
Analisi di due guasti delle unità principali ad anello SF₆ da 10kV e test in linea
1 Introduzione alle unità principali ad anello SF₆ da 10kV
Un'unità principale ad anello (RMU) da 10kV con gas SF₆ è solitamente composta da un serbatoio di gas, un compartimento per il meccanismo di manovra e un compartimento per la connessione dei cavi.
- Serbatoio di gas: Il componente più critico, che ospita la barra di collegamento del carico, l'albero dello switch e il gas SF₆. L'interruttore di carico è uno switch a tre posizioni, comprensivo di una lama isolante e uno schermo estintore di arco.
- Compartimento per il meccanismo di manovra: Il meccanismo di manovra si collega all'interruttore di carico e allo switch di terra attraverso l'albero dello switch. Gli operatori inseriscono un bastone di manovra nell'apertura d'accesso per eseguire operazioni di chiusura, apertura o terra. Poiché i contatti dello switch non sono visibili, un indicatore di posizione direttamente collegato all'albero mostra chiaramente lo stato corrente degli interruttori di carico e di terra. Interlock meccanici tra l'interruttore di carico, l'interruttore di terra e il pannello frontale assicurano il rispetto dei requisiti di sicurezza "cinque prevenzioni".
- Compartimento per la connessione dei cavi: Situato sul lato anteriore della RMU per facilitare la connessione dei cavi. Le terminazioni dei cavi utilizzano accessori in silicone vivi toccabili o non toccabili per connettersi ai candelotti isolanti della RMU.
2 Analisi di due guasti
2.1 Guasto di perdita di gas SF₆
Si è verificata un'interruzione di linea a 10kV a causa di un guasto. L'ispezione ha rivelato fumo proveniente da una RMU di Yangmeikeng. Dopo aver aperto l'armadio, si è scoperto che la terminazione del cavo dell'interruttore #2 era fratturata, con gas che fuoriusciva dal serbatoio. La rimozione del connettore a gomito ha mostrato che il perno a doppia estremità per l'installazione del candelotto non era centrato nel foro del morsetto, causando una forza prolungata verso il basso sul candelotto e portando alla rottura alla base.
Tali guasti spesso si verificano alle terminazioni dei cavi a causa di un'installazione impropria, risultando in stress sostenuto che provoca la rottura dell'interfaccia tra il serbatoio di gas e la terminazione del cavo e la perdita di SF₆. In alternativa, sigillature di fabbricazione scadenti possono causare perdite.
2.2 Guasto di terminazione del cavo nella RMU
Durante un'ispezione di routine, la porta di un armadio RMU da 10kV appariva annerita, indicando una possibile scarica. L'unità quarta di una RMU a quattro unità era di riserva. L'ispezione post-interruzione ha rivelato scariche significative nelle unità seconda e terza:
- Unità 2: Il cono di tensione della fase C mostrava segni di scarica e annerimento sulla parete dell'armadio.
- Unità 3: Il gomito del cavo della fase B mostrava bruciature di scarica.
Lo smontaggio ha rivelato:
- Unità 2: Il cono di tensione era installato troppo in basso, completamente sotto la rottura semiconduttrice del cavo. Un cattivo contatto su entrambi i lati ha causato una concentrazione del campo elettrico, portando al collasso e alla scarica contro l'armadio.
- Unità 3: È stato utilizzato un morsetto per cavi esterni (di dimensioni minori) invece di quello originale. Sono stati illegalmente inseriti spaziatori tra il morsetto e il nucleo di rame del candelotto, causando un cattivo contatto e surriscaldamento. Un gomito sovradimensionato non ha sigillato il cono di tensione, permettendo l'ingresso di umidità, la degradazione dell'isolamento e il tracking.
La qualità della terminazione del cavo è cruciale nelle RMU compatte. Trattamenti substandard del conduttore, dello schermo o del strato semiconduttore riducono la distanza di strisciamento, rischiando il collasso. Un rigoroso controllo di qualità durante la terminazione minimizza i rischi di guasto.
3 Analisi dei test in linea
3.1 Risultati dei test in linea
Nel mese di ottobre, i test di scarica parziale (PD) su RMU da 10kV hanno rilevato segnali anormalmente elevati (TEV ≈18dB, AE ≈20dB) in unità di un produttore. Test successivi su 15 unità hanno rivelato scariche simili in 7. Le finestre di osservazione hanno mostrato tracce di tracking sulle terminazioni dei cavi, con le T-teste che mostravano bruciature. Lo smontaggio ha confermato danni gravi da scarica:
- Le superfici delle prese, dei parafulmini, dei candelotti in epoxide e dei sigilli mostravano bruciature di tracking.
- Interfacce allentate tra le prese e i sigilli hanno permesso l'ingresso di umidità, corrode parti metalliche e degradando l'isolamento.
Dopo la sostituzione dei componenti, i livelli di PD sono tornati alla normalità.
3.2 Riepilogo della metodologia di test
La valutazione della PD combina "ascolto", "olfatto", "osservazione" e "test":
- Preparazione: Verificare la sicurezza dell'equipaggiamento, calibrare gli strumenti di PD e controllare incrociatamente gli ID del sistema.
- Controlli preliminari:
- Monitorare la pressione del gas.
- Ascoltare eventuali rumori anomali (in caso positivo, evacuare e riferire).
- Annusare odori di bruciato prima di aprire le porte.
- Ispezionare visivamente tramite le finestre: tracce di scarica a forma di albero sulle T-teste o fusione bianca sui tappi di isolamento indicano guasti.
- Procedura di test:
① Misurare il TEV di sfondo sulle porte metalliche non alimentate per stimare i livelli generali di PD.
② Test TEV: Premere i sensori saldamente contro le porte metalliche; localizzare le fonti di PD attraverso l'attenuazione del segnale.
③ Test AE: Scansionare le fessure delle porte.
- Criteri di risultato (Standard di Shenzhen):
|
Risultato
|
TEV (dB)
|
AE (dB)
|
|
Normale
|
≤15
|
≤10
|
|
PD minore
|
15–25
|
10–20
|
|
PD moderato
|
25–35
|
20–30
|
|
PD grave
|
≥35
|
≥30
|
4 Conclusione
Punti chiave:
① Le RMU con gas SF₆ sono sempre più utilizzate nei nodi critici delle reti di distribuzione grazie ai loro vantaggi.
② I guasti delle RMU da 10kV con gas SF₆ spesso derivano da una scarsa qualità della terminazione dei cavi. Un rigoroso controllo di qualità, la supervisione in loco e i test pre-commissionamento sono essenziali per ridurre i guasti.
③ I test di PD in linea consentono valutazioni della salute non intrusive, facilitando la mitigazione dei difetti e minimizzando i rischi di interruzioni.