10kV SF6 gyűrű alakú főáramkörök: Szerkezet hibák és kábelek végzének minősége

1. Bevezetés a 10 kV SF6 gyűrű alakú főáramkörökbe (RMU-k)

Egy 10 kV SF6 gyűrű alakú főáramkör általában három fő részből áll: a gáz tartály (tank), az üzemeltetési mechanizmus tartálya és a kábelkapcsolatok tartálya.

• A gáz tartály az RMU magfogó eleme. Ez tele van SF6 gázzal, és itt találhatók a terhelés kapcsolója, a buszledek és a kapcsoló tengelye. A terhelés kapcsolója három pozíciós dizájnja van – zárás, nyitás és földelés funkcióval – és főleg egy csapókapcsolóval és ívkioltó szektorral van megépítve, amely SF6 gázt használ kiváló izolációs és ívkioltó teljesítmény érdekében.

• Az üzemeltetési mechanizmus tartályon belül az üzemeltetési mechanizmus kapcsolódik a kapcsoló tengelyhez, mind a terhelés kapcsolójától, mind a földkapcsolótól. Az operátorok kézi üzemeltetési botot helyeznek be az üzemeltetési lyukba, hogy záró, nyitó és földelési műveleteket végezzenek. Mivel a kapcsoló kapcsolatai bezárva vannak a szelektív gáztartályban, és nem láthatók, a kapcsoló tengelyre közvetlenül csatlakoztatott pozíciós mutatót biztosítanak az üzemeltetési mechanizmuson, ami világosan megmutatja a terhelés kapcsolójának és a földkapcsolónak a jelenlegi állapotát. Mechanikai zárolást alkalmaznak a terhelés kapcsolója, a földkapcsoló és az előlap között, hogy kielégítsék a "öt megelőzés" követelményeit, biztosítva ezzel az üzemeltetési biztonságot.

• A kábelkapcsolatok tartálya az RMU előlapján található, ami megkönnyíti a kábelkapcsolatokat. A kábel és az RMU izolált bukszájának összekapcsolása érinthető vagy érintetlen silikon gumis kábelhozzárendeléseket is használhat, különböző biztonsági igények kielégítésére különböző üzemeltetési környezetekben.

2. Két hibaeset elemzése

2.1 SF6 gázszivárgás hiba

2015. március 31-én, este 21:47-kor egy 10 kV vonalon történt hibákiesés. A vonal mentén végzett ellenőrzés során a Yangmeikeng RMU-ból dohány jelenséget figyeltek meg. A tárolóajtó megnyitásakor kiderült, hogy a 2-es kapcsoló terminálhengerének törött, és a gáztartályból szivárog a gáz. A gömbszerű kapcsoló eltávolítása után további ellenőrzés során kiderült, hogy a buksz befecskendezéséhez használt dupla fejű csavarnak a lüszterléc középpontjától való eltolódása miatt a buksz folyamatos lefelé irányuló mechanikai feszültség hatására lépett ki az alján, ami vezetett az SF6 gáz szivárgásához. Ekkora típusú RMU (modell: GAK4, gyártó: Shenzhen Minyuanshun, azaz Ormazabal) több alkalommal is hasonló hibákat mutatott, ami arra utal, hogy van családi tervezési vagy gyártási hiba.

Ilyen hibák gyakran a kábel terminálhengerén fordulnak elő. Főbb okai lehetnek a kábel helytelen telepítése, ami hosszú távú mechanikai stresszt okoz a terminálhengeren, vagy a RMU saját gyártási problémái – mint például bizonyos pontok rossz lezárása – amelyek mindkettő SF6 gáz szivárgásához vezethetnek.

2.2 Kábel terminálhibák az RMU-ban

2014 decemberében rutin ellenőrzés során egy 10 kV RMU tárolóajtaján függönyözést figyeltek meg, ami arra utalt, hogy elektrikus levezetés volt. Az RMU négy részből állt, a negyedik rész nem használt és tartalékul tartották. Áramkimaradás és tárolóellenőrzés után a második és harmadik részben nyilvánvaló levezetési jelek voltak. A második részben a C fázisban a stressz-kúp és a tárolócég között volt nyilvánvaló levezetési jelek.

A stressz-kúp túlságosan alacsonyan volt telepítve, teljes egészében a kábel fémszemiletett réteg vágási pontja alatt. Alsó vége nem fedte fel a fémszemiletett vágást, és a felső vége nem érintette az oldalsó kapcsoló fémszemiletett rétegét. Ez erőtér koncentrációt okozott a stressz-kúp felső szélén, ami idővel vezetett az izoláció megbukásához és a tárolócég falához való levezetéshez. A harmadik részben a B fázis oldalsó kapcsolóján látható volt az ív károsodásának jelei.

A szétbontás során kiderült, hogy a használt terminálhenger kifejezetten külső alkalmazásokra volt tervezve, nem az eredetileg előírt típus. Méretbeli különbségek miatt a külső henger kisebb belső átmérővel rendelkezett, ami miatt nem tudott teljesen beilleszkedni a terminálhenger aljára. Ennek kiegyenlítésére hibásan hozzáadtak egy kerékpárlejtőt a henger és a buksz vezetője közé, ami rossz kapcsolathoz, növekedő ellenálláshoz és túlzott melegedéshez vezetett. Ezen felül, a harmadik részben használt oldalsó kapcsoló túlságosan nagy volt, és nem illt a stressz-kúppal, ami miatt nem tudta szorosan lezárni a kábel végét. Ez kompromittálta az RMU teljes izolációs integritását, engedve, hogy a pára kondenzáljon a kábel izolációjának és a támogató izolátorok felületén, csökkentve az izolációs teljesítményt, és útvonalakat hozva létre a következő levezetéshez.

Összefoglalva, a kábel végzeti gyártás minősége és a kábel és az RMU közötti kapcsolat kritikusan fontos. A kompakt szerkezet és korlátozott belső tér az RMU-knál nagy pontosságot igényel a kábelkapcsolatok gyártásában. A vezető, az ellenálló vagy a fémszemiletett réteg hibás kezelése – ami elégtelen illeszkedést eredményez – könnyen izolációs hibához vezethet. Szigorú minőség-ellenőrzés szükséges a kábel végzeti telepítés során, hogy forrásban elkerüljük a hibákat, és csökkentsük a kimaradások valószínűségét.