Anàlisi de dos fallades d'unitats principals de corona SF₆ de 10kV i proves en línia

Anàlisi de dos fallades en unitats principals d'anell SF₆ de 10kV i proves en línia​

​1 Introducció a les unitats principals d'anell SF₆ de 10kV​
Una unitat principal d'anell (RMU) de 10kV SF₆ sol constar d'un dipòsit de gas, un compartiment de mecanisme d'operació i un compartiment de connexió de cables.

• ​Dipòsit de gas: El component més crític, que conté la barra de bus del commutador de càrrega, el caballete de commutació i el gas SF₆. El commutador de càrrega és un commutador de tres posicions, que inclou una cuchilla d'isolament i un escut d'extinció d'arc.
• ​Compartiment de mecanisme d'operació: El mecanisme d'operació es connecta al commutador de càrrega i al commutador de terra a través del caballete de commutació. Els operadors insereixen una varilla d'operació a l'orifici d'accés per realitzar operacions de tancament, obertura o aterrament. Com que els contactes del commutador no són visibles, un indicador de posició directament connectat al caballete mostra clarament l'estat actual dels commutadors de càrrega i de terra. Interlocks mecànics entre el commutador de càrrega, el commutador de terra i el panell frontal asseguren el compliment dels requisits de seguretat de les "cinc prevencions".
• ​Compartiment de connexió de cables: Situat a la part frontal de la RMU per facilitar la connexió dels cables. Les terminacions del cable utilitzen accessoris de cable de silicona tàctils o no tàctils per connectar-se a les embolcalladures aïllants de la RMU.

​2 Anàlisi de dues fallades​
​2.1 Fallada per fuga de gas SF₆​
Es produí un apagat en una línia de 10kV a causa d'una fallada. La inspecció revelà fum procedent d'una RMU de Yangmeikeng. Després d'obrir el quadre, es va trobar que el terminal de cable del commutador n.º 2 estava fracturat, amb gas fugint del dipòsit. La retirada del connector de cotlla va mostrar que el torniller doble cap per a la instal·lació de l'embolcalladura no estava centrat a l'orifici de la cuchilla, causant una força prolongada cap avall sobre l'embolcalladura i provocant-ne la creuadura a l'arrel.
Aquestes fallades sovint ocorren als terminals de cable a causa d'una instal·lació inadequada, resultant en una tensió sostenida que provoca la creuadura de la interfície dipòsit-terminal i la fuga de SF₆. Alternativament, els joints defectuosos poden causar fugues.

​2.2 Fallada de terminació de cable en la RMU​
Durant una inspecció rutinària, la porta d'un quadre de RMU de 10kV apareixia fosquejada, indicant una possible descàrrega. La quarta unitat de la RMU de quatre unitats era de reserva. L'inspecció posterior a l'apagat revelà una descàrrega significativa en les segona i tercera unitats:

• ​Unitat 2: El con de tensió de la fase C mostrava marques de descàrrega i fosqueig a la paret del quadre.
• ​Unitat 3: El cotlle del cable de la fase B presentava brucades de descàrrega.
  El desmuntatge revelà:
• ​Unitat 2: El con de tensió estava instal·lat massa baix, totalment per sota de la ruptura semiconductora del cable. Un contacte deficient en ambdós extrems causava una concentració de camp elèctric, conduint a un trencament i descàrrega contra el quadre.
• ​Unitat 3: Es va utilitzar un terminal de cable exterior (de mida més petita) en lloc de l'original. S'hi van inserir espaiadors il·legalment entre el terminal i el nucli de cobre de l'embolcalladura, causant un contacte deficient i sobrecalentament. Un cotlle excessivament gran no va sellar el con de tensió, permetent l'ingrés d'humitat, la degradació de l'aïllament i el seguiment.
  La qualitat de la terminació del cable és crucial en les RMUs compactes. Un conductor, blindatge o tractament de la capa semiconductora subestàndard redueix la distància de reptació, arriescant el trencament. El control estrict de la qualitat durant la terminació minimitza els riscos de fallada.

​3 Anàlisi de les proves en línia​
​3.1 Resultats de les proves en línia​
En octubre, les proves de descàrrega parcial (DP) en RMUs de 10kV detectaren senyals anormalment alts (TEV ≈18dB, AE ≈20dB) en unitats d'un fabricant. Proves posteriors en 15 unitats revelaren descàrregues similars en 7. Les finestres d'observació mostraven marques de seguiment en les terminacions del cable, amb caps T amb brucades. El desmuntatge confirmà danys de descàrrega severa:

• Les superfícies de les bosses, els parafulmers, les embolcalladures d'epoxi i els joints mostraven brucades de seguiment.
• Les interfícies floxes entre les bosses i els joints permetien l'ingrés d'humitat, corroïnt les parts metàl·liques i degradant l'aïllament.
  Després de reemplaçar els components, els nivells de DP tornaren a la normalitat.

​3.2 Resum de la metodologia de prova​
L'avaluació de DP combina "escoltar", "olfar", "observar" i "provar":

• ​Preparació: Verificar la seguretat de l'equip, calibrar els instruments de DP i comprovar els ID del sistema.
• ​Comprovacions preliminars:
• Monitoritzar la pressió del gas.
• Escoltar sons anormals (si hi ha, evacuar i informar).
• Olfar olores de combustió abans d'obrir les portes.
• Inspeccionar visualment a través de les finestres: traces de descàrrega en forma d'arbre en els caps T o fusió blanca en les bosses d'aïllament indiquen falles.
• ​Procediment de prova:
  ① Mesurar el TEV de fons en portes metàl·liques sense alimentació per avaluar els nivells generals de DP.
  ② Prova de TEV: Pressionar els sensors firmament contra les portes metàl·liques; localitzar les fonts de DP mitjançant l'atenuació del senyal.
  ③ Prova de AE: Escanejar les fentes de les portes.
• ​Criteris de resultats (norma de la companyia elèctrica de Shenzhen)​:

​4 Conclusió​
Conclusions clau:
① Les RMUs de SF₆ es despleguen cada vegada més en nodes crítics de les xarxes de distribució gràcies a les seves avantatges.
② Les fallades de les RMUs de 10kV SF₆ sovint provenen d'una artesanía deficiente en la terminació del cable. Un control rigorós de la qualitat, supervisió in situ i proves pre-comissionament són essencials per reduir les falles.
③ Les proves de DP en línia permeten assessaments de salut no disruptius, facilitant la mitigació de defectes i minimitzant els riscos d'apagats.