Análise de Dous Fallos nunha Unidade Principal de Anel SF₆ de 10kV e Probas en Directo

Análise de dous fallos nunha unidade principal de anel SF₆ de 10kV e probas en directo​

​1. Introdución ás unidades principais de anel SF₆ de 10kV​
Unha unidade principal de anel (RMU) de 10kV SF₆ típicamente consta dun tanque de gas, un compartimento do mecanismo de operación e un compartimento de conexión de cables.

• ​Tanque de gas: O compoñente máis crítico, que alberga a barra de conmutación de carga, o eixo do interruptor e o gas SF₆. O interruptor de carga é un interruptor de tres posicións, incluíndo unha lâmina de aislamento e un escudo de extinción de arco.
• ​Compartimento do mecanismo de operación: O mecanismo de operación conecta co interruptor de carga e co interruptor de aterramento a través do eixo do interruptor. Os operadores introducen unha vara de operación no orificio de acceso para realizar operacións de pechado, abertura ou aterramento. Dado que os contactos do interruptor non son visibles, un indicador de posición ligado directamente ao eixo mostra claramente o estado actual dos interruptores de carga e aterramento. As interbloqueos mecánicos entre o interruptor de carga, o interruptor de aterramento e o panel frontal aseguran o cumprimento dos requisitos de seguridade das "cinco prevencións".
• ​Compartimento de conexión de cables: Situado na parte frontal da RMU para facilitar a conexión de cables. As terminacións de cable usan accesorios de silicone de goma vivos tácteis ou non tácteis para conectar cos tubos de aislamento da RMU.

​2. Análise de dous fallos​
​2.1 Fallo de fuga de gas SF₆​
Ocorreu un corte de liña de 10kV debido a un fallo. A inspección revelou fumo emanando dunha RMU de Yangmeikeng. Ao abrir o armario, atopouse que a terminación do cable do interruptor #2 estaba fracturada, con gas escapándose do tanque. A remoción do conector de cotovelo mostrou que o parafuso dúplex para a instalación do tubo non estaba centrado no orificio da pata, causando unha forza descendente prolongada no tubo e levando a unha rachadura na base.
Estes fallos ocorren frecuentemente nas terminacións de cable debido a unha instalación incorrecta, resultando en un estrés sostenido que racha a interface do tanque de gas coa terminación e causa fugas de SF₆. Alternativamente, sellos de fabricación defectuosos poden causar fugas.

​2.2 Fallo de terminación de cable na RMU​
Durante unha inspección rutinaria, a porta dun armario de RMU de 10kV apareceu ennegrecida, indicando un posible descarga. A cuarta unidade dunha RMU de catro unidades era de reserva. A inspección posterior ao corte revelou descargas significativas nas segundas e terceiras unidades:

• ​Unidade 2: O cono de estrés da fase C mostrou marcas de descarga e enegrecemento na parede do armario.
• ​Unidade 3: O cotovelo do cable da fase B mostrou queimaduras por descarga.
  A desmontaxe revelou:
• ​Unidade 2: O cono de estrés foi instalado demasiado baixo, completamente abaixo da ruptura semiconductora do cable. Un mal contacto en ambos os extremos causou unha concentración de campo eléctrico, levando a unha ruptura e descarga contra o armario.
• ​Unidade 3: Usouse un terminal de cable exterior incorrecto (de menor tamaño) en lugar do orixinal. Foron inseridos espaciadores ilegalmente entre o terminal e o núcleo de cobre do tubo, causando un mal contacto e sobreaquecemento. Un cotovelo excesivamente grande non selou o cono de estrés, permitindo a entrada de humidade, a degradación do aislamento e o seguimiento.
  A calidade da terminación de cable é crucial nas RMUs compactas. O tratamento subestándar do conductor, do blindaxe ou da capa semiconductora reduce a distancia de arrastre, aumentando o risco de ruptura. Un control de calidade estricto durante a terminación minimiza os riscos de fallo.

​3. Análise das probas en directo​
​3.1 Resultados das probas en directo​
En outubro, as probas de descarga parcial (PD) en RMUs de 10kV detectaron sinais anormalmente altos (TEV ≈18dB, AE ≈20dB) en unidades dun fabricante. Probas posteriores en 15 unidades revelaron descargas similares en 7. As ventanas de observación mostraron marcas de seguimiento nas terminacións de cable, con cabezas T mostrando queimaduras. A desmontaxe confirmou un dano severo por descarga:

• As superficies dos conectores, pararrayos, tubos de epoxi e selos mostraron queimaduras de seguimiento.
• As interfaces floxas entre os conectores e os selos permitiron a entrada de humidade, corroendo as partes metálicas e degradando o aislamento.
  Despois de substituír os componentes, os niveis de PD volvéron ao normal.

​3.2 Resumo da metodoloxía de proba​
A avaliación de PD combina "escuchar", "oler", "observar" e "probar":

• ​Preparación: Verificar a seguridade do equipo, calibrar os instrumentos de PD e verificar os IDs do sistema.
• ​Comprobacións preliminares:
• Monitorizar a presión do gas.
• Escuchar sons anormais (se están presentes, evacuar e informar).
• Oler odores de queimado antes de abrir as portas.
• Inspeccionar visualmente a través das ventanas: trazas de descarga en forma de árbore nos cabezales T ou fusión branca nos conectores de aislamento indican fallos.
• ​Procedemento de proba:
  ① Medir o TEV de fondo en portas metálicas sen enerxía para estimar os niveis globais de PD.
  ② Prueba de TEV: Presionar firmemente os sensores contra as portas metálicas; localizar as fontes de PD polo atenuación do sinal.
  ③ Prueba de AE: Escanear as frentes das portas.
• ​Criterios de resultado (norma de Shenzhen)​:

​4. Conclusión​
Insights clave:
① As RMUs de SF₆ están sendo cada vez máis implementadas en nodos críticos das redes de distribución debido ás súas vantaxes.
② Os fallos nas RMUs de 10kV SF₆ a menudo provén dunha mala artesanía na terminación de cables. Un control de calidade rigoroso, supervisión no sitio e probas pre-comisionamento son esenciais para reducir os fallos.
③ As probas de PD en directo permíten unha avaliación da saúde non disruptiva, facilitando a mitigación de defectos e minimizando os riscos de cortes de enerxía.