Zašto padaju RMU-ovi? Objasnjene kondenzacija i curenje plinova

1. Uvod

Kružne glavne jedinice (RMU) su primarni opremi za distribuciju struje koje sadrže prekidnike opterećenja i prekidače unutar metalne ili nemetalne ovojnice. Zbog svoje kompaktnosti, jednostavne konstrukcije, odličnih izolacijskih performansi, niske cijene, lakoće instalacije i potpuno zatvorene dizajna [1], RMU-ovi su široko korišteni u srednjem i niskom napona električnim sustavima diljem mreže u Kini [2], posebno u 10 kV distribucijskim sustavima. S ekonomskim rastom i povećanjem potražnje za strujom, zahtjevi za sigurnošću i pouzdanosti sustava snabdijevanja strujom nastavljaju rasti [3]. Kao rezultat, tehnologija proizvodnje RMU-ova se razvila odgovarajuće. Međutim, problemi poput kondenzacije i curenja plina ostaju uobičajeni operativni propasti.

2. Struktura kružnih glavnih jedinica

RMU-ovi sadrže ključne komponente—prekidnike opterećenja, prekidače, prekidnike, disjunktore, zemljušne prekidače, glavne busbare i grane busbare—unutar nerđajuće čelikove spremnika ispune SF₆ plinom pod određenim tlakom kako bi se osigurala unutarnja izolacijska čvrstoća. Spremnik SF₆ plina glavno sastoji se od vanjske ljuske od nerđajućeg čelika, vodilaca kroz kabelske presednice, bočnih stoževa, prozora za promatranje, uređaja za smanjenje tlaka (razbijalica), ventilatorskih ventilaza, priključaka za manometre i valjkove za radni mehanizam. Ove komponente su asamblirane u potpuno zatvorenu ovojnicu putem zavarivanja i gumenih prstenova.

RMU-ove možemo klasificirati na nekoliko načina:

• Prema izolacijskom mediju: vakuumski RMU-ovi (koristeći vakuumne prekidnike) i SF₆ RMU-ovi (koristeći šestičani fluorid).

• Prema tipu prekidnika opterećenja: gas-generirajući RMU-ovi (koristeći čvrste materijale za ugasevanje lukova) i pufnerski RMU-ovi (koristeći stlačeni zrak za ugasevanje lukova).

• Prema strukturnom dizajnu: zajednički spremnik RMU-ovi (sve komponente u jednom prostoru) i jedinicni RMU-ovi (svaki funkcionalni dio u zasebnom odjelu) [4].

3. Uobičajeni tipovi propasta u RMU-ovima

Tijekom dugotrajne upotrebe, RMU-ovi neizbježno doživljavaju razne propaste zbog mnogo faktora. Najčešći uključuju kondenzaciju (uvodenje vlage) i curenje plina.

3.1 Kondenzacija u RMU-ovima

Kada dođe do kondenzacije unutar RMU-a, biljke vode se formiraju i padaju na kable pod djelovanjem gravitacije. To smanjuje izolacijsku performansu kablova, povećava vodljivost i može dovesti do parcijalnog ispuštanja. Ako se to ne spreči, dugotrajna upotreba u takvim uvjetima može dovesti do eksplozije kablova ili čak katastrofalnog propasta RMU-ova [5]. Također, budući da su većina ovojnica i struktura RMU-ova izrađene od metala, vlaga uzrokuje koroziju radnih mehanizama i komponenti ovojnica, skraćujući životnu vijek opreme.

3.2 Curenje plina u RMU-ovima

Istraživanja na terenu i proizvođača pokazuju da je curenje plina iz spremnika RMU-ova široko rasprostranjen i ozbiljan problem. Kada dođe do curenja, unutarnja izolacijska čvrstoća pada. Čak i normalne operacije prekidnja mogu generirati privremene previsoke napetosti koje prelaze slabačku dielektričnu čvrstoću, što dovodi do rušenja izolacije, fazi-kroz-fazi kratkih spojeva i predstavlja veliku prijetnju sigurnoj operaciji električnog sustava.

4. Razlozi curenja plina u RMU-ovima

Curenje plina uglavnom se događa na zavaranim spojevima, dinamičkim i statičkim sigurnosima. Curenje zavarivanja često se javlja na spojevima panela, kutovima i mjestima gdje su vanjske metalne komponente (npr. presednice, valjkove) zavarane na glavni spremnik. Nepotpuna penetracija, mikro-crpe ili loše kvalitetno zavarivanje tijekom proizvodnje mogu stvoriti male puteve curenja. Dinamičke sigurnosti, poput onih oko radnih valjkova, podložne su istjecanju s vremenom, dok statičke sigurnosti (npr. gume između flančića) mogu se degradirati zbog starjelosti, pogrešne kompresije ili ciklusa temperature, što dovodi do postepenog gubitka plina.