تحلیل دو شکست یونیت حلقه اصلی SF₆ ۱۰kV و آزمایش زنده
تحلیل دو شکست یکای اصلی حلقه‌ای 10kV SF₆ و آزمون زنده
1 مقدمه‌ای بر یکای اصلی حلقه‌ای 10kV SF₆
یک یکای اصلی حلقه‌ای 10kV SF₆ (RMU) معمولاً شامل یک خزان، یک قسمت مکانیسم عملیاتی و یک قسمت اتصال کابل است.
- خزان گاز: مهم‌ترین مؤلفه که مسیر توزیع بار، محور سوئیچ و گاز SF₆ را در خود جای داده است. سوئیچ بار یک سوئیچ سه وضعیتی است که شامل یک لبه جداکننده و یک پرده خاموش‌کننده القاء است.
- قسمت مکانیسم عملیاتی: مکانیسم عملیاتی از طریق محور سوئیچ به سوئیچ بار و سوئیچ زمین متصل می‌شود. اپراتورها با وارد کردن یک میله عملیاتی به سوراخ دسترسی، عملیات بستن، باز کردن یا زمین کردن را انجام می‌دهند. از آنجا که تماس‌های سوئیچ قابل مشاهده نیستند، یک نشانگر موقعیت مستقیماً متصل به محور وضعیت فعلی سوئیچ‌های بار و زمین را به روشنی نشان می‌دهد. قفل‌های مکانیکی بین سوئیچ بار، سوئیچ زمین و پنل جلو اطمینان می‌دهند که الزامات ایمنی "پنج پیشگیری" رعایت شود.
- قسمت اتصال کابل: در جلوی RMU قرار دارد تا اتصال کابل راحت‌تر شود. انتهای کابل‌ها با استفاده از اجزای کابل سیلیکونی لمس‌پذیر یا غیر لمس‌پذیر به بوشینگ‌های عایق RMU متصل می‌شوند.
2 تحلیل دو شکست
2.1 شکست نشت گاز SF₆
قطع برق خط 10kV به دلیل یک خرابی رخ داد. بازرسی نشان داد که دود از یک RMU یانگمیکنگ خارج می‌شد. پس از باز کردن کابینت، انتهای کابل سوئیچ #2 پاره شده و گاز از خزان نشت می‌کرد. با خارج کردن کانکتور مفصلی مشخص شد که پین دوسره برای نصب بوشینگ در سوراخ لگه مرکزی نبود و فشار مداوم روی بوشینگ منجر به ترک در ریشه آن شده بود.
این نوع شکست‌ها معمولاً به دلیل نصب نادرست در انتهای کابل‌ها رخ می‌دهند که باعث تنش مداوم و ترک در محل اتصال خزان گاز به انتهای کابل و نشت گاز SF₆ می‌شود. یا ممکن است به دلیل ختم‌سازی ضعیف در تولید نشت رخ دهد.
2.2 شکست انتهای کابل در RMU
در بازرسی معمولی، در کابینت 10kV RMU تاریک شده بود که نشان‌دهنده احتمال رها شدن برق بود. واحد چهارم RMU که چهار واحدی بود، اضافی بود. بازرسی پس از قطع برق نشان داد که در واحد دوم و سوم رها شدن برق قابل توجهی رخ داده بود:
- واحد 2: کنус تنش فاز C نشانه‌های رها شدن برق و تاریکی در دیوار کابینت داشت.
- واحد 3: مفصل کابل فاز B نشانه‌های سوختگی از رها شدن برق داشت.
تجزیه و تحلیل نشان داد: - واحد 2: کنوس تنش پایین‌تر از حد مطلوب نصب شده بود و کاملاً زیر شکاف نیمه‌رسانای کابل قرار گرفته بود. تماس ضعیف در دو سر باعث تمرکز میدان الکتریکی شد که منجر به شکست و رها شدن برق به دیوار کابینت شد.
- واحد 3: یک لگه کابل خارجی (اندازه کوچک‌تر) به جای لگه اصلی استفاده شده بود. افزودن ترازوی غیرقانونی بین لگه و هسته برنز بوشینگ باعث تماس ضعیف و گرم شدن شد. مفصل بزرگ‌تر نتوانست کنوس تنش را ببندد و اجازه ورود رطوبت و تخریب عایق و ردیابی را داد.
کیفیت انتهای کابل در RMUهای 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 مرحله انتهای کابل می‌تواند خطرات شکست را کاهش دهد.
3 تحلیل آزمون زنده
3.1 یافته‌های آزمون زنده
در اکتبر، آزمون رها شدن برق جزئی (PD) بر روی 10kV RMUها سیگنال‌های بسیار بالا (TEV ≈18dB، AE ≈20dB) را در واحدهای یک تولیدکننده شناسایی کرد. آزمون‌های بعدی بر روی 15 واحد مشابه نشان داد که 7 واحد رها شدن برق مشابه داشتند. پنجره‌های مشاهده نشان دادند که انتهای کابل‌ها نشانه‌های ردیابی داشتند و سر T آثار سوختگی داشتند. تجزیه و تحلیل نشان داد که آسیب‌های شدید رها شدن برق وجود داشت:
- سطح پلاگ‌ها، محافظ‌های امواج، بوشینگ‌های اپوکسی و ختم‌کننده‌ها نشانه‌های سوختگی ردیابی داشتند.
- رابط‌های آزاد بین پلاگ‌ها و ختم‌کننده‌ها اجازه ورود رطوبت را دادند که باعث فرسودگی قطعات فلزی و تخریب عایق شد.
پس از جایگزینی اجزا، سطح PD به حالت عادی بازگشت.
3.2 خلاصه روش آزمون
ارزیابی PD شامل "شنیدن"، "بو کردن"، "مشاهده" و "آزمون" است:
- آماده‌سازی: تأیید ایمنی تجهیزات، کالیبراسیون دستگاه‌های PD و بررسی متقابل شناسه‌های سیستم.
- بررسی‌های اولیه:
- نظارت بر فشار گاز.
- شنیدن صدای غیرعادی (در صورت وجود، تخلیه کردن و گزارش دادن).
- بو کردن بوی سوخته قبل از باز کردن درها.
- مشاهده بصری از طریق پنجره‌ها: ردیابی‌های رها شدن برق شبیه درخت در سر T یا ذوب سفید در پلاگ‌های عایق نشان‌دهنده خطا هستند.
- روند آزمون:
① اندازه‌گیری TEV پس‌زمینه روی درهای فلزی غیرفعال برای برآورد سطح کلی PD.
② آزمون TEV: فشار دادن حسگرهای TEV به درهای فلزی؛ تعیین منبع PD با کاهش سیگنال.
③ آزمون AE: اسکن فضای بین درها. - معیارهای نتیجه (استاندارد شرکت برق شنژن):
|
نتیجه |
TEV (dB) |
AE (dB) |
|
طبیعی |
≤15 |
≤10 |
|
PD کم |
15–25 |
10–20 |
|
PD متوسط |
25–35 |
20–30 |
|
PD شدید |
≥35 |
≥30 |
4 نتیجه‌گیری
نکات کلیدی:
① یکاهای اصلی حلقه‌ای SF₆ به دلیل مزایای خود در نقاط حیاتی شبکه توزیع بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
② شکست‌های 10kV RMU SF₆ معمولاً به دلیل کیفیت ضعیف انتهای کابل ناشی می‌شوند. کنترل کیفیت دقیق، نظارت میدانی و آزمون‌های پیش از راه‌اندازی برای کاهش خطاها ضروری هستند.
③ آزمون PD زنده امکان ارزیابی سلامت بدون اختلال را فراهم می‌کند و به کاهش خطرات قطع برق کمک می‌کند.
