Ανάλυση δύο πταίσματος 10kV SF₆ Ring Main Unit και ζωντανού ελέγχου

Ανάλυση δύο περιπτώσεων αποτυχίας 10kV SF₆ Ring Main Unit και ζωντανές δοκιμές​

​1. Εισαγωγή στους 10kV SF₆ Ring Main Units​
Ένας 10kV SF₆ ring main unit (RMU) συνήθως αποτελείται από ένα δεξαμενόνιο αερίου, ένα τμήμα μεχανισμού λειτουργίας και ένα τμήμα σύνδεσης καβλών.

• ​Δεξαμενόνιο αερίου: Το πιο κρίσιμο στοιχείο, που φιλοξενεί την λειτουργική μπάρα, τον πάγο του κλειδίου και το αέριο SF₆. Το λειτουργικό κλείδι είναι ένα τριθέσιο κλείδι, περιλαμβάνοντας έναν απομονωτικό πινάκι και έναν κατασβεστή βλάστησης.
• ​Τμήμα μεχανισμού λειτουργίας: Ο μεχανισμός συνδέεται με το λειτουργικό κλείδι και το κλείδι αγώνα μέσω του πάγου. Οι χειριστές εισάγουν έναν μπαστούνα λειτουργίας στην άνοιγη για να εκτελέσουν κλείσιμο, ανοίγματο ή αγώνα. Επειδή τα επαφικά δεν είναι ορατά, ένα δείκτης θέσης που συνδέεται άμεσα με τον πάγο εμφανίζει σαφώς την τρέχουσα κατάσταση του λειτουργικού και του κλειδιού αγώνα. Μηχανικά κλειδώματα μεταξύ του λειτουργικού κλειδιού, του κλειδιού αγώνα και της μπροστινής πάνελας εξασφαλίζουν τη συμμόρφωση με τις απαιτήσεις ασφάλειας "πέντε προστασίες".
• ​Τμήμα σύνδεσης καβλών: Βρίσκεται στη μπροστινή πλευρά του RMU για εύκολη σύνδεση καβλών. Τα τελειώματα καβλών χρησιμοποιούν ζωντανά ελαστικά καθώς και ακίνδυνα ζωντανά αξεσουάρ καβλών από πολυσιλικόνιο για σύνδεση με τα αιωρητικά βουστία του RMU.

​2. Ανάλυση δύο περιπτώσεων αποτυχίας​
​2.1 Αποτυχία διαρροής αερίου SF₆​
Η έκπτωση ενός 10kV γραμμής προκλήθηκε λόγω σφάλματος. Η επιθεώρηση αποκάλυψε καπνό που εξέπνεε από ένα RMU Yangmeikeng. Μετά την άνοιγη του κάμπινα, ανακαλύφθηκε ότι το τελειώμα καβλών του κλειδιού #2 ήταν σπασμένο, με αέριο που διέρχεται από το δεξαμενόνιο. Η αφαίρεση του συνδετήρα έδειξε ότι ο διπλός σταυρός για την εγκατάσταση του βουστίου δεν ήταν κεντρικός στο τρύπαμα, προκαλώντας μακροχρόνια κάθετη δύναμη στο βουστίο και οδηγώντας σε κατάθλιψη στη ρίζα.
Τέτοιες αποτυχίες συνήθως συμβαίνουν στα τελειώματα καβλών λόγω λανθασμένης εγκατάστασης, προκαλώντας συνεχή ένταση που καταστρέφει την διασύνδεση του δεξαμενονίου-τελειώματος και διαρροή SF₆. Αλλονότι, κακή σφραγίδα κατασκευής μπορεί να προκαλέσει διαρροές.

​2.2 Αποτυχία τελειώματος καβλών σε RMU​
Κατά την τυπική επιθεώρηση, η πόρτα ενός 10kV RMU είχε μαυρίσει, δείχνοντας πιθανή εκπομπή. Το τέταρτο μέρος του τεσσάρων μονάδων RMU ήταν επιπλέον. Μετά την έκπτωση, η επιθεώρηση αποκάλυψε σημαντική εκπομπή στις δεύτερη και τρίτη μονάδα:

• ​Μονάδα 2: Ο στρεσ κώνος της φάσης C έδειξε εκπομπή και μαύρωση στο τοίχωμα της πόρτας.
• ​Μονάδα 3: Το τελειώμα καβλών της φάσης B έδειξε εκπομπή καύσης.
  Η αποσυναρμολόγηση αποκάλυψε:
• ​Μονάδα 2: Ο στρεσ κώνος εγκαταστάθηκε χαμηλότερα, εντελώς κάτω από την διάσπαση του ημιηλεκτρικού συνδετή. Κακή επαφή σε και τα δύο άκρα προκάλεσε συγκέντρωση ηλεκτρικού πεδίου, οδηγώντας σε κατάρρευση και εκπομπή εναντίον του τοίχου.
• ​Μονάδα 3: Χρησιμοποιήθηκε ένα λανθασμένο εξωτερικό τελειώμα καβλών (μικρότερη μέγεθος) αντί του πρωτότυπου. Παράνομα εγκαταστάθηκαν διαστάσεις μεταξύ του τελειώματος και του χαλκού του βουστίου, προκαλώντας κακή επαφή και υπερθέρμανση. Ένα υπερδιαστατό συνδετήριο δεν έκλεισε τον στρεσ κώνο, επιτρέποντας την εισαγωγή υγρασίας, την κατάρρευση της μόνωσης και την εξάπλωση.
  Η ποιότητα των τελειωμάτων καβλών είναι κρίσιμη σε συμπαγή RMUs. Υποσταντική διασύνδεση, αποστολή ή ημιηλεκτρικό επίπεδο μειώνει την απόσταση περιπλανήσεως, προκαλώντας κατάρρευση. Στοχαστική ελεγχοδιαδικασία κατά την τελείωση μειώνει τους κινδύνους αποτυχίας.

​3. Ανάλυση ζωντανών δοκιμών​
​3.1 Αποτελέσματα ζωντανών δοκιμών​
Τον Οκτώβριο, η δοκιμή μερικής εκπομπής (PD) σε 10kV RMUs ανίχνευσε ανωμαλά υψηλά σήματα (TEV ≈18dB, AE ≈20dB) σε μονάδες από έναν κατασκευαστή. Συνεχιζόμενες δοκιμές σε 15 μονάδες αποκάλυψαν παρόμοιες εκπομπές σε 7. Τα παράθυρα παρατήρησης έδειξαν εξάπλωση στα τελειώματα καβλών, με τα T-heads να έχουν καυσώσει. Η αποσυναρμολόγηση επιβεβαίωσε σοβαρή κατάρρευση εκπομπής:

• Οι επιφάνειες των συνδετήρων, των προστατευτικών, των εποξυδικών βουστίων και των σφραγίδων έδειξαν εξάπλωση καυσώσεις.
• Χαλαρές διασυνδέσεις μεταξύ συνδετήρων και σφραγίδων επέτρεψαν την εισαγωγή υγρασίας, οξείδωση μεταλλικών μερών και κατάρρευση μόνωσης.
  Μετά την αντικατάσταση των συστατικών, τα επίπεδα PD επέστρεψαν σε φυσιολογικά επίπεδα.

​3.2 Σύνοψη της μεθοδολογίας δοκιμής​
Η αξιολόγηση PD συνδυάζει "ακροασία", "οσμή", "παρατήρηση" και "δοκιμή":

• ​Προετοιμασία: Επαλήθευση της ασφάλειας της εξοπλισμού, καλιβροποίηση των οργάνων PD και διασταυροέλεγχος των ID συστήματος.
• ​Προληπτικές ελέγχους:
• Επιτήρηση της πίεσης αερίου.
• Ακροασία για ανώμαλα ήχου (αν υπάρχουν, εξαλείφετε και αναφέρετε).
• Οσμή για καυτούχες οσμές πριν από την άνοιγη των πόρτων.
• Οπτική επιθεώρηση μέσω των παραθύρων: δέντρο εκπομπής στα T-heads ή λευκή τήξη στα συνδετήρια μόνωσης δείχνουν σφάλματα.
• ​Διαδικασία δοκιμής:
  ① Μέτρηση του φόντου TEV σε μη ενεργοποιημένες μεταλλικές πόρτες για την εκτίμηση των συνολικών επιπέδων PD.
  ② Δοκιμή TEV: Εφαρμογή των αισθητήρων στις μεταλλικές πόρτες· εντοπισμός πηγών PD μέσω της αποσύνθεσης του σήματος.
  ③ Δοκιμή AE: Σάρωση των χάσματων πόρτας.
• ​Κριτήρια αποτελεσμάτων (Πρότυπο Shenzhen Utility)​:

​4. Συμπέρασμα​
Βασικά ευρήματα:
① Οι 10kV SF₆ RMUs είναι όλο και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι σε κρίσιμες σημεία των διανομικών δικτύων λόγω των πλεονεκτημάτων τους.
② Οι αποτυχίες 10kV SF₆ RMUs συχνά προέρχονται από κακή τεχνοτροπία τελείωσης καβλών. Στοχαστική ελεγχοδιαδικασία, επιτόπια επίβλεψη και προδιανομικές δοκιμές είναι απαραίτητες για τη μείωση των σφαλμάτων.
③ Η ζωντανή δοκιμή PD επιτρέπει την αναστολή των αξιολογήσεων υγείας, επιτρέποντας την εξάλειψη των ελαττωμάτων και τη μείωση των κινδύνων έκπτωσης.