10kV SF6 Ring Main Units: Estruktura 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—na binubuo ng closing, opening, at grounding functions—at ito ay pangunahing gawa sa blade switch at arc extinguishing chamber, na gumagamit ng SF6 gas upang makamit ang napakagandang insulation at arc-quenching performance.

• Sa loob ng operating mechanism compartment, ang operating mechanism ay konektado sa load switch at earthing switch gamit ang switch shaft. Ang mga operator ay inilalagay ang manual operating rod sa operating hole upang magsagawa ng closing, opening, at grounding operations. Dahil ang mga switch contacts ay naka-enclose sa sealed gas tank at hindi nakikita, ibinibigay ang position indicator na direktang konektado sa switch shaft sa operating mechanism, na malinaw na nagpapakita ng kasalukuyang status ng load switch at earthing switch. Ang mga mechanical interlocks ay nai-install sa pagitan ng load switch, earthing switch, at front cover upang mapasatisfy ang "five-prevention" requirements, na nagpapataas ng seguridad ng operasyon.

• Ang cable connection compartment ay matatagpuan sa harapan ng RMU, na nagpapadali sa koneksyon ng kable. Ang koneksyon sa pagitan ng kable at insulating bushing ng RMU 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 Sakuna

2.1 SF6 Gas Leakage Fault

Noong 21:47 ng Marso 31, 2015, isang 10kV line ay naranasan ang fault outage. Sa panahon ng inspeksyon sa ruta ng linya, 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 nasa estado ng pag-leak. Sa mas detalyadong pagsusuri pagkatanggal ng elbow connector, natuklasan na ang double-headed bolt na ginamit para i-install ang bushing ay hindi tugma sa gitna ng lug hole, na nagresulta sa patuloy na tension pababa mula sa kable sa bushing. Ito ay nagresulta sa pag-crack sa itaas ng base ng bushing, na nag-udyok sa pag-leak ng SF6 gas. Ang uri ng RMU (model: GAK4, manufacturer: Shenzhen Minyuanshun, i.e., Ormazabal) ay naranasan ang katulad na mga pagkakamali maraming beses, na nagpapahiwatig ng familial design o manufacturing defect.

Ang mga sakuna na katulad nito ay madalas nangyayari sa cable terminal post. Ang pangunahing dahilan ay kasama ang hindi tama na pag-install ng kable na nagresulta sa matagal na mekanikal na stress sa terminal post, o inherent manufacturing issues sa mismo ng RMU—tulad ng hindi sapat na sealing sa ilang puntos—na parehong maaaring magresulta sa pag-leak 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 na unit, kung saan ang ika-apat na compartment ay hindi ginagamit at itinuturing bilang spare. Pagkatapos ng power shutdown at cabinet inspection, natuklasan ang malinaw na mga senyas ng discharge sa ikalawang at ikatlong compartments. Sa ikalawang compartment, ang phase C ay nagpakita ng malinaw na ebidensya ng discharge mula sa stress cone hanggang 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 tumutugon sa semiconducting cut-back, at ang upper end nito ay hindi nakakasalamuha sa inner semiconducting layer ng elbow connector. Ito ay nagresulta sa concentration ng electric field sa upper edge ng stress cone, na nag-udyok sa insulation breakdown sa paglipas ng panahon at sumunod na discharge sa cabinet wall. Sa ikatlong compartment, ang phase B’s elbow connector ay nagpakita ng visible signs ng arcing damage.

Sa panahon ng disassembly, natuklasan na ang terminal lug na ginamit ay disenyo para sa outdoor applications, hindi ang orihinal na tinukoy na tipo. Dahil sa dimensional differences, ang outdoor-type lug ay may mas maliit na inner diameter, na hindi ito makakumpleto na ma-seat sa ilalim ng terminal stud. Upang makompensahan, impropers na idinagdag ang washer sa pagitan ng lug at bushing conductor, na nagresulta sa poor contact, increased resistance, at overheating. Kasama rito, ang elbow connector na ginamit sa compartment na ito ay sobrang laki at mismatched sa stress cone, na hindi nagbibigay ng tiyak na seal sa cable termination. Ito ay nagresulta sa pagbawas ng full insulation integrity ng RMU, na nagpapahintulot ng moisture na kondensyon sa surface ng cable insulation at support insulators, na nagpapababa ng insulation performance at nagpapabuo ng tracking paths.

Sa huli, ang kalidad ng cable termination fabrication at ang koneksyon sa pagitan ng kable at RMU ay napakahalaga. Dahil sa compact structure at limitadong internal space ng RMUs, kinakailangan ng mataas na presisyon sa cable joint workmanship. Improper handling ng conductor, shield, o semiconducting layer—na nagresulta sa insufficient creepage distance—makaresulta sa insulation failure. Mahalagang may strict quality control sa panahon ng cable termination installation upang maiwasan ang mga fault sa pinagmulan at bawasan ang likelihood ng outages.