Miért meghibásodnak az RMU-k? Kondenzáció és gázlekérlés elmagyarázva

1. Bevezetés

A gyűrű alakú főválasztók (RMU-k) olyan elsődleges elosztási eszközök, amelyek tartalmaznak terhelési kapcsolókat és átkapcsolóket, metál vagy nem metál szegélyben. Kompakt mérete, egyszerű szerkezete, kiváló izolációs teljesítménye, alacsony költsége, könnyű telepítése és teljesen zárt tervezése [1] miatt az RMU-k széles körben használatban vannak a köz- és alacsony feszültségű energiarendszerben Kínában hálózatában [2], különösen a 10 kV-os elosztási rendszerekben. A gazdasági növekedés és a növekvő villamosenergiaigény miatt a biztonság és megbízhatóság igényei a villamosenergiaellátás rendszerében folyamatosan növekednek [3]. Erre a fejlődésre az RMU gyártási technológia is reagált. Ugyanakkor a kondenzáció és a gázlekések továbbra is a leggyakrabban előforduló működési hibák.

2. A gyűrű alakú főválasztók szerkezete

Egy RMU-ben a kulcsfontosságú összetevők—terhelési kapcsolók, átkapcsolók, biztosíték, elválasztók, földelő kapcsolók, fő vezetékhuzalak és ág vezetékhuzalak—stainless acél gáztartályban helyezkednek el, amely adott nyomású SF₆-gázzal van töltve, hogy biztosítja a belső izolációs erőt. Az SF₆ gáztartály főbb elemei egy stainless acél burkolat, kábelelméleti bocskorok, oldalfogaskúpok, nézőablakok, nyomáscsökkentő eszközök (robbantó lemez), gázfeltöltő csapok, nyomásmérő porták és működési mechanizmus tengelyek. Ezek a komponensek teljesen zárt burkolatba vannak összeszerelve varrás és selyemüveges kitöltések révén.

Az RMU-k többféleképpen oszthatók be:

• Izoláló médium szerint: Vakuuum RMU-k (vakuuum megszakító használatával) és SF₆ RMU-k (szulfhexaszfluorid használatával).

• Terhelési kapcsoló típusa szerint: Gázcsoportos RMU-k (szilárd ívkioltó anyagok használatával) és szellőző típusú RMU-k (kitömített levegő használatával az ívkioltáshoz).

• Szerkezeti tervezés szerint: Közös tartályú RMU-k (az összes komponens egy kamrában) és egység típusú RMU-k (minden funkció külön kamrában) [4].

3. Gyakori hiba típusok az RMU-knál

A hosszú távú működés során az RMU-k különböző tényezők miatt különböző hibákat mutathatnak. A leggyakoribb hibák a kondenzáció (nedvesség betolakodása) és a gázlekések.

3.1 Kondenzáció az RMU-knál

Amikor kondenzáció történik egy RMU-ben, vízcsöppök formálódnak, és a gravitáció hatására a kábelekre esnek. Ez csökkenti a kábel izolációs teljesítményét, növeli a vezetőképességét, és részleges diszperziót okozhat. Ha ezt hosszabb időre hagyjuk figyelmen kívül, a hosszú távú működés ilyen körülmények között vezethet kábelrobbanásokhoz, vagy akár katasztrofális RMU-szakadásokhoz [5]. Ezenkívül, mivel a legtöbb RMU burkolat és szerkezet metálból készült, a nedvesség ruggatást okoz a működési mechanizmusokban és a szekrényelemekben, ami rövidíti az eszköz élettartamát.

3.2 Gázlekések az RMU-knál

A mezői és gyártói vizsgálatok azt mutatják, hogy az RMU gáztartályainak gázlekése széles körben elterjedt és komoly probléma. Amikor lekések történnek, a belső izolációs ereje csökken. Még a normál kapcsoló műveletek is átmeneti túlfeszültséget generálhatnak, ami meghaladja a gyenge dielektrikus erőt, ez vezet izoláció megszakadásához, fázis és fázis közötti rövidzáratot, és jelentős fenyegetést jelent a villamosenergiaellátás rendszer biztonságos működésére.

4. Az RMU-k gázlekései okai

A gázlekések főként a varrásos csatlakozások, dinamikus és statikus selyemüvegök lombnál fordulnak elő. A varrásos lekések gyakran a panel felülöltetési csatlakozásain, sarokban, és a külső fém elemek (pl. bocskorok, tengelyek) és a fő tartály közötti varrásnál jelennek meg. A gyártás során a teljes áthatás hiánya, mikro-részek vagy rossz minőségű varrás apró lekéspályákat hozhat létre. A dinamikus selyemüvegök, mint például a működési tengelyek körül, idővel súrolódhatnak, míg a statikus selyemüvegök (pl. flenszelyemüvegök) az öregedés, a helytelen nyomás, vagy a hőmérsékleti ciklusok miatt romlanhatnak, ami lassan gázveszteséget okoz.