Neden RMU'lar Başarısız Olur? Nemi ve Gaz Sızıntısının Açıklanması

1. Giriş

Halka ana birimleri (RMU'lar), yük anahtarlari ve devre kesicileri metal veya metal olmayan bir kaplamada barındiran birincil güç dağıtım ekipmanıdır. Kompakt boyutları, basit yapısı, mükemmel yalıtım performansı, düşük maliyeti, kolay kurulumu ve tamamen kapatılmış tasarımı nedeniyle [1], RMU'lar özellikle Çin'in elektrik şebekesindeki orta ve düşük gerilimli güç sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır [2], özellikle 10 kV dağıtım sistemlerinde. Ekonomik büyüme ve artan elektrik talebi ile birlikte, güç tedarik sistemleri için güvenlik ve güvenilirlik gereksinimleri sürekli artmaktadır [3]. Bu nedenle, RMU üretimi teknolojisi de ilerlemiştir. Ancak, buharlaşma ve gaz sızıntısı gibi sorunlar hala yaygın operasyonel arızalar olarak mevcuttur.

2. Halka Ana Birimlerinin Yapısı

Bir RMU, yük anahtarları, devre kesicileri, sigorta elemenleri, ayracalar, toprak anahtarlari, ana hatların ve dal hatlarının belirli bir basınçta iç yalıtım gücünü sağlamak üzere doldurulmuş SF₆ gazıyla dolu paslanmaz çelik gaz tankı içinde ana bileşenleri kapsar. SF₆ gaz tankı, paslanmaz çelik kabuğu, kablo besleme sürgülü, yan koniler, gözleme pencereleri, basınç rahatlatma cihazları (patlama diskleri), gaz dolum valfleri, basınç göstergesi bağlantı noktaları ve işletim mekanizması milletlerinden oluşur. Bu bileşenler, kaynak ve sıkıştırma manşonları yoluyla tamamen kapatılmış bir kaplamaya monte edilir.

RMU'lar birkaç şekilde sınıflandırılabilir:

• Yalıtım ortamına göre: Vakum RMU'ları (vakum kesici kullanarak) ve SF₆ RMU'ları (sülfür heksaflorür kullanarak).

• Yük anahtarı tipine göre: Gaz üreten RMU'lar (katı yayıcı malzemeler kullanarak) ve sürtünme tipi RMU'lar (kompreslenmiş hava kullanarak yayıcı).

• Yapısal tasarıma göre: Ortak tank RMU'lar (tüm bileşenler tek bir bölmede) ve birim tipi RMU'lar (her işlev ayrı bir bölmede) [4].

3. RMU'lar'da Yaygın Arıza Türleri

Uzun süreli işletim sırasında, RMU'lar birden fazla faktör nedeniyle çeşitli arızalar yaşayabilmektedir. En yaygın olanları buharlaşma (nem girişi) ve gaz sızıntısıdır.

3.1 RMU'lar'da Buharlaşma

Buharlaşma bir RMU'nun içinde gerçekleştiğinde, su damlaları yerçekimi altında kablolar üzerine düşer. Bu, kablo yalıtım performansını azaltır, iletkenliği artırır ve kısmi salınıma yol açabilir. Eğer kontrol altında bırakılırsa, bu koşullar altında uzun süreli işletim, kablo patlamasına veya hatta felaket niteliğinde bir RMU başarısızlığına yol açabilir [5]. Ayrıca, çoğu RMU kaplaması ve yapıları metalden yapıldığından, nem, işletim mekanizmalarını ve kabinet bileşenlerini paslanmaya uğratır, bu da ekipmanın hizmet ömrünü kısaltır.

3.2 RMU'lar'da Gaz Sızıntısı

Saha ve üretici araştırmaları, RMU gaz tanklarından gaz sızıntısının yaygın ve ciddi bir sorun olduğunu göstermektedir. Sızıntı gerçekleştiğinde, iç yalıtım gücü düşer. Normal anahtar işlemleri bile zayıf dielektrik gücünü aşabilecek geçici aşırı gerilimler oluşturabilir, bu da yalıtım kırılmasına, faz arası kısa devrelere ve güç sisteminin güvenli işlemesine büyük bir tehdit oluşturur.

4. RMU'lar'da Gaz Sızıntısı Nedenleri

Gaz sızıntısı genellikle kaynak noktalarında, dinamik mühürlerde ve statik mühürlerde meydana gelir. Kaynak sızıntıları genellikle panel çakışma noktalarında, köşelerde ve dış metal bileşenlerin (örneğin, sürgüler, milletler) ana tanka kaynaklandığı yerlerde ortaya çıkar. Üretim sırasında eksik penetrasyon, mikro çatlaklar veya kötü kalitedeki kaynak, küçük sızıntı yolları oluşturabilir. Zamanla aşınmaya müsait dinamik mühürler (örneğin, işletme milletlerinin etrafındaki mühürler) ve statik mühürler (örneğin, flanşlar arasındaki manşonlar) yaşlanma, yanlış sıkıştırma veya sıcaklık döngüsü nedeniyle bozulabilir, bu da yavaş yavaş gaz kaybına yol açar.