10kV SF6 Ring Main Units: Struktura Mga Kamalian at Kalidad ng Cable Termination

1. Pagpapakilala sa 10kV SF6 Ring Main Units (RMUs)

Ang isang 10kV SF6 ring main unit karaniwang binubuo ng tatlong pangunahing bahagi: ang gas compartment (tank), ang operating mechanism compartment, at ang cable connection compartment.

• Ang gas compartment ay ang pangunahing komponente ng RMU. Ito ay puno ng SF6 gas at naglalaman ng mahahalagang elemento tulad ng load switch, busbars, at switch shaft. Ang load switch ay may tatlong posisyon na disenyo—binubuo ng closing, opening, at grounding functions—at ito ay pangunahing ginawa gamit ang blade switch at arc extinguishing chamber, na gumagamit ng SF6 gas upang makamit ang napakagandang insulasyon at pag-quench ng arc.

• Sa loob ng operating mechanism compartment, ang operating mechanism ay konektado sa pamamagitan ng switch shaft sa parehong load switch at earthing switch. Ang mga operator ay isinasadya ang manual operating rod sa operating hole upang magsagawa ng closing, opening, at grounding operations. Dahil ang mga switch contacts ay nakasara sa loob ng sealed gas tank at hindi nakikita, isinasaalang-alang ang position indicator na direkta na naka-link sa switch shaft sa operating mechanism, na malinaw na nagpapakita ng kasalukuyang estado ng load switch at earthing switch. Ang mga mechanical interlocks ay nai-install sa pagitan ng load switch, earthing switch, at front cover upang mapasaya ang "limang-prevention" requirements, na nagpapatunay ng seguridad sa operasyon.

• Ang cable connection compartment ay matatagpuan sa harapan ng RMU, na nagpapahintulot sa koneksyon ng kable. Ang koneksyon sa pagitan ng kable at ng insulating bushing ng RMU ay maaaring gamitin ang touchable o non-touchable silicone rubber cable accessories, na sumasaklaw sa iba't ibang safety requirements sa iba't ibang operating environments.

2. Analisis ng Dalawang Insidente ng Pagsira

2.1 Fault ng Pagbubukas ng SF6 Gas

Noong 21:47 ng Marso 31, 2015, isang 10kV line ay naranasan ang fault outage. Sa panahon ng inspeksyon sa ruta, natanto na may usok ang lumalabas mula sa Yangmeikeng RMU. Kapag binuksan ang cabinet door, natuklasan na ang terminal post ng switch #2 ay nasira at ang gas tank ay nag-leak. Sa mas maigting na pagsisiyasat pagkatanggal ng elbow connector, natuklasan na ang double-headed bolt na ginamit para i-install ang bushing ay hindi naka-align sa gitna ng lug hole, na nagresulta sa continuous downward tension mula sa kable sa bushing. Ito ay nagresulta sa pag-rupture sa itaas na bahagi ng base ng bushing, na nagdulot ng pagbubukas ng SF6 gas. Ang uri ng RMU (model: GAK4, manufacturer: Shenzhen Minyuanshun, i.e., Ormazabal) ay maraming beses nang naranasan ang katulad na mga pagsira, na nagpapahiwatig ng familial design o manufacturing defect.

Ang mga pagsira na ganito ay karaniwang nangyayari sa cable terminal post. Ang pangunahing dahilan ay kasama ang hindi tama na pag-install ng kable na nagresulta sa long-term mechanical stress sa terminal post, o inherent manufacturing issues sa RMU mismo—tulad ng hindi sapat na sealing sa ilang puntos—na parehong maaaring magresulta sa pagbubukas ng SF6 gas.

2.2 Cable Terminal Fault sa RMU

Noong Disyembre 2014, sa panahon ng routine patrol, natuklasan ang pag-itim sa cabinet door ng isang 10kV RMU, na nagpapahiwatig ng posible na electrical discharge. Ang RMU ay isang apat na compartment, ang ika-apat na compartment ay hindi ginagamit at inilipat bilang spare. Matapos ang power shutdown at cabinet inspection, natuklasan ang malinaw na signs ng discharge sa ikalawang at ikatlong compartment. Sa ikalawang compartment, ang phase C ay nagpakita ng malinaw na ebidensya ng discharge mula sa stress cone patungo sa cabinet body.

Ang stress cone ay inilagay nang masyadong mababa, buong naka-position sa ilalim ng semiconducting layer cut-back point ng kable. Ang lower end nito ay hindi naka-overlap sa semiconducting cut-back, at ang upper end nito ay hindi naka-contact sa inner semiconducting layer ng elbow connector. Ito ay nagresulta sa concentration ng electric field sa upper edge ng stress cone, na nagresulta sa insulation breakdown sa huli at subsequent discharge patungo sa cabinet wall. Sa ikatlong compartment, ang phase B’s elbow connector ay nagpakita ng visible signs ng arcing damage.

Matapos ang disassembly, natuklasan na ang terminal lug na ginamit ay disenyo para sa outdoor applications, hindi ang original na tinukoy na tipo. Dahil sa dimensional differences, ang outdoor-type lug ay may mas maliit na inner diameter, na hindi siya maaaring fully seat sa ilalim ng terminal stud. Upang makompensasyon, impropers na idinagdag ang washer sa pagitan ng lug at bushing conductor, na nagresulta sa poor contact, increased resistance, at overheating. Bukod dito, ang elbow connector na ginamit sa compartment na ito ay oversized at mismatched sa stress cone, na hindi siya maaaring tightly seal ang cable termination. Ito ay nagcompromise sa full insulation integrity ng RMU, na nagpapahintulot sa moisture na kondensin sa surface ng cable insulation at support insulators, na nireduce ang insulation performance at nag-create ng tracking paths.

Sa wakas, ang kalidad ng cable termination fabrication at ang koneksyon sa pagitan ng kable at RMU ay napakalaking importansiya. Dahil sa compact structure at limited internal space ng RMUs, kinakailangan ng mataas na precision sa cable joint workmanship. Ang improper handling ng conductor, shield, o semiconducting layer—na nagresulta sa insufficient creepage distance—maaaring madali na magresulta sa insulation failure. Mahalaga ang strict quality control sa panahon ng cable termination installation upang maiwasan ang mga fault sa pinagmulan at mabawasan ang likelihood ng outages.