ทำไม RMUs ถึงล้มเหลว การควบแน่นและการรั่วไหลของก๊าซอธิบาย

1. บทนำ

ตู้วงจรป้อนหลัก (RMUs) เป็นอุปกรณ์กระจายพลังงานไฟฟ้าที่มีสวิตช์โหลดและเบรกเกอร์ภายในตู้โลหะหรือวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เนื่องจากขนาดกะทัดรัด โครงสร้างง่าย สมรรถนะฉนวนดี ราคาถูก ติดตั้งง่าย และออกแบบให้ปิดสนิท [1] RMUs จึงได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในระบบไฟฟ้าแรงดันกลางและต่ำของเครือข่ายไฟฟ้าในประเทศจีน [2] โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบกระจายไฟฟ้า 10 kV กับการเติบโตทางเศรษฐกิจและการเพิ่มขึ้นของความต้องการใช้ไฟฟ้า ความต้องการในด้านความปลอดภัยและความเชื่อถือได้ของระบบจ่ายไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย [3] ดังนั้นเทคโนโลยีการผลิต RMU จึงพัฒนาตามไปด้วย อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่พบบ่อยในการทำงาน เช่น การควบแน่นของไอน้ำและการรั่วไหลของแก๊ส ยังคงเป็นปัญหาที่พบบ่อย

2. โครงสร้างของตู้วงจรป้อนหลัก (RMUs)

RMU ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก เช่น สวิตช์โหลด เบรกเกอร์ ฟิวส์ ดิสคอนเนคเตอร์ สวิตช์ต่อลงดิน สายแม่หลัก และสายย่อย ซึ่งบรรจุอยู่ภายในถังเหล็กกล้าที่เติมด้วยแก๊ส SF₆ ภายใต้ความดันที่กำหนด เพื่อรักษาความแข็งแรงของฉนวนภายใน ถังแก๊ส SF₆ ประกอบด้วยฝาครอบเหล็กกล้า ปลอกผ่านสายเคเบิล โคนด้านข้าง หน้าต่างมองเห็น วาล์วระบายแรงดัน (แผ่นระเบิด) วาล์วเติมแก๊ส พอร์ตแสดงความดัน และเพลาของกลไกการทำงาน ส่วนประกอบเหล่านี้ถูกประกอบเข้าด้วยกันเป็นตู้ที่ปิดสนิทผ่านการเชื่อมและยางรอง

RMUs สามารถแบ่งประเภทได้หลายวิธี:

• โดยสารฉนวน: RMUs แบบสุญญากาศ (ใช้ตัวตัดวงจรสุญญากาศ) และ RMUs แบบ SF₆ (ใช้ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์)

• โดยประเภทสวิตช์โหลด: RMUs แบบสร้างแก๊ส (ใช้วัสดุดับอาร์คแบบของแข็ง) และ RMUs แบบปั๊ม (ใช้อากาศอัดสำหรับดับอาร์ค)

• โดยการออกแบบโครงสร้าง: RMUs แบบถังเดียว (ทุกส่วนอยู่ในห้องเดียวกัน) และ RMUs แบบแยกส่วน (แต่ละฟังก์ชันอยู่ในห้องแยกต่างหาก) [4]

3. ประเภทความเสียหายที่พบบ่อยใน RMUs

ในระหว่างการดำเนินงานระยะยาว RMUs อาจประสบกับความเสียหายต่าง ๆ จากหลายปัจจัย ความเสียหายที่พบบ่อยที่สุดคือการควบแน่น (การแทรกซึมของความชื้น) และการรั่วไหลของแก๊ส

3.1 การควบแน่นใน RMUs

เมื่อมีการควบแน่นภายใน RMU หยดน้ำจะเกิดขึ้นและตกบนสายเคเบิลตามแรงโน้มถ่วง ทำให้สมรรถนะฉนวนของสายเคเบิลลดลง ความนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และอาจนำไปสู่การปล่อยประจุบางส่วน หากปล่อยไว้โดยไม่ได้รับการแก้ไข การดำเนินงานอย่างต่อเนื่องภายใต้สภาพดังกล่าวอาจทำให้สายเคเบิลระเบิด หรือทำให้ RMU เสียหายอย่างร้ายแรง [5] นอกจากนี้เนื่องจากตู้และโครงสร้างส่วนใหญ่ของ RMU ทำมาจากโลหะ ความชื้นจะทำให้กลไกการทำงานและส่วนประกอบของตู้เกิดสนิม ทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลง

3.2 การรั่วไหลของแก๊สใน RMUs

จากการตรวจสอบในภาคสนามและจากผู้ผลิตพบว่าการรั่วไหลของแก๊สจากถังแก๊สของ RMU เป็นปัญหาที่แพร่หลายและร้ายแรง เมื่อมีการรั่วไหล ความแข็งแรงของฉนวนภายในจะลดลง การทำงานสวิตช์ปกติก็สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะที่สูงเกินกว่าความแข็งแรงของฉนวนที่อ่อนแอ ทำให้เกิดการแตกของฉนวน การลัดวงจรระหว่างเฟส และเป็นภัยคุกคามต่อการดำเนินงานอย่างปลอดภัยของระบบไฟฟ้า

4. สาเหตุของการรั่วไหลของแก๊สใน RMUs

การรั่วไหลของแก๊สเกิดขึ้นที่รอยเชื่อม ซีลเคลื่อนไหว และซีลคงที่ รอยรั่วจากการเชื่อมมักปรากฏที่รอยต่อของแผง ขอบ และที่ส่วนประกอบโลหะภายนอก (เช่น ปลอกผ่านสายเคเบิล แกน) ที่เชื่อมต่อกับถังหลัก การเจาะทะลุไม่สมบูรณ์ รอยแตกขนาดเล็ก หรือคุณภาพการเชื่อมที่ไม่ดีในการผลิตสามารถสร้างทางรั่วไหลขนาดเล็ก ซีลเคลื่อนไหว เช่น รอบแกนการทำงาน มักจะเสื่อมสภาพตามเวลา ในขณะที่ซีลคงที่ (เช่น 墊圈在法兰之间) 可能会因老化、压缩不当或温度循环而退化，导致气体逐渐流失。 注意：最后一句翻译中出现了中文，请允许我纠正这一点并重新提供完整的泰语翻译：

การรั่วไหลของแก๊สเกิดขึ้นที่รอยเชื่อม ซีลเคลื่อนไหว และซีลคงที่ รอยรั่วจากการเชื่อมมักปรากฏที่รอยต่อของแผง ขอบ และที่ส่วนประกอบโลหะภายนอก (เช่น ปลอกผ่านสายเคเบิล แกน) ที่เชื่อมต่อกับถังหลัก การเจาะทะลุไม่สมบูรณ์ รอยแตกขนาดเล็ก หรือคุณภาพการเชื่อมที่ไม่ดีในการผลิตสามารถสร้างทางรั่วไหลขนาดเล็ก ซีลเคลื่อนไหว เช่น รอบแกนการทำงาน มักจะเสื่อมสภาพตามเวลา ในขณะที่ซีลคงที่ (เช่น ซีลระหว่างแฟลน) อาจเสื่อมสภาพเนื่องจากความเสื่อมสภาพ การอัดไม่เหมาะสม หรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทำให้เกิดการรั่วไหลของแก๊สอย่างค่อยเป็นค่อยไป