หน่วยวงจรหลักแหวน SF6 10kV: โครงสร้าง อุบัติเหตุ และคุณภาพการยุติสายเคเบิล

1. บทนำเกี่ยวกับหน่วยวงจรหลัก SF6 แรงดัน 10kV (RMUs)

หน่วยวงจรหลัก SF6 แรงดัน 10kV โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนหลักสามส่วน: ช่องก๊าซ (ถัง), ช่องกลไกการทำงาน, และช่องเชื่อมต่อสายเคเบิล

• ช่องก๊าซเป็นส่วนสำคัญของ RMU มีการเติมก๊าซ SF6 และบรรจุองค์ประกอบสำคัญ เช่น สวิตช์โหลด, บัสบาร์, และเพลาสวิตช์ สวิตช์โหลดมีการออกแบบสามตำแหน่ง ประกอบด้วยฟังก์ชันปิด, เปิด, และต่อพื้น และสร้างขึ้นโดยใช้สวิตช์ใบพัดและห้องทำลายอาร์ก ใช้ก๊าซ SF6 เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพในการฉนวนและทำลายอาร์กที่ดีเยี่ยม

• ภายในช่องกลไกการทำงาน กลไกการทำงานจะเชื่อมต่อกับสวิตช์โหลดและสวิตช์ต่อพื้นผ่านเพลาสวิตช์ ผู้ดำเนินการจะใส่แท่งควบคุมเข้าไปในรูทำงานเพื่อดำเนินการปิด, เปิด, และต่อพื้น เนื่องจากตัวต่อสวิตช์ถูกปิดอยู่ภายในถังก๊าซที่ปิดสนิทและไม่สามารถมองเห็นได้ จึงมีตัวบ่งชี้ตำแหน่งที่เชื่อมต่อกับเพลาสวิตช์บนกลไกการทำงาน แสดงสถานะปัจจุบันของสวิตช์โหลดและสวิตช์ต่อพื้นอย่างชัดเจน ระบบล็อกกลไกถูกติดตั้งระหว่างสวิตช์โหลด, สวิตช์ต่อพื้น, และฝาหน้าเพื่อตอบสนองความต้องการ "ห้าการป้องกัน" รับประกันความปลอดภัยในการดำเนินงาน

• ช่องเชื่อมต่อสายเคเบิลตั้งอยู่ด้านหน้าของ RMU เพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อสายเคเบิล การเชื่อมต่อระหว่างสายเคเบิลและปลอกฉนวนของ RMU สามารถใช้อุปกรณ์เสริมสายเคเบิลซิลิโคนยางที่สัมผัสได้หรือไม่สัมผัสได้ รองรับความต้องการความปลอดภัยที่แตกต่างกันในสภาพแวดล้อมการทำงานที่หลากหลาย

2. การวิเคราะห์เหตุการณ์ความผิดปกติสองครั้ง

2.1 ความผิดปกติการรั่วไหลของก๊าซ SF6

เมื่อเวลา 21:47 น. วันที่ 31 มีนาคม 2558 เส้นทางไฟฟ้าแรงดัน 10kV เกิดความผิดปกติจนต้องหยุดทำงาน ระหว่างการตรวจสอบตามเส้นทาง พบควันกำลังลอยออกจาก RMU Yangmeikeng เมื่อเปิดประตูตู้ พบว่าเสาต่อปลายของสวิตช์หมายเลข 2 แตกและถังก๊าซกำลังรั่ว หลังจากถอดข้อต่อข้อศอกออก พบว่าสลักสองหัวที่ใช้ติดตั้งปลอกฉนวนไม่ตรงกับศูนย์กลางของรูขาต่อ ทำให้ปลอกฉนวนถูกแรงดึงลงต่อเนื่องจากสายเคเบิล ทำให้เกิดการแตกที่ปลายบนของฐานปลอกฉนวน ทำให้ก๊าซ SF6 รั่วไหล RMU ประเภทนี้ (รุ่น: GAK4, ผู้ผลิต: Shenzhen Minyuanshun หรือ Ormazabal) เคยประสบปัญหาคล้ายกันหลายครั้ง แสดงถึงข้อบกพร่องในการออกแบบหรือการผลิต

ความผิดปกติเหล่านี้มักเกิดขึ้นที่เสาต่อปลายสายเคเบิล สาเหตุหลักๆ รวมถึงการติดตั้งสายเคเบิลไม่เหมาะสมทำให้มีแรงเครียดทางกลบนเสาต่อปลายระยะยาว หรือปัญหาการผลิตภายใน RMU เอง เช่น การปิดผนึกไม่เพียงพอที่บางจุด ซึ่งอาจนำไปสู่การรั่วไหลของก๊าซ SF6

2.2 ความผิดปกติที่ปลายสายเคเบิลใน RMU

ในเดือนธันวาคม 2557 ระหว่างการตรวจเชิงรุก พบว่าประตูตู้ของ RMU แรงดัน 10kV มีสีดำ แสดงถึงการปล่อยประจุไฟฟ้า RMU นี้เป็นแบบสี่ช่อง ช่องที่สี่ไม่ได้ใช้งานและถูกเก็บไว้เป็นสำรอง หลังจากตัดไฟและตรวจสอบตู้ พบสัญญาณการปล่อยประจุชัดเจนในช่องที่สองและสาม ในช่องที่สอง เฟส C แสดงหลักฐานการปล่อยประจุจากคอนนีคอลสู่ตัวตู้

คอนนีคอลถูกติดตั้งต่ำเกินไป อยู่ทั้งหมดใต้จุดตัดของชั้นกึ่งตัวนำของสายเคเบิล ปลายล่างของคอนนีคอลไม่ทับซ้อนกับชั้นกึ่งตัวนำที่ถูกตัด และปลายบนไม่สัมผัสกับชั้นกึ่งตัวนำภายในข้อต่อข้อศอก ทำให้เกิดการสะสมสนามไฟฟ้าที่ขอบบนของคอนนีคอล นำไปสู่การแตกฉนวนตามกาลเวลาและการปล่อยประจุสู่ผนังตู้ ในช่องที่สาม ข้อต่อข้อศอกของเฟส B แสดงหลักฐานการเสียหายจากการอาร์ก

เมื่อถอดแยกออก พบว่าขั้วต่อที่ใช้เป็นแบบสำหรับการใช้งานภายนอก ไม่ใช่แบบที่กำหนดไว้เดิม เนื่องจากความแตกต่างของขนาด ขั้วต่อภายนอกมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเล็กกว่า ทำให้ไม่สามารถวางลงบนปลายขั้วต่อได้อย่างเต็มที่ เพื่อชดเชย ได้ใส่แหวนรองระหว่างขั้วต่อและคอนดักเตอร์ของปลอกฉนวน ทำให้การสัมผัสไม่ดี ความต้านทานเพิ่มขึ้น และเกิดความร้อน นอกจากนี้ ข้อต่อข้อศอกที่ใช้ในช่องนี้มีขนาดใหญ่เกินไปและไม่เข้ากับคอนนีคอล ทำให้ไม่สามารถปิดผนึกปลายสายเคเบิลได้อย่างแน่นหนา ทำให้ความสมบูรณ์ของการฉนวนของ RMU ลดลง อนุญาตให้เกิดการควบแน่นของความชื้นบนผิวของฉนวนสายเคเบิลและฉนวนรอง ลดประสิทธิภาพการฉนวนและสร้างเส้นทางการเคลื่อนที่ของประจุ

สรุปแล้ว คุณภาพของการผลิตปลายสายเคเบิลและการเชื่อมต่อระหว่างสายเคเบิลและ RMU นั้นสำคัญมาก เนื่องจากโครงสร้างที่กะทัดรัดและพื้นที่ภายในที่จำกัดของ RMU จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงในการทำงานของข้อต่อสายเคเบิล การจัดการคอนดักเตอร์, ชั้นกึ่งตัวนำ, หรือชั้นกึ่งตัวนำที่ไม่เหมาะสม ทำให้ระยะทางการคลานไม่เพียงพอ สามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของฉนวนได้ง่าย การควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดในการติดตั้งปลายสายเคเบิลเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันความผิดปกติที่แหล่งกำเนิดและลดโอกาสการหยุดทำงาน