Θέματα και Μέτρα για τις Συνδέσεις Καλωδίων σε 10kV SF₆ Gas-Insulated Common Tank Ring Main Unit (Ευρωπαϊκού Στυλ)

17yrs 700++ staff 108000m²+m² US$150,000,000+ China

Προβλήματα και Αντιμέτωπες για τις 10kV SF₆ Gas-Insulated Common Tank Ring Main Unit (Ευρωπαϊκό Στυλ) Cable Connections

Με την ευρεία χρήση καλωδιακών γραμμών στα πολεοδοτικά δίκτυα κατανομής, οι 10kV SF₆ gas-insulated common tank Ring Main Units (RMUs) (Ευρωπαϊκό στυλ) είναι ευρέως αποδεκτοί ως κόμβοι δικτύου λόγω των χαρακτηριστικών τους πλήρους εξωτερικής μεταλλικής περιβάλλουσας, πλήρους κλεισίματος, άνευ συντήρησης λειτουργίας, μικρού μεγέθους και ευέλικτης εγκατάστασης. Αυτοί οι RMUs ευρωπαϊκού στυλ είναι κατάλληλοι για παράκτιες περιοχές με υγρή, αλμυρή ομίχλη και παρέχουν υψηλή λειτουργική αξιοπιστία.

Πρόσφατες λειτουργικές αποτυχίες RMUs δείχνουν ότι τα περισσότερα προβλήματα πηγάζουν από προβλήματα στα σημεία σύνδεσης μεταξύ των βουλών RMU και των 10kV καλωδίων. Αυτό είναι ιδιαίτερα αληθές για εσωτερικά και εξωτερικά RMUs που χειρίζονται μεγάλα ρεύματα και μεγάλους τομείς καλωδίων. Κατά την αποτυχία, χρειάζεται να απενεργοποιηθεί ολόκληρο το RMU και να αντικατασταθεί, ενώ πρέπει να επανεγκατασταθεί το cable T-body connector. Αυτό επηρεάζει σημαντικά την αξιοπιστία της παροχής ρεύματος και προκαλεί σημαντικές οικονομικές απώλειες.

Η σύνδεση μεταξύ των βουλών RMU και των 10kV καλωδίων είναι ένα κρίσιμο λειτουργικό αδύναμο σημείο. Αυτό το άρθρο αναλύει τα υπάρχοντα προβλήματα και προτείνει αντιμέτωπες.

1. Προβλήματα με Common Tank RMUs και Συνδέσεις Τρικορυφών Καλωδίων

Τώρα, τα 10kV SF₆ common tank RMUs (Ευρωπαϊκό στυλ) και τα συναφή cable T-body connectors είναι κυρίως ευρωπαϊκές μάρκες. Αυτά είναι κυρίως σχεδιασμένα για μονοκορυφικά καλώδια, τα οποία είναι ευκολότερα να εγκατασταθούν, δεν επιβάλλουν στροφικό τόρκιο στις βούλες, εξασφαλίζουν καλή επαφή μεταξύ του τερματικού και της βούλης και μειώνουν την πιθανότητα θερμικών παρατυπιών. Αντίθετα, η εγκατάσταση τρικορυφών καλωδίων είναι σημαντικά πιο περίπλοκη, οδηγώντας σε πολλά προβλήματα που δεν υπάρχουν στις εγκαταστάσεις μονοκορυφικών καλωδίων:

Σημείο σταθεροποίησης τρικορυφού καλώδιου είναι η εξωτερική επένδυση: Οι μεμονωμένες φάσεις δεν μπορούν να σταθεροποιηθούν ανεξάρτητα. Ακόμη και μετά τη σύνδεση, το βάρος του καλώδιου ή εξωτερικές δυνάμεις μπορούν να μεταδώσουν στροφικό τόρκιο στα τμήματα των βουλών.
Στοίχιση φάσεων απαιτεί τόρκιο: Κατά την εγκατάσταση τρικορυφών καλωδίων, η στοίχιση φάσεων συχνά απαιτεί την εφαρμογή τόρκιου πριν από τη σταθεροποίηση. Μετά την εγκατάσταση, η εσωτερική ένταση από αυτή τη στροφή απελευθερώνεται σταδιακά, δημιουργώντας ένα αποκαταστατικό τόρκιο που επηρεάζει τις βούλες.
Περιορισμένο ύψος καμπίνας καλωδίων: Το συμπαγές ύψος της καμπίνας καλωδίων των RMUs (σχεδιασμένη για μονοκορυφικά καλώδια) περιορίζει το διαθέσιμο μήκος κάθε μεμονωμένης φάσης καλώδιου.
Περιορισμένη προσαρμογή μετά την τερματική: Μόλις ο χάραξης του καλώδιου είναι συμπιεσμένος, το μήκος εγκατάστασης είναι σταθερό. Με μικρότερα μήκη μεμονωμένων φάσεων (λόγω περιορισμών χώρου) που είναι δύσκολο να καμπυλωθούν, η εγκατάσταση του T-body connector συχνά απαιτεί την εφαρμογή υπερβολικών δυνάμεων πίεσης, σύρσης ή τροχιάς. Αυτό δημιουργεί κίνδυνο για βλάβες στις βούλες ή κακή επαφή.

2. Αντιμέτωπες

Για την αντιμετώπιση των παραπάνω προβλημάτων, μπορούν να εφαρμοστούν αντιμέτωπες σχετικά με το RMU, τα T-body connectors, τις πρακτικές εγκατάστασης και την πολιτική θεμελίωση του RMU.

2.1 Ring Main Unit (RMU)

2.1.1 Αρκετή Αύξηση του Ύψους της Καμπίνας Καλωδίων:
Οι καμπίνες καλωδίων των SF₆ common tank RMUs είναι συνήθως μικρές (περίπου H: 600mm, W: 350mm). Αυτό είναι κατάλληλο για μονοκορυφικά καλώδια, αλλά κάνει την εγκατάσταση T-body connectors, ειδικά για μεγάλους τομείς καλωδίων (240mm² ή 300mm²), πολύ δύσκολη για τρικορυφά καλώδια. Η trifurcating sleeve του T-body connector χρειάζεται επίσης χώρο, αφήνοντας μόνο ~400mm για τις φάσεις καλώδιου. Οι μεγάλοι τομείς φάσεων είναι ακριβείς, και σε συνδυασμό με τους περιορισμούς τόπου, η σωστή τοποθέτηση του T-body είναι δύσκολη.

Λύση: Παρόλο που τα common tank RMUs είναι πρότυπα, το ύψος εγκατάστασης μπορεί να αυξηθεί με τη χρήση επεκτατικής βάσης. Η αύξηση του ύψους της καμπίνας σε ~800mm και η εγγύηση ότι η κατακόρυφη απόσταση του καλώδιου clamp από το κέντρο της βούλης υψηλής τάσης είναι ≥750mm επιτρέπει μήκη φάσεων ~600mm. Αυτό επιτρέπει τη σωστή εγκατάσταση του T-body. Ουσιαστικά, η επεκτατική βάση αυξάνει τα μήκη των μεμονωμένων φάσεων μετά τη διαίρεση του τρικορυφού καλώδιου, επιτρέποντας σύνδεση παρόμοια με τα μονοκορυφικά καλώδια.
Πλεονεκτήματα: (1) Σημαντική μείωση του στροφικού τόρκιου στις βούλες; (2) Αύξηση της ευελιξίας εγκατάστασης, μείωση της ανάγκης για δύναμη; μείωση του κινδύνου διαρροής αέριου; (3) Ευκολία στη σωστή τοποθέτηση των lugs και stress cones.

2.1.2 Υπολογίστε τη Διαχειριστική Ικανότητα των Βουλών κατά την Επιλογή του RMU:
Τα πρότυπα 630A RMUs συνήθως έχουν βούλες τύπου bolt με εξωτερικό διάμετρο από χαλκό 25mm και εσωτερικό θρεματικό τρύπανο για M16 βολτ (διαχειριστική περιοχή ~289.6mm²). Η πραγματική περιοχή επαφής είναι συχνά μικρότερη λόγω των επιτρεπτών αποκλίσεων. Όταν χρησιμοποιούνται βολτ από ανοξείδωτο χάλυβα (λόγω μαλακού χαλκού), η διαχείριση εξαρτάται αποκλειστικά από αυτή την επαφή στο τέλος. Στο κλειστό περιβάλλον εξωτερικής μεταλλικής περιβάλλουσας, η αποδόση θερμότητας είναι κακή. Εάν η επαφή lug-to-bushing είναι κακή κατά την υψηλή ροή ρεύματος (>400A), προκαλείται θερμική παρατυπία.

Λύση: Για RMUs που χρησιμοποιούν καλώδια 240mm² ή 300mm² με ροή >400A, επιλέξτε μοντέλα με βούλες 800A-rated (εξωτερικό διάμετρο χαλκού Ø 32mm) για μείωση του κινδύνου θερμικής παρατυπίας.

2.1.3 Ενίσχυση της Θερμοκρασιακής Εποπτείας των Βουλών RMU:
Τα κλειστά common tank RMUs δεν μπορούν να ανοιχτούν για ελεγχούς. Η πρότυπη θερμοεικονογραφία IR δεν μπορεί να μετρήσει τη θερμοκρασία των συνδέσεων. Η προσθήκη θυρών ελέγχου υπονομεύει την IP βαθμολογία.

Λύση:

Ρουτίνες ελέγχους: Χειροκίνητη αισθητοποίηση της θερμοκρασίας της μπροστινής πλακίδας της καμπίνας καλωδίων για ανίχνευση υπερθέρμανσης του T-body.
Κρίσιμες μονάδες: Απενεργοποίηση περιοδικά μετά την αρχική λειτουργία με υψηλή ροή ρεύματος για ελεγχούς συνδέσεων για σημάδια υπερθέρμανσης.
Καλύτερη πρακτική (Τεχνολογία): Εγκατάσταση θερμοκρασιακών αισθητήρων άμεσα στις βούλες RMU ή T-body connectors για πραγματικού χρόνου θερμοκρασιακή εποπτεία.

2.2 Cable T-Body Connector

2.2.1 Εγγύηση Ποιότητας των Διαχειριστικών Συστατικών:
Η μεταβολή σε βολτ από ανοξείδωτο χάλυβα κάνει τη διαχείριση εξαρτώμενη μόνο από την επαφή στο τέλος, αυξάνοντας τις απαιτήσεις στη δομή/ποιότητα του lug. Κοινά προβλήματα που βρίσκονται:

Περιοχή επαφής lug πολύ στενή/τρύπα πολύ μεγάλη → μειωμένη περιοχή επαφής.

Χαμηλή ποιότητα υλικού lug, άνιση επένδυση.

Διαφορετικός κλίνων τρύπας lug και διπλού βολτ → lug δεν μπορεί να επικαλυφθεί σωστά στη βούλη → διαχείριση μόνο μέσω βολτ.

Χαλκού washer πολύ λεπτός/μικρός → δεν μπορεί να εγγυηθεί παράλληλη επαφή lug-to-bushing.

Όλα οδηγούν σε μειωμένη ροή ρεύματος και κίνδυνο θερμικής παρατυπίας.

Λύση: Σαφής διατύπωση των διαχειριστικών συστατικών T-body connectors:

Πλάτος επαφής lug: 25mm ή 32mm (ταιριάζει στη διαχειριστική περιοχή της βούλης).
Υλικό lug: T2 χαλκός (>99.9% Cu, ηλεκτρολυτικό, τυπωμένο, ανεμερισμένο). Επένδυση με ορείχαλκο ή αργυρό.
Washer: Μεγάλη επιφάνεια, ≥3mm πάχος για εγγύηση καλής πίεσης επαφής.

2.2.2 Επιλογή Μαλακών Υλικών T-Body Connectors για Εύκολη Εγκατάσταση:
EPDM ή σκληρά πλαστικά/καουτσούκ T-bodies είναι σκληρά/κριτικά, δύσκολα να προσαρμοστούν κατά την εγκατάσταση (ειδικά για μεγάλες φάσεις/stress cones/εξωτερική μεταλλική περιβάλλουσα), και δύσκολο να επαληθευτεί η τοποθέτηση. Χαμηλή ελαστικότητα/ραδιαλή δύναμη ενδέχεται να προκαλέσει μακροχρόνια διάσπαση και tracking.

Λύση: Επιλογή Silicone Rubber T-body connectors για common tank RMUs. Πλεονεκτήματα: Μαλακό, ελαστικό → εύκολη προσαρμογή τοποθέτησης; Έξοχη ραδιαλή δύναμη και ομοιόμορφη πίεση → καλή σφράγιση, πρόληψη tracking; Αρκετή μηχανική αντοχή για τις καμπίνες RMU.

2.3 Πρακτικές Εγκατάστασης στο Τόπο

2.3.1 Ασφάλεια Σημείου Εισόδου Καλώδιου:
Ασφαλίστε το τρικορυφό καλώδιο που εισέρχεται στο RMU κατευθείαν κάτω από τις βούλες υψηλής τάσης με τη χρήση καλώδιου clamp. Αποφύγετε κλίση ή άνευ υποστήριξης είσοδο καλώδιου. Τα άνευ υποστήριξης καλώδια επιβάλλουν στροφικό/τανυστικό τόρκιο, πιθανά να υπονομεύσουν την ακεραιότητα της βούλης/σφραγίδας → διαρροή SF₆, τρещίες βούλης, λειτουργικές παρατυπίες υψηλής τάσης.