Mengapa RMU Gagal? Penjelasan tentang Kondensasi & Kebocoran Gas

1. Pengenalan

Unit utama cincin (RMUs) adalah peralatan distribusi tenaga utama yang menampung sakelar beban dan pemutus litar dalam enklosur logam atau non-logam. Berkat saiznya yang kecil, struktur yang mudah, prestasi pengasingan yang baik, kos rendah, pemasangan yang mudah, dan reka bentuk yang sepenuhnya tertutup [1], RMUs digunakan secara meluas dalam sistem tenaga sederhana dan rendah di seluruh rangkaian grid China [2], terutamanya dalam sistem distribusi 10 kV. Dengan pertumbuhan ekonomi dan permintaan elektrik yang semakin meningkat, tuntutan untuk keselamatan dan kebolehpercayaan dalam sistem bekalan tenaga terus meningkat [3]. Akibatnya, teknologi pembuatan RMU telah berkembang dengan seiring. Walau bagaimanapun, isu-isu seperti pengumpulan embun dan kebocoran gas masih merupakan kegagalan operasi yang biasa.

2. Struktur Unit Utama Cincin

RMU menampung komponen-komponen penting—sakelar beban, pemutus litar, sekering, disjungtor, sakelar penjejak, busbar utama, dan busbar cabang—dalam tangki gas tahan karat yang diisi dengan gas SF₆ pada tekanan tertentu untuk memastikan kekuatan pengasingan dalaman. Tangki gas SF₆ terdiri dari cangkerang tahan karat, bushings penghantaran kabel, kon sisi, jendela pandang, peranti pelepasan tekanan (disk letusan), klep pengisian gas, port meter tekanan, dan poros mekanisme operasi. Komponen-komponen ini dirakit menjadi enklosur yang sepenuhnya tertutup melalui penyambungan dan gasket segel.

RMU boleh diklasifikasikan dengan beberapa cara:

• Berdasarkan medium pengasingan: RMU vakum (menggunakan pemutus vakum) dan RMU SF₆ (menggunakan sulfur heksafluorida).

• Berdasarkan jenis sakelar beban: RMU gas-generating (menggunakan bahan pemadam lengkung api padat) dan RMU puffer-type (menggunakan udara bertekanan untuk pemadam lengkung api).

• Berdasarkan reka bentuk struktur: RMU common-tank (semua komponen dalam satu ruang) dan RMU unit-type (setiap fungsi dalam ruang yang berbeza) [4].

3. Jenis Kerosakan Biasa dalam RMU

Semasa operasi jangka panjang, RMU tidak dapat mengelakkan pelbagai kerosakan akibat faktor-faktor yang banyak. Yang paling biasa termasuk pengumpulan embun (penyerapan air) dan kebocoran gas.

3.1 Pengumpulan Embun dalam RMU

Apabila pengumpulan embun berlaku di dalam RMU, tetesan air akan terbentuk dan jatuh ke atas kabel akibat graviti. Ini mengurangkan prestasi pengasingan kabel, meningkatkan kekonduksian, dan mungkin menyebabkan pengeluaran separa. Jika dibiarkan, operasi berpanjangan dalam keadaan sedemikian boleh menyebabkan ledakan kabel—atau bahkan kegagalan RMU yang bencana [5]. Selain itu, kerana kebanyakan enklosur dan struktur RMU dibuat daripada logam, kelembapan menyebabkan keropos pada mekanisme operasi dan komponen kabinet, mengurangkan hayat perkhidmatan peralatan tersebut.

3.2 Kebocoran Gas dalam RMU

Kajian lapangan dan pengilang menunjukkan bahawa kebocoran gas dari tangki gas RMU adalah isu yang meluas dan serius. Setelah kebocoran berlaku, kekuatan pengasingan dalaman menurun. Walaupun operasi pemutusan normal boleh menghasilkan tegangan sementara yang melebihi kekuatan dielektrik yang lemah, menyebabkan penghancuran pengasingan, hubungan pendek antara fasa, dan membawa ancaman besar kepada operasi selamat sistem tenaga.

4. Penyebab Kebocoran Gas dalam RMU

Kebocoran gas kebanyakannya berlaku pada sambungan las, segel dinamik, dan segel statik. Kebocoran las biasanya muncul pada sambungan panel tindihan, sudut, dan di mana komponen logam luar (contohnya, bushings, poros) dilas ke tangki utama. Penetrasi yang tidak lengkap, retak mikro, atau kualiti las yang buruk semasa pembuatan boleh mencipta laluan kebocoran kecil. Segel dinamik—seperti di sekitar poros operasi—cenderung aus sepanjang masa, manakala segel statik (contohnya, gasket antara flens) mungkin merosot akibat penuaan, kompresi yang tidak tepat, atau siklus suhu, menyebabkan hilang gas secara perlahan.