واحد های حلقه اصلی SF6 10kV: ساختار، عیوب و کیفیت پایان دهنده کابل
1. معرفی واحدهای حلقه‌ای SF6 با ولتاژ 10kV (RMUs)
واحد حلقه‌ای SF6 با ولتاژ 10kV معمولاً شامل سه بخش اصلی است: فضای گاز (تانک)، فضای مکانیسم عملیاتی و فضای اتصال کابل.
فضای گاز قطعه اصلی RMU است. این فضا با گاز SF6 پر شده و عناصر مهمی مانند کلید بار، باربرها و محور کلید را در خود جای داده است. کلید بار طراحی سه وضعیتی دارد که شامل بستن، باز کردن و زمین کردن است و عمدتاً با استفاده از کلید برگی و حجره خاموش کننده قوس، با استفاده از گاز SF6 به منظور دستیابی به عملکرد عایق بندی و خاموش کننده قوس بسیار خوب ساخته شده است.
در داخل فضای مکانیسم عملیاتی، مکانیسم عملیاتی از طریق محور کلید به هر دو کلید بار و کلید زمین متصل می‌شود. اپراتوران میله عملیات دستی را در سوراخ عملیاتی قرار می‌دهند تا عملیات بستن، باز کردن و زمین کردن را انجام دهند. چون تماس‌های کلید در داخل تانک گاز بسته شده و قابل مشاهده نیستند، نشانگر موقعیت مستقیماً به محور کلید متصل شده است که در مکانیسم عملیاتی، وضعیت فعلی کلید بار و کلید زمین را به روشنی نشان می‌دهد. قفل‌های مکانیکی بین کلید بار، کلید زمین و جلوی پوشش نصب شده‌اند تا "پنج پیشگیری" را برآورده کنند و امنیت عملیاتی را تضمین کنند.
فضای اتصال کابل در جلوی RMU قرار دارد که تسهیل اتصال کابل را فراهم می‌کند. اتصال بین کابل و بوش ایزوله کننده RMU می‌تواند از دستگاه‌های کابلی لمسی یا غیر لمسی سیلیکونی استفاده کند که مطابق با نیازهای ایمنی مختلف در محیط‌های عملیاتی مختلف است.
2. تحلیل دو حادثه خرابی
2.1 خرابی نشت گاز SF6
در ساعت 21:47 در تاریخ 31 مارس 2015، خط 10kV با خرابی قطع شد. در طول بازرسی در طول خط، دیده شد که دود از RMU یانگمیکنگ بیرون می‌آید. پس از باز کردن درب کابینت، مشخص شد که پایه کلید شماره 2 شکسته شده و تانک گاز نشت داشته است. بازرسی بیشتر پس از خلع ضمیمه دیوانه نشان داد که پیچ دوسره استفاده شده برای نصب بوش در مرکز سوراخ پایه هم‌خط نبوده و بوش تحت تنش پایین‌روی مداوم از کابل قرار گرفته است. این باعث شکست در بالای پایه بوش شده و نشت گاز SF6 رخ داده است. این نوع RMU (مدل: GAK4، سازنده: شنژن مینیوئانشون، یعنی Ormazabal) چندین بار با خرابی‌های مشابه مواجه شده که نشان‌دهنده عیب طراحی یا تولیدی خانوادگی است.
این نوع خرابی‌ها معمولاً در پایه کابلی رخ می‌دهند. دلایل اصلی آنها شامل نصب نادرست کابل که باعث تنش مکانیکی بلندمدت روی پایه کابلی می‌شود یا مشکلات تولیدی ذاتی در خود RMU مانند بسته‌بندی نامناسب در نقاط خاص است که هر دو می‌توانند منجر به نشت گاز SF6 شوند.
2.2 خرابی پایه کابل در RMU
در دسامبر 2014، در طول پاترول معمولی، تیره شدن روی درب کابینت یک RMU 10kV مشاهده شد که نشان‌دهنده احتمال بیرون‌زدن الکتریکی بود. RMU یک واحد چهار فضایی بود که فضای چهارم استفاده نشده و به عنوان ذخیره نگهداری می‌شد. پس از قطع برق و بازرسی کابینت، نشانه‌های واضح بیرون‌زدن در فضاهای دوم و سوم مشاهده شد. در فضای دوم، فاز C نشانه‌های واضح بیرون‌زدن از مخروط تنش به بدنه کابینت داشت.
مخروط تنش بسیار پایین نصب شده بود، کاملاً زیر نقطه برش لایه نیمه‌رسانا قرار گرفته بود. انتهای پایین آن با برش لایه نیمه‌رسانا هم‌پوشانی نداشت و انتهای بالایی آن با لایه نیمه‌رسانا درون ضمیمه دیوانه تماس نداشت. این باعث تمرکز میدان الکتریکی در لبه بالایی مخروط تنش شد و در نهایت با گذشت زمان به شکست عایق و بیرون‌زدن به دیوار کابینت منجر شد. در فضای سوم، ضمیمه دیوانه فاز B نشانه‌های آشکار آسیب از بیرون‌زدن داشت.
پس از جدا کردن مشخص شد که لگه استفاده شده برای کاربردهای خارجی طراحی شده بود، نه نوع اصلی مشخص شده. به دلیل تفاوت‌های ابعادی، لگه خارجی قطر داخلی کوچک‌تری داشت و نمی‌توانست به طور کامل روی پایه کلید جای گیرد. برای جبران این مشکل، یک واشر به طور نادرست بین لگه و هادی بوش اضافه شده بود که باعث تماس ضعیف، افزایش مقاومت و گرم شدن شد. علاوه بر این، ضمیمه دیوانه استفاده شده در این فضا بزرگ‌تر بود و با مخروط تنش همخوانی نداشت و نتوانست پایانه کابل را به طور کامل ببندد. این باعث کاهش کامل تمامیت عایق بندی RMU شد و اجازه داد رطوبت روی سطح عایق کابل و عایق‌های پشتیبان جمع شود، عملکرد عایق را کاهش داد و مسیرهای ردیابی ایجاد کرد.
در نتیجه، کیفیت ساخت پایانه کابل و اتصال بین کابل و RMU بسیار مهم است. با توجه به ساختار فشرده و فضای داخلی محدود RMUها، دقت بالا در کاریگری اتصال کابل مورد نیاز است. رسیدگی نادرست به هادی، لایه محافظ یا لایه نیمه‌رسانا که منجر به کمبود فاصله خزشی می‌شود، می‌تواند به راحتی منجر به شکست عایق شود. کنترل کیفیت دقیق در نصب پایانه کابل برای جلوگیری از خرابی‌ها در منبع و کاهش احتمال قطع برق ضروری است.
