تحلیل دو شکست یونیت حلقه اصلی SF₆ 10kV و آزمایش زنده
تحلیل دو شکست یونیت حلقهای 10kV SF₆ و آزمایش زنده
1- مقدمهای بر یونیتهای حلقهای 10kV SF₆
یک یونیت حلقهای 10kV SF₆ معمولاً شامل یک ظرف گاز، یک قسمت مکانیسم عملیاتی و یک قسمت اتصال کابل است.
- ظرف گاز: مهمترین جزء، که مسیر تغذیه، محور سوئیچ و گاز SF₆ را در خود جای میدهد. سوئیچ تغذیه یک سوئیچ سه وضعیتی است که شامل یک لوله جداکننده و یک پرده خاموشکننده القاء است.
- قسمت مکانیسم عملیاتی: مکانیسم عملیاتی از طریق محور سوئیچ به سوئیچ تغذیه و سوئیچ زمین متصل میشود. اپراتورها با وارد کردن میله عملیاتی در سوراخ دسترسی، عملیات بستن، باز کردن یا زمین کردن را انجام میدهند. چون تماسهای سوئیچ قابل مشاهده نیستند، یک نمایانگر موقعیت مستقیماً به محور متصل شده که وضعیت فعلی سوئیچهای تغذیه و زمین را به وضوح نمایش میدهد. قفلهای مکانیکی بین سوئیچ تغذیه، سوئیچ زمین و پانل جلو تضمین میکنند که الزامات ایمنی "پنج پیشگیری" رعایت شود.
- قسمت اتصال کابل: در جلوی یونیت حلقهای قرار دارد تا اتصال کابل آسان باشد. پایانههای کابل از اجزای کابل لمسپذیر یا غیرلمسپذیر سیلیکونی زنده برای اتصال به بوشینگهای عایق یونیت حلقهای استفاده میکنند.
2- تحلیل دو شکست
2.1- شکست نشت گاز SF₆
یک قطع برق خط 10kV به دلیل یک خطا رخ داد. بررسی نشان داد که دود از یک یونیت حلقهای یانگمیکنگ بیرون میآید. پس از باز کردن کابینت، مشخص شد که پایانه کابل سوئیچ شماره 2 شکسته شده و گاز از ظرف خارج میشود. حذف کنکتور مچ پیچ نشان داد که پین دوسری برای نصب بوشینگ در سوراخ لوله مرکزی نبود و فشار مداوم روی بوشینگ منجر به شکست در ریشه آن شده بود.
چنین شکستهایی معمولاً به دلیل نصب نادرست در پایانههای کابل رخ میدهند که منجر به فشار مداوم و شکست در محل اتصال ظرف گاز به پایانه و نشت گاز SF₆ میشود. یا ممکن است نشت به دلیل پختگی ضعیف در تولید باشد.
2.2- شکست پایانه کابل در یونیت حلقهای
در طی بررسی معمول، دروازه کابینت یک یونیت حلقهای 10kV تاریک شده بود که نشاندهنده احتمال دفع بود. یونیت حلقهای چهار واحدی که واحد چهارم آن ذخیره بود. پس از قطع برق، دفع قابل توجهی در واحد دوم و سوم مشاهده شد:
- واحد 2: مخروط تنش فاز C نشانههای دفع و تاریکی در دیوار کابینت داشت.
- واحد 3: کوع کابل فاز B نشانههای سوختگی دفع داشت.
تفکیک نشان داد: - واحد 2: مخروط تنش پایینتر از حد مورد نظر نصب شده بود، کاملاً زیر شکاف نیمهرسانای کابل. تماس ضعیف در هر دو سمت باعث تمرکز میدان الکتریکی شد که منجر به شکست و دفع علیه کابینت شد.
- واحد 3: یک لوله کوع خارجی (اندازه کوچکتر) به جای اصلی استفاده شده بود. افزودن اسپیسر بین لوله کوع و هسته برنزی بوشینگ باعث تماس ضعیف و گرم شدن شد. یک کوع بزرگتر از حد مورد نظر نتوانست مخروط تنش را ببندد و اجازه ورود رطوبت، تضعیف عایق و دفع را داد.
کیفیت پایانه کابل در یونیتهای حلقهای فشرده بسیار مهم است. درمان ضعیف رسانا، محافظ یا لایه نیمهرسانا میتواند فاصله پخش را کاهش دهد و خطر شکست را افزایش دهد. کنترل کیفیت دقیق در طول پایانهگیری میتواند خطر شکست را کاهش دهد.
3- تحلیل آزمایش زنده
3.1- یافتههای آزمایش زنده
در اکتبر، آزمون دفع جزئی (PD) بر روی یونیتهای حلقهای 10kV سیگنالهای بسیار بالا (TEV ≈18dB، AE ≈20dB) را در واحدهای یک تولیدکننده مشاهده کرد. آزمونهای بعدی بر روی 15 واحد مشابه نشان داد که 7 واحد دفع مشابه داشتند. پنجرههای مشاهده نشاندهنده علامتهای دفع در پایانههای کابل و سر T با سوختگی بود. تفکیک تأیید کرد که آسیبهای دفع شدید وجود دارد:
- سطح پلاگها، محافظهای فلفلی، بوشینگهای اپوکسی و مهرهای بستهبندی نشاندهنده سوختگی دفع بودند.
- روابط سست بین پلاگها و مهرهای بستهبندی اجازه ورود رطوبت را داد و قطعات فلزی را زنگزد و عایق را تضعیف کرد.
پس از جایگزینی قطعات، سطح PD به حالت عادی بازگشت.
3.2- خلاصه روش آزمون
ارزیابی PD شامل "شنیدن"، "بو کردن"، "مشاهده" و "آزمون" است:
- تهیه: تأیید ایمنی تجهیزات، کالیبراسیون دستگاههای PD و بررسی متقابل شناسههای سیستم.
- بررسیهای اولیه:
- نظارت بر فشار گاز.
- شنیدن صدای ناهماهنگ (در صورت وجود، تخلیه و گزارش دهید).
- بو کردن بوی سوخته قبل از باز کردن دروازهها.
- مشاهده بصری از طریق پنجرهها: علامتهای دفع شبیه درخت در سر T یا ذوب سفید در پلاگهای عایق نشاندهنده خطا هستند.
- روند آزمون:
۱- اندازهگیری TEV پسزمینه بر روی دروازههای فلزی غیرفعال برای برآورد سطح کلی PD.
۲- آزمون TEV: فشار دادن حسگرهای سخت بر روی دروازههای فلزی؛ محلیابی منابع PD با کاهش سیگنال.
۳- آزمون AE: اسکن شکافهای دروازه. - معیارهای نتیجه (استاندارد شرکت برق شنژن):
|
نتیجه |
TEV (dB) |
AE (dB) |
|
عادی |
≤15 |
≤10 |
|
PD کم |
15–25 |
10–20 |
|
PD متوسط |
25–35 |
20–30 |
|
PD شدید |
≥35 |
≥30 |
4- نتیجهگیری
نکات کلیدی:
۱- یونیتهای حلقهای SF₆ به دلیل مزایای خود به طور فزایندهای در گرههای حیاتی شبکه توزیع نصب میشوند.
۲- شکستهای یونیتهای حلقهای 10kV SF₆ معمولاً ناشی از کیفیت ضعیف پایانهگیری کابل هستند. کنترل کیفیت دقیق، نظارت میدانی و آزمونهای قبل از راهاندازی برای کاهش خطاها ضروری هستند.
۳- آزمون PD زنده امکان ارزیابی سلامت بدون اختلال را فراهم میکند و به کاهش خطرات قطع برق کمک میکند.
