وحدات الحلقة الرئيسية SF6 بـ 10 كيلوفولت: الهيكل، أعطال وجودة انتهاء الكابل

1. مقدمة إلى وحدات الحلقة الرئيسية SF6 بـ 10 كيلوفولت (RMUs)

عادة ما تتكون وحدة الحلقة الرئيسية SF6 بـ 10 كيلوفولت من ثلاثة أجزاء رئيسية: حجرة الغاز (الخزان)، حجرة آلية التشغيل، وحجرة اتصال الكابل.

• حجرة الغاز هي المكون الرئيسي لوحدة RMU. وهي مليئة بالغاز SF6 وتضم عناصر أساسية مثل مفتاح الحمل، القضبان الأمامية، ومفصل التحويل. يتميز مفتاح الحمل بتصميم ثلاثي الأوضاع - يتضمن إغلاقًا، فتحًا، وتوصيل الأرض - ويتم بناؤه بشكل أساسي باستخدام مفتاح شفرة وغرفة إطفاء القوس، مستخدمًا غاز SF6 لتحقيق عزل ممتاز وأداء جيد في إطفاء القوس.

• داخل حجرة آلية التشغيل، يتم ربط آلية التشغيل بمفتاح الحمل ومفتاح الأرض عبر مفصل التحويل. يقوم المشغلون بإدخال قضيب التشغيل اليدوي في الفتحة التشغيلية لأداء عمليات الإغلاق والفتح والتوصيل بالأرض. نظرًا لأن نقاط التلامس للمفتاح محاطة داخل الخزان الغازي المغلق وغير مرئية، يتم تقديم مؤشر للوضع مرتبط مباشرة بمفصل التحويل على آلية التشغيل، يوضح بوضوح الحالة الحالية لمفتاح الحمل ومفتاح الأرض. يتم تثبيت قفل ميكانيكي بين مفتاح الحمل ومفتاح الأرض والغطاء الأمامي لتلبية متطلبات "الخمسة منع"، مما يضمن سلامة التشغيل.

• تقع حجرة اتصال الكابل في مقدمة الوحدة RMU، مما يسهل اتصال الكابل. يمكن أن يكون الاتصال بين الكابل وبوليصة العزل لوحدة RMU باستخدام ملحقات كابل السيليكون القابلة للمس أو غير القابلة للمس، مما يلبي متطلبات السلامة المختلفة في بيئات التشغيل المختلفة.

2. تحليل حادثين للعطل

2.1 عطل تسرب غاز SF6

في الساعة 21:47 من يوم 31 مارس 2015، تعرض خط 10 كيلوفولت لعطل انقطاع. أثناء فحص الخط، تم ملاحظة دخان يخرج من وحدة RMU في يانغميكينغ. عند فتح باب الخزان، تم اكتشاف أن قطب التوصيل رقم 2 قد تكسر وخزان الغاز كان يتسرب. بعد إزالة موصل المرفق، تم اكتشاف أن البرغي ذو الرأسين المستخدم لتثبيت البوليصة كان متوسطًا مع مركز فتحة القطب، مما أدى إلى تعرض البوليصة للتوتر المستمر نحو الأسفل من الكابل. هذا أدى إلى تشقق في النهاية العلوية لقاعدة البوليصة، مما أدى إلى تسرب غاز SF6. هذه النوعية من وحدات RMU (الموديل: GAK4، الصانع: شنتشن مينيوانشون، أي Ormazabal) تعرضت للفشل المماثل عدة مرات، مما يشير إلى عيب تصميمي أو تصنيعي.

تحدث هذه الأعطال بشكل شائع في قطب التوصيل للكابل. الأسباب الرئيسية تشمل تركيب الكابل غير الصحيح مما يؤدي إلى الضغط الميكانيكي الطويل الأمد على قطب التوصيل، أو مشاكل تصنيعية داخلية في وحدة RMU نفسها - مثل ختم غير كافي في بعض النقاط - وكلاهما يمكن أن يؤدي إلى تسرب غاز SF6.

2.2 عطل طرف الكابل في وحدة RMU

في ديسمبر 2014، خلال الدوريات الروتينية، تم ملاحظة اسوداد على باب خزان وحدة RMU بـ 10 كيلوفولت، مما يشير إلى وجود احتمال لتفريغ كهربائي. كانت وحدة RMU ذات أربع حجرات، وكانت الحجرة الرابعة غير مستخدمة ومحفوظة كاحتياطية. بعد قطع التيار الكهربائي وفحص الخزان، تم العثور على أدلة واضحة على التفريغ في الحجرتين الثانية والثالثة. في الحجرة الثانية، أظهرت المرحلة C أدلة واضحة على التفريغ من مخروط الضغط إلى جسم الخزان.

تم تركيب مخروط الضغط منخفضًا جدًا، تمامًا تحت نقطة القطع في الطبقة شبه الموصلة للكابل. كان طرفه السفلي غير متقاطع مع القطع شبه الموصل، وكان طرفه العلوي لا يلامس الطبقة شبه الموصلة الداخلية لموصل المرفق. هذا أدى إلى تركز المجال الكهربائي على الحافة العلوية لمخروط الضغط، مما أدى إلى انهيار العزل بمرور الوقت وتفريغ الكهرباء إلى جدار الخزان. في الحجرة الثالثة، أظهر موصل المرفق لمرحلة B علامات واضحة للتلف بسبب التفريغ الكهربائي.

بعد الفك، تم اكتشاف أن اللوحة المستخدمة كانت مصممة للاستخدام الخارجي، وليس النوع الأصلي المحدد. بسبب الاختلافات في الأبعاد، كانت اللوحة الخارجية لها قطر داخلي أصغر، مما منعها من الجلوس بشكل كامل على قاعدة القطب. لتعويض ذلك، تم إضافة غسالة بشكل غير صحيح بين اللوحة والموصل، مما أدى إلى تواصل ضعيف وزيادة المقاومة والتسخين. بالإضافة إلى ذلك، كان موصل المرفق المستخدم في هذه الحجرة كبيرًا جدًا وغير متطابق مع مخروط الضغط، مما فشل في ختم نهاية الكابل بشكل محكم. هذا أدى إلى تدهور سلامة العزل الكاملة لوحدة RMU، مما سمح بتراكم الرطوبة على سطح العزل الكهربائي والعوازل الداعمة، مما أدى إلى تقليل أداء العزل وإنشاء مسارات تتبع.

في الختام، فإن جودة صنع طرف الكابل واتصال الكابل بوحدة RMU أمر مهم للغاية. نظرًا للهيكل المدمج والمحدود للمساحة الداخلية لوحدات RMU، يتطلب العمل على مفاصل الكابل دقة عالية. التعامل غير الصحيح مع الموصل، الدرع، أو الطبقة شبه الموصلة - مما يؤدي إلى مسافة زحف غير كافية - يمكن أن يؤدي بسهولة إلى فشل العزل. يجب أن يكون السيطرة الصارمة على الجودة أثناء تركيب طرف الكابل ضرورية لمنع الأعطال من المصدر وتقليل احتمال الانقطاعات.