נותרו כשלים תפעוליים נפוצים.

2. מבנה יחידות טבעת

RMU מכילה רכיבים מרכזיים - מתגים של מטען, משבטים, פוזרים, מתגים ניתוק, מתגים קרקעיים, משטחי אב טיפוס עיקריים ומשטחי אב טיפוס ענפיים - בתוך מכל אטום מלא בגז SF₆ בלחץ מסוים כדי להבטיח את חוזק המבודד הפנימי. המכל של גז ה-SF₆ מורכב בעיקר מהקליפה המתכתית, מנקזים לכבלי הזינוק, קונוסים צדדיים, חלונות תצוגה, מכשירי שחרור לחץ (דיסקים מתפוצצים), מסמכים להזרקת גז, פתחי מד לחץ וגלילים של מנגנון פעולה. רכיבים אלו מובנים למכל אטום לחלוטין באמצעות ריתוך ומרטיטים חסמים.

RMUs ניתן לסווג במספר דרכים:

• לפי חומר המבודד: RMUs בנפח (באמצעות מתגים בנפח) ו-RMUs של SF₆ (באמצעות פלואוריד שיש-פלואורי).

• לפי סוג המתג של המטען: RMUs יוצרות גז (באמצעות חומרים מוצקים לדיכוי קשת) ו-RMUs דוחפות (באמצעות אוויר מכווץ לדיכוי קשת).

• לפי עיצוב המבנה: RMUs בכמה טנקים (כל רכיבים באחד החדרים) ו-RMUs בסוגי יחידות (כל פונקציה בחדר נפרד) [4].

3. סוגי תקלות נפוצות ב-RMUs

במהלך פעילות ממושכת, RMUs מתמודדות עם מגוון תקלות עקב גורמים שונים. הנפוצים ביותר כוללים תזהמים (חדירת לחות) והשחתת גזים.

3.1 תזהמים ב-RMUs

כאשר תזהמים מתרחשים בתוך RMU, טיפות מים מתגבשות ונותרות על הכבלים בגלל כוח המשיכה. זה מפחית את ביצועי המבודד של הכבלים, מגביר מוליכות, ועשוי לגרום לפיזור חלקי. אם לא ייעשה דבר, פעילות ממושכת בתנאים כאלה יכולה להוביל לפיצוץ של כבלים - ואפילו לכישלון קטסטרופלי של RMU [5]. בנוסף, מאחר שרבות מהכיסאות והמבנים של RMU עשויים ממתכת, לחות גורמת לשימום של מנגנונים ורכיבי המאגר, מקצרת את תקופת השירות של הציוד.

3.2 השחתת גזים ב-RMUs

חקירות בשטח ובמפעל מראות שהשחתת גזים מהמכלים של RMU היא בעיה נפוצה ומגבת. אחת שהשחתה מתרחשת, חוזק המבודד הפנימי יורד. אפילו פעולות החלפה רגילות יכולות ליצור מתחים זמניים העולים על חוזק הדיאלקטרי המוחלש, מה剃须刀误触发了，以下是继续翻译的内容：

甚至正常的切换操作也可能产生超过削弱的介电强度的瞬态过电压，导致绝缘击穿、相间短路，并对电力系统的安全运行构成重大威胁。

4. RMU中的气体泄漏原因

气体泄漏主要发生在焊接接头、动密封和静密封处。焊接泄漏通常出现在面板重叠接缝、角落以及外部金属部件（例如套管、轴）与主罐体焊接的地方。制造过程中未完全穿透、微裂纹或焊缝质量差可能会形成微小的泄漏路径。动密封件（如操作轴周围的密封件）会随着时间磨损，而静密封件（如法兰之间的垫圈）可能由于老化、压缩不当或温度循环而退化，导致气体逐渐流失。

4. סיבות להשחתת גזים ב-RMUs

השחתת גזים מתרחשת בעיקר בנקודות ריתוך, סילוני תנועה ודינמיים. נקודות ריתוך מופיעות בדרך כלל בנקודות חיבור של לוחות, פינות ומקום בו מרכיבים חיצוניים מתכות (כמו מנקזים, צירים) מרוטחים לתוך המכל הראשי. במהלך הייצור, חדירה חלקית, פיצוצים קטנים או איכות ריתוך לקויה יכולים ליצור נתיבי השחתה קטנים. סילוני תנועה, כמו אלה סביב צירים של פעולה, נוטים להתבקר לאורך זמן, בעוד שסילוני סטטיים (כמו פלדה בין פלנקות) עשויים להתנוון עקב הזדקנות, לחיצה לא נכונה או מחזוריות טמפרטורה, מה שגורם להשחתת גזים בהדרגה.