Problémy a protiopatření pro 10kV SF₆ plynově izolovanou společnou nádržovou okruhovou rozvaděčovou jednotku (evropského stylu) s kabelovými připojeními
Problémy a protiopatření pro 10kV SF₆ plynově izolované společné nádržové okruhové vývody (evropského stylu) s kabelovými spoji
S rozsáhlým používáním kabelových linek v městských distribučních sítích jsou 10kV SF₆ plynově izolované společné nádržové okruhové vývody (RMU) (evropského stylu) široce používány jako uzly sítě díky svým vlastnostem plné izolace, úplného uzavření, bezúdržbového provozu, kompaktnosti a flexibilní instalace. Tyto evropské SF₆ společné nádržové RMU jsou vhodné pro pobřežní oblasti s vlhkým, slaným mlhou a nabízejí vysokou provozní spolehlivost.
Nedávné provozní selhání RMU ukazují, že většina problémů pochází z problémů na spojovacích místech mezi čepičkami RMU a 10kV kabely. To se týká zejména vnitřních a venkovních RMU zpracovávajících velké proudy a kabely s velkým průřezem. Když dojde k selhání, celé RMU musí být odpojeno a nahrazeno a jeho kabelový T-spoj musí být znovu nainstalován. To zásadně ovlivňuje spolehlivost dodávky energie a způsobuje významné ekonomické ztráty.
Spojení mezi čepičkami RMU a 10kV kabely je klíčovým provozním slabým místem. Tento článek analyzuje stávající problémy a navrhuje protiopatření.
1. Problémy s společnými nádržovými RMU a spoji trojkových kabelů
V současné době jsou 10kV SF₆ společné nádržové RMU (evropského stylu) a jejich příslušné kabelové T-spoje převážně evropských značek. Tyto jsou primárně navrženy pro jednotlivé kabely, které jsou snazší fixovat a instalovat, nevyžadují otáčivý moment na čepičky, zajišťují dobrý kontakt mezi terminálem a čepičkou a snižují pravděpodobnost tepelných vad. Naopak, instalace trojkových kabelů je značně složitější, což vede k několika problémům, které nejsou přítomny u instalací jednotlivých kabelů:
- Fixační bod trojkového kabelu je vnější obálka: Individuální fáze nelze nezávisle fixovat. I po spojení mohou vlastní váha kabelu nebo externí síly přenést otáčivý moment na části čepiček.
- Vyrovnání fázového pořadí vyžaduje otáčivý moment: Během instalace trojkových kabelů často vyrovnání fázového pořadí vyžaduje aplikaci otáčivého momentu před fixací. Po instalaci se vnitřní napětí z tohoto točení postupně uvolňuje, což generuje vracející moment, který působí na čepičky.
- Omezená výška kabelové komory: Kompaktní výška kabelové komory RMU (navržena pro jednotlivé kabely) omezuje dostupnou délku každé individuální fáze kabelu.
- Omezená úprava po ukončení: Jakmile je konektor kabelu přikroucen, délka instalace je pevně daná. S kratšími individuálními délkami jádra (kvůli prostorovým omezením), které jsou obtížné ohnout, často vyžaduje dosazení T-spoje aplikovat nadměrné síly tlačení, tahání nebo pákování. To nese riziko poškození čepiček nebo špatného kontaktu.
2. Protiopatření
K řešení výše uvedených problémů lze implementovat protiopatření týkající se samotného RMU, T-spojů, praxí instalace a civilního základu RMU.
2.1 Okruhový vývod (RMU)
2.1.1 Adekvátně zvýšit výšku kabelové komory:
Kabelové komory SF₆ společných nádržových RMU jsou obvykle malé (asi H: 600mm, W: 350mm). To je vhodné pro jednotlivé kabely, ale ztěžuje instalaci T-spojů, zejména na kabele s velkým průřezem (240mm² nebo 300mm²) pro trojkové kabely. Tělo T-spoje potřebuje také místo, což zanechává pouze asi 400mm pro jádra kabelů. Jádra s velkým průřezem jsou tuhé a v kombinaci s omezeními lokality je správné umístění T-spoje obtížné.
- Řešení: Ačkoli jsou společné nádržové RMU standardizovány, výšku instalace lze zvýšit pomocí rozšířené základny. Zvýšení výšky komory na asi 800mm a zajištění vertikální vzdálenosti kabelového kleště od středového bodu HV čepičky ≥750mm umožní délky jádra asi 600mm. To usnadní správnou instalaci T-spoje. V podstatě rozšířená základna prodlouží oddělená jádra jednotlivých fází po rozdělení trojkového kabelu, umožňující spojení podobné jednotlivým kabelům.
- Výhody: (1) Značně snižuje otáčivý moment na čepičky; (2) Zvyšuje toleranci instalace, minimalizuje potřebu síly; snižuje riziko unikání plynu; (3) Umožňuje správné umístění konektorů a stresových kuželů.
2.1.2 Zohlednit vedení čepiček při výběru RMU:
Standardní 630A RMU často mají čepičky s klikovým typem s vnějším měděným trubkou o průměru 25mm a vnitřním vrtaným otvorem pro M16 šrouby (vodičová plocha ~289,6mm²). Skutečná plocha kontaktu je často menší kvůli tolerancím pasování. Když se použijí nerezové šrouby (kvůli měkké mědi), vedení závisí pouze na koncovém kontaktu. Uzavřené izolační prostředí má špatnou tepelnou vodivost. Pokud je kontakt konektoru k čepičce špatný při vysokých proudech (>400A), dojde k tepelným vadám.
- Řešení: Pro RMU používající kabely 240mm² nebo 300mm² s proudem >400A zvolte modely s čepičkami o nominálním proudu 800A (vnější měděná trubka Ø 32mm) pro snížení rizika tepelných vad.
2.1.3 Zlepšit sledování teploty čepiček RMU:
Zapnuté společné nádržové RMU nelze otevřít pro kontrolu. Standardní termografie IR nemůže měřit teploty spojů. Přidání kontrolních otvorů kompromituje stupeň ochrany IP.
- Řešení:
- Pravidelné kontroly: Ručně dotkněte se teploty frontálního panelu kabelové komory pro detekci přetopení T-spoje.
- Kritické jednotky: Pravidelně odpojte po počátečním vysokoproudém provozu pro kontrolu spojů na příznaky přetopení.
- Nejlepší praxe (Technologie): Nainstalujte teplotní čidlo přímo na čepičky RMU nebo T-spoje pro reálné sledování teploty.
2.2 Kabelový T-spoj
2.2.1 Zajistit kvalitu vodičových komponent:
Přechod na nerezové šrouby způsobuje, že vedení závisí pouze na koncovém kontaktu, což zvyšuje nároky na strukturu a materiál konektoru. Běžné problémy zahrnují:
Plocha kontaktu konektoru je příliš úzká/nebo otvor je příliš velký → snížení plochy kontaktu.
Špatná kvalita materiálu konektoru, nerovnoměrné poklady.
Nesoulad mezi kuželovitým otvorem konektoru a šroubem s oběma konci → konektor nemůže správně kontaktovat čepičku → vedení pouze přes šroub.
Měděná podložka je příliš tenká/malá → nedokáže zaručit rovnoběžný kontakt konektoru s čepičkou.
Všechno toto vede ke snížení kapacity proudu a riziku tepelných vad.
- Řešení: Specifikujte vodičové komponenty T-spoje jasně:
- Šířka plochy kontaktu konektoru: 25mm nebo 32mm (shoda s vodičovou plochou čepičky).
- Materiál konektoru: Měď T2 (>99,9% Cu, elektrolitická, lisovaná, anežována). Poklad žíněný nebo stříbrem.
- Podložka: Velká plocha, ≥3mm silná, aby zajistila dobrý tlakový kontakt.
2.2.2 Vybrat T-spoje z měkkého materiálu pro snazší instalaci:
T-
