Subestazioan dauden kanpoko altu-tentsioaren iturburuei buruzko sustapen braketaren trinkadura analisia

Subestazioen osagaien egoera funtzionala eta fiabletasuna eragiten dute harremana elektrikoaren segurtasun eta estabilitasunari. Subestazioetako anitzeko osagaiak dira metalikoen osagaiak, hala nola kopuru handiko kobre arrunta, karbonoko harresia eta harresi inoxidablea. Lan-egin luzean, material metali horien prestakuntza jaitsiera eragiten du osagaien hondamenari, arrisku handiak sortuz subestazioen lan-egin seguruan eta stabilian.

Arazo nagusiak diren hautsileku altu-tentsioa. Egoera onena dutenean, subestazioen harremana elektrikoaren fiabletasuna, segurtasuna eta estabilitasuna lortzen da, baina hondamendu gertatzen bada, harremana osoa kolapsatzeko arrisku dago. Beraz, subestazioen osagai ohikoen hondamenduaren arrazoia analizatzea eta babes neurri zehatzak proposatzea oso garrantzitsu da.

1. Hautsileku altu-tentsioen sarrera

330 kVko subestazio baten hautsileku altu-tentsioak GW4 serieko produktu lehenengo modeloak dira, aurreko tensio altuko itsaso fabrikak eginak. Bikoiztun kolun horizontalak dituzte, ezker-eskuin simetriaz, eta oinarria, sustapen egitura, aisialdi eta konduktibotasun asmozkoa dituzte. Konduktibotasun asmozkoa elkarrizketarako konektore elkarraiak, terminalen klampak, konduktibotasun barra, kontaktuak, kontaktu-harriak, muelleak eta ur-aitzak ditu.

2017ko irailan, mantentze erregelean, operadoreek hautsileku hauek sustapen egiturak hondamendu handiak dituztela aurkitu zuten, korrosio handiarekin. Honek arrisku handi bat sortu zuen lan-egin eskuz. Horrela, hondamenduaren itxura makroscopikoa aztertu zen. Gainera, mikroskopikoki metalgrafikoki aztertu ziren kontaminatzaileak, klampa aldean eta terminalen aldean bildutakoak. Azkenik, espektrometro bat erabiliz, sustapen egituraren, konduktibotasun barraren eta kontaminatzaile horien osagai kimiko orokorra aztertu zen.

2. Sustapen egituraren hondamenduaren emaitzak

2.1 Itxura makroscopikoa

Hautsileku sustapen egituraren gaineko goina joan zen, korrosio handia erakusten duena. Hondamenduaren artean, sustapen egitura eta konduktibotasun barren artean korrosio-produktuak ikus daitezkeen. Hondamenduen itxura brittle hondamendua du, hondamendu gainean "herritar" (herringbone) ereduak ikus daitezkeelarik. Hondamenduaren jatorria eta hedapen zonal beltza edo grisa da.

Neurriz, terminalen taula aldean 3.0 mm doitea eta klampa aldean 2.0 mm doitea, sustapen egituraren deformazio estruktural handia konfirmatu zen.

2.2 Itxura mikroscopikoa

Mikroskopikoki metalgrafikoki aztertuta, kontaminatzaileen geruza 1.1-3.3 mm izan zen klampa aldean eta 3.2-3.5 mm terminalen taula aldean.

2.3 Espektro-analisi

Sustapen egituraren, konduktibotasun barren eta kontaminatzaileen espektrometria analisia honako emaitzak emanditu zituen (Ikusi Taula 1):

• Sustapen egitura 94.3% aluminio eduki zuen, adierazten duena funditu aluminio aleazioa dela.

• Konduktibotasun barra 92.7% kobreakin, elementu txikiak dituena, konfirmatzen duena kobreak aleazioa dela.

• Kontaminatzaileak ere 94.3% aluminio eduki zuten.

Atmosfera humedan, aluminioa (sustapen egituratik) eta kobrea (konduktibotasun barratik) galvanik kopla bat osatzen dute, elektrokimikoa (galvanikoa) korrosio erreakzioa abiarazten duena. Prozesu honek aluminio-ion gehigarriak sortzen ditu—identifikatzen dira materialen degradazioa eta azkenean hondamenduaren kontaminatzaile nagusia bezala.

3. Azalpena eta Babesaldiak

3.1 Sostagarriaren Zatiketa Arrazoien Azterketa

Oro har, metalen materialen hondamena bi faktore motetara daude eragiten:

• Barne faktoreak: materialaren kalitatearekin eta fabrikazio prozesuarekin zerikusia;

• Kanpo faktoreak: mekaniko kargua, denbora, tenperatura eta ingurumenaren media bezalako erabilera-baldintzetarako zerikusia.

3.1.1 Barne Faktoreen Azterketa

Elektrizitate sarea proiektuetan, metalen osagaiak arrakasta baino lehen zailtasun handiko kalitate inspektionetatik igotzen dira—materialaren osagaiak eta espero den erabili denbora barne. Laneko esperientzia ikusten duenez, kanpo-tokiko altu tensioeko itzalek ingurumen oso zailtan egiten dute lan, eta beren fidagarritasuna gehienbat kanpo erabilera-baldintzetatik dator, materialen defektu inherenteetatik ez. Beraz, itzale honen sostagarriko zatiketa ez da materialaren kalitate txarrerik baldin, baina gehienbat ingurumenari esker gertatzen da.

3.1.2 Kanpo Faktoreen Azterketa

330 kV subestazioa iparraldeko eskualde batean kokatuta dago, klimatek temperatu semi-aridoez betea—elkarrekin aire sekoa, eguzki handi bat eta egunero eta urtero tenperatura aldaketak handiak. Udaberria luzea eta hotza da, ur gutxi baino, eta udarria motz baina borroka.

Itzalearen aluminio aleazioaren sostagarriak inoiz ere ingurumen atmosferiko horretan egon da, haize handiak, tenperatura zikloak, izarra bilaka eta uhar askotan—egoera horiek stress corrosion cracking (SCC) sortzeko oso ondo egon dira.

SCC tesionatutako metal-osagai baten trinkotasunezko hondamena korrosio egoeran adierazten da. Gertatzeko bi baldintza beharrezkoak dira: tesio tesionala eta korrosio media jakina.

Hemen kasuan:

• Tesio tesionalak existitzen dira sostagarriaren beheko erdigarren lerroaren bi aldetan behera eta gainean gorantz, tesio banaketa desberdina ematen duten.

• Karga horren banaketa ez uniformea plastiko strain eta dislokazio slip metalen azeleratzen ditu, SCC hastapen, hedapena eta azken hondamena.

Sostagarria funditu aluminio aleazioekoa da. Eragile moiste eta aireko poltsuen partikulen solubeltasunak galvanik eta kolpekor korrosioak erraz gertatzen dira—batez ere, estalkia aldean, non ur edo izarra bilaka daitekeen.

Tesio tesionalaren eta korrosio erakundearen sinergia azkenik zatiketa gertatu zuen.

Makroskopikoki, SCC zatiketa egoeran zatiketa jatorriak eta hedapen zonalak beltza edo grisezkoak izaten dira, korrosioaren ondorioz, zatiketa trinkotasunezko zonalak erraz markak radialak edo "herringbone" markak dituzte—itzaleko sostagarriaren zatiketa morfologia bereko. Honek konfirmatzen du hondamena stress corrosion cracking izan dela.

3.2 Sostagarriko Zatiketa Babesaldiak

Subestazioetan gertatzen diren tresnak gehienetan, kanpo-itzaletak ingurumen guztietan lan egiten dutenean arrisku handia dute—batez ere, subestazio automatiko gehienetan, fidagarritasun handiagoa eskatzen duten. Hurrengo lau babesaldi estrategia proposatzen dira:

3.2.1 Babeslekuak Instalatu

Kanpo-itzaletak atmosferoko baldintzetan egoten direla eta batez ere alpineko hotza, tenperatura altu, itsas muga salortasuna edo izarra bilakatzeko zonal guztietan, isolamendu parapetoak edo babeslekuak instalatzeak mikro-ingurumen kontrolatua sortzen du, korrosioa gehienbat murriztuz.

3.2.2 Inspektibide Arrunta Hobetu

Tesio banaketa desberdina eta ingurumen zaila SCC sortzeko, erretaileek inspektibide bisuale eta mekanikoak intentsifikatu behar dituzte osagai nagusietan—batez ere oinarri sustapatzeetan eta estalkia egituraetan—deformazio, korrosio edo zatiketa aurretasun seguruak edo arrazoian.

3.2.3 Korrosio Monitorizatzea Hobetu

Subestazioaren tresna monitorizatzea mantentza efektibotasuna hobetzeko modu efizientea da, baita ziklo osoen aktiboen kudeaketa oinarriak ere. Korrosio detektatze teknologiak eta monitorizatze errealak aktiboki erabiliko dira kanpo-itzaletarako eta haien osagaietarako ebaluazio periodiko eta zehatz bat.

3.2.4 Anti-Korrosio Gainjartze Handiko aplikatu

Kalitate handiko anti-korrosio gainjartzeak subestazio tresnen korrosioa inhibitzeko modu efektibena da. Itzale sostagarrietan, oksigen, moiste eta ionik kontaminatzaileentzat resistenta handiko gainjartzeak metalaren gainazal korrosio agentziengandik isola dezake. Gainjartze horiek fisikoki barruko babesa jartzen dute, ingurumen degradazioari aurka linea lehena sortzen duten.

4. Bileraketa

330 kV subestazioaren kanpo-itzaletako sostagarriaren, higidura barra, eta kontaminatzaileen proba eta azterketa orokorraren oinarrian, hurrengo bilerak ematen dira:

(1) Sostagarriko zatiketa nagusia stress corrosion cracking (SCC) da. Tesio tesionalaren banaketa desberdina sostagarriaren oinarrian, batera zatiketa korrosioan sustaldian, materialen hondamena azeleratu zuen eta azkenik zatiketa gertatu zen.

(2) Gomendatzen diren babespuntuak izolamendu-kaxelak instalatzea, antikorrosio neurri altu-rendimentuko guneak aplikatzea, eguneroko inspektibideak hobetzea eta korrosioaren monitorizazio sistematikoa inplementatzea dira. Toki jakin bakoitzeko, subestazio-tresnak seguruki, estaloki eta fidagarri funtzionatzeko, korrosioen murrizketa estrategia orokorra garatu behar da.