Analyse van twee 10kV SF₆ ring hoofdschakelaar storingen en levendetesting

Analyse van twee 10kV SF₆ ring hoofdverdeler storingen en live testen​

​1 Inleiding tot 10kV SF₆ ring hoofdverdelers​
Een 10kV SF₆ ring hoofdverdeler (RMU) bestaat doorgaans uit een gastank, een bedieningsmechanisme compartiment en een kabelverbinding compartiment.

• ​Gastank: Het meest cruciale onderdeel, waarin de belastingschakelaar busbar, schakelas en SF₆ gas zitten. De belastingschakelaar is een drie-standschakelaar, inclusief een isolerende lemmet en een boogdoofkap.
• ​Bedieningsmechanisme compartiment: Het bedieningsmechanisme is verbonden met de belastingschakelaar en de aardingsschakelaar via de schakelas. Bedieners steken een bedieningsstok in het toegangsgat om sluiten, openen of aarden te doen. Aangezien de schakelaars niet zichtbaar zijn, geeft een positieindicator die direct verbonden is met de as de huidige status van de belastingschakelaar en aardingsschakelaar duidelijk weer. Mechanische interlocks tussen de belastingschakelaar, aardingsschakelaar en frontpaneel zorgen voor naleving van de "vijf preventieve" veiligheidsvereisten.
• ​Kabelverbinding compartiment: Gelegen aan de voorkant van de RMU voor gemakkelijke kabelverbinding. Kabeleindafwerkingen gebruiken aanraakbare of niet-aanraakbare levende siliconen rubber kabelaccessoires om verbinding te maken met de isolatiebuisjes van de RMU.

​2 Analyse van twee storingen​
​2.1 SF₆ gaslek storing​
Een 10kV lijnuitval trad op door een fout. Inspectie onthulde rook die uit een Yangmeikeng RMU kwam. Na het openen van de kast werd ontdekt dat de #2 schakelaar kabeleinde was gebroken, met gas dat lekte uit de tank. Nadat de elleboogconnector was verwijderd, bleek dat de dubbele bout voor de montage van de bushing niet in het midden van het luggat zat, wat leidde tot een langdurige neerdruk op de bushing en uiteindelijk tot scheuren bij de wortel.
Dergelijke storingen komen vaak voor bij kabeleindafwerkingen als gevolg van onjuiste installatie, wat leidt tot continue spanning die de interface tussen de gastank en het kabeleinde laat scheuren en SF₆ laten lekken. Alternatief kunnen slechte fabrieksafsluitingen lekken veroorzaken.

​2.2 Kabeleinde storing in RMU​
Tijdens een routine-inspectie zag de deur van een 10kV RMU zwart, wat op mogelijke afvoer wees. De vier-eenheid RMU's vierde eenheid was reserve. Post-uitval inspectie onthulde significante afvoer in de tweede en derde eenheden:

• ​Eenheid 2: Fase C stresskegel liet afvoersporen en verzwaring zien op de kastwand.
• ​Eenheid 3: Fase B kabel elleboog liet afvoerverbrandingen zien.
  Ontleding onthulde:
• ​Eenheid 2: De stresskegel was te laag geïnstalleerd, volledig onder de kabel semiconductieve breuk. Slechte contacten aan beide einden veroorzaakten elektrisch veldconcentratie, wat leidde tot doorbraak en afvoer tegen de kast.
• ​Eenheid 3: Een foute buitenkabel lugs (kleiner formaat) werd gebruikt in plaats van de originele. Spacers werden illegaal ingevoegd tussen de lugs en de bushing koper kern, wat leidde tot slecht contact en oververhitting. Een te grote elleboog kon de stresskegel niet afsluiten, waardoor vocht binnendrong, isolatie degradeerde en tracking optreedt.
  De kwaliteit van kabeleindeafwerking is cruciaal in compacte RMUs. Ondermaatse geleider, scherming of semiconductieve laag behandeling reduceert de kruipafstand, waardoor doorbraak risico's ontstaan. Strikte kwaliteitscontrole tijdens terminatie minimaliseert faalrisico's.

​3 Live test analyse​
​3.1 Live test bevindingen​
In oktober detecteerden gedeeltelijke afvoer (PD) tests op 10kV RMUs abnormaal hoge signalen (TEV ≈18dB, AE ≈20dB) in eenheden van één fabrikant. Nadien geteste 15 eenheden toonden vergelijkbare afvoeren in 7. Observatieramen lieten sporen van tracking zien op kabeleindafwerkingen, met T-hoofden die verbrand waren. Ontleding bevestigde ernstige afvoerschade:

• Oppervlakken van stekkers, overvoltage beschermers, epoxy bushings en afsluitingen lieten sporen van tracking branden zien.
• Losse interfaces tussen stekkers en afsluitingen lieten vocht binnen, wat metalen delen liet verroesten en isolatie degradeerde.
  Na het vervangen van componenten keerde de PD-niveaus terug naar normaal.

​3.2 Testmethode samenvatting​
PD-assessering combineert "luisteren", "ruiken", "observatie" en "testen":

• ​Voorbereiding: Controleer de veiligheid van de apparatuur, kalibreer PD-instrumenten en controleer systeem-ID's.
• ​Voorlopige controles:
• Monitor gasdruk.
• Luister naar afwijkende geluiden (bij aanwezigheid evacueren en rapporteren).
• Ruik naar brandgeur voordat de deuren worden geopend.
• Visueel inspecteren via ramen: boomachtige afvoersporen op T-hoofden of wit smelten op isolatie stekkers wijzen op fouten.
• ​Testprocedure:
  ① Meet de achtergrond TEV op niet-geënergieerde metalen deuren om de algemene PD-niveaus te bepalen.
  ② TEV-test: Druk sensoren stevig tegen metalen deuren; lokaliseer PD-bronnen door signaalvermindering.
  ③ AE-test: Scan deurgaten.
• ​Resultaatcriteria (Shenzhen Utility Standard)​:

​4 Conclusie​
Belangrijkste inzichten:
① SF₆ RMUs worden steeds vaker ingezet op kritieke knooppunten in distributienetten vanwege hun voordelen.
② 10kV SF₆ RMU-storingen komen vaak voor als gevolg van slechte kabeleindeafwerking. Strikte kwaliteitscontrole, ter plaatse supervisie en pre-commissietests zijn essentieel om fouten te verminderen.
③ Live PD-tests stellen non-disruptieve gezondheidsassessments mogelijk, waardoor defectbestrijding wordt vergemakkelijkt en uitvalrisico's worden geminimaliseerd.