10kV SF6 prstenaste jedinice: Struktura greške i kvalitet završetka kabla

1. Uvod u 10kV SF6 prstenaste glavne jedinice (RMU)

10kV SF6 prstenasta glavna jedinica obično sastoji se od tri glavna dela: kompartman za plin (rezervoar), kompartman za upravljački mehanizam i kompartman za vezu kabela.

• Kompartman za plin je ključni deo RMU. Ispunjen je SF6 plinom i sadrži ključne elemente kao što su prekidnik opterećenja, šine i osa prekidnika. Prekidnik opterećenja ima dizajn sa tri pozicije - zatvaranje, otvaranje i zemljanje - i uglavnom je konstruisan sa prekidnikom sa klipama i komorom za gašenje luka, koristeći SF6 plin kako bi se postigla odlična izolacija i performanse u gašenju luka.

• Unutar kompartmana za upravljački mehanizam, upravljački mehanizam je povezan putem ose prekidnika sa prekidnikom opterećenja i prekidnikom zemljanja. Operatori ubacuju ručni upravljački čep u upravljačku rupu kako bi izvršili operacije zatvaranja, otvaranja i zemljanja. Budući da kontakte prekidnika ne mogu se videti jer su ugrađeni unutar zapečaćenog plinskog rezervoara, na upravljačkom mehanizmu je pružen indikator položaja direktno povezan sa osom prekidnika, koji jasno pokazuje trenutni status prekidnika opterećenja i prekidnika zemljanja. Mehaničke interlokade su instalirane između prekidnika opterećenja, prekidnika zemljanja i prednjeg poklopa kako bi se ispunili "pet preventivnih" zahteva, obezbeđujući sigurnost pri radu.

• Kompartman za vezu kabela nalazi se na prednjem delu RMU, omogućavajući vezu kabela. Veza između kabela i izolacionog gume RMU može koristiti dodirljive ili nedodirljive silikonsko gumeno opremu za kable, prilagođavajući različite sigurnosne zahteve u različitim radnim okruženjima.

2. Analiza dva incidenta greške

2.1 Greška u curenju SF6 plina

31. marta 2015. godine u 21:47 sati, 10kV linija doživela je grešku koja je dovela do prekida napajanja. Tijekom pregleda duž linije, primjećena je dima koja dolazi iz RMU Yangmeikeng. Otvaranjem vrata ormarića utvrdilo se da je terminalni stub prekidnika #2 puknuo i da rezervoar plina curenje. Dalji pregled nakon uklanjanja laktačnog spojnika pokazao je da je dvoglava vratka koriscena za montažu gume bila neslagana s centrom otvora kolaca, što je dovelo do neprekidnog mehaničkog napona na gumu od strane kabela. To je dovelo do pucanja gume na gornjem kraju baze, što je rezultiralo curenjem SF6 plina. Ovaj tip RMU (model: GAK4, proizvođač: Šenzhen Minyuanshun, tj. Ormazabal) doživio je slične greške više puta, što ukazuje na porodičnu grešku u dizajnu ili proizvodnji.

Ove greške se često javljaju na terminalnim stubovima kabela. Glavne uzroke uključuju nepravilan montažni kabel koji dovodi do dugotrajnog mehaničkog stresa na terminalni stub, ili intrinske probleme u samoj proizvodnji RMU-a, poput nedovoljne zapečaćene na određenim tačkama, što može dovesti do curenja SF6 plina.

2.2 Greška na terminalu kabela u RMU

U decembru 2014. godine, tijekom redovnog patroliranja, primjećeno je tamnjenje na vrata ormarića 10kV RMU, što je ukazivalo na moguću električnu raspadu. RMU bio je četverokompartmanska jedinica, s četvrtim kompartmanom koji nije korišćen i zadržan kao rezerva. Nakon isključivanja struje i pregleda ormarića, očito su se otkrile oznake raspadu u drugom i trećem kompartmanu. U drugom kompartmanu, faza C pokazala je jasne oznake raspadu od naprezanog svira do tela ormarića.

Naprezani svir je bio montiran previše nisko, potpuno ispod tačke presječene poluprovodne slojeve kabela. Njegov donji deo nije se preklapao s presječenim poluprovodnim slojem, a gornji deo nije došao u kontakt sa unutrašnjim poluprovodnim slojem laktačnog spojnika. To je dovelo do koncentracije električnog polja na gornjem rubu naprezanog svira, što je vremenom dovelo do propadanja izolacije i daljnjeg raspadu na stijenu ormarića. U trećem kompartmanu, laktačni spojnici faze B pokazali su vidljive oznake oštećenja od lukova.

Nakon demontaže, utvrdilo se da je korišćen terminalni lug dizajniran za spoljašnju upotrebu, a ne originalno navedeni tip. Zbog razlike u dimenzijama, spoljašnji lug imao je manji unutrašnji prečnik, što je sprečilo njegovu potpunu postavku na dno terminalnog studa. Kao kompenzaciju, pogrešno je dodat štap između luga i vodilne gume, što je dovelo do lošeg kontakta, povećanja otpora i pregrejavanja. Dodatno, laktačni spojnici korišćeni u ovom kompartmanu bili su preveliki i nisu se podudarali s naprezanim svirima, ne ostvarujući potpunu integritet izolacije RMU, što je dozvolilo kondenzaciju vlage na površini izolacije kabela i nosača izolacije, smanjujući performanse izolacije i stvarajući puteve za raspadu.

Zaključno, kvalitet izrade terminala kabela i veze između kabela i RMU su izuzetno važni. Uz kompaktnu strukturu i ograničeno unutrašnje prostora RMU, potrebna je visoka preciznost u obradi spojeva kabela. Nepravilna obrada vodilja, štita ili poluprovodnog sloja, što dovodi do nedovoljne udaljenosti kripanja, može lako dovesti do propadanja izolacije. Stroga kontrola kvaliteta prilikom instalacije terminala kabela je neophodna kako bi se sprečile greške na izvoru i smanjila verovatnoća prekida napajanja.