Problemas e contramedidas para as conexións de cabos da unidade principal de anel de tanque común aislada a gas SF₆ de 10kV (estilo europeo)

Problemas e contramedidas para as conexións de cabos de 10kV en unidades de anel común de tanque SF₆ aisladas a gas (estilo europeo)

Co uso extensivo de liñas de cabo nas redes de distribución urbanas, as unidades de anel común de tanque SF₆ aisladas a gas de 10kV (RMUs) (estilo europeo) son ampliamente adoptadas como nodos de rede debido á súa característica de aislamento completo, cierre total, operación sen manutención, tamaño compacto e instalación flexible. Estas RMUs comúns de tanque SF₆ estilo europeo son adecuadas para áreas costeiras con entornos húmidos e neblina salgada e ofrecen unha alta fiabilidade operativa.

As fallos recentes de operación das RMUs indican que a maioría dos problemas provén de problemas nos puntos de conexión entre os bornes das RMUs e os cabos de 10kV. Isto é particularmente verdadeiro para RMUs interiores e exteriores que manejan correntes grandes e cabos de sección grande. Cando ocorre un fallo, a RMU completa require desenerxización e substitución, e o seu conector T de cabo debe ser reinstalado. Isto afecta significativamente a fiabilidade do suministro de enerxía e incide en perdas económicas substanciais.

A conexión entre os bornes das RMUs e os cabos de 10kV é un punto débil operativo crítico. Este artigo analiza os problemas existentes e propón contramedidas.

1. Problemas con as RMUs de tanque común e as conexións de cabos trifásicos

Actualmente, as RMUs de tanque común de 10kV SF₆ (estilo europeo) e os seus conectores T de cabo asociados son predominantemente marcas europeas. Estes están principalmente deseñados para cabos monofásicos, que son máis fáciles de fixar e instalar, non imponen torque torsional nos bornes, aseguran un buen contacto entre o terminal e o borne e reducen a probabilidade de fallos térmicos. En contraste, a instalación de cabos trifásicos é significativamente máis complexa, levando a varios problemas ausentes nas instalacións monofásicas:

1. O punto de fixación do cabo trifásico é a coberta exterior: As fases individuais non poden fixarse de forma independente. Incluso despois da conexión, o peso propio do cabo ou as forzas externas poden transmitir torque torsional ás seccións dos bornes.
2. A alineación da secuencia de fases require torque: Durante a instalación de cabos trifásicos, a alineación da secuencia de fases adoita requerir aplicar torque antes da fixación. Despois da instalación, a tensión interna desta torsión libérase gradualmente, xerando un torque de restitución que actúa sobre os bornes.
3. Altura limitada do compartimento de cabo: A altura compacta do compartimento de cabo das RMUs (deseñado para cabos monofásicos) restrinxe a lonxitude dispoñible de cada fase individual do núcleo do cabo.
4. Axuste limitado despois da terminación: Unha vez que a maza do cabo está prensada, a lonxitude de instalación está fixa. Con lonxitudes de núcleos individuais máis curtas (debido ás restricións espaciais) que son difíciles de dobrar, forzar o conector T na posición adoita requerer aplicar forzas excesivas de empuxo, tracción ou palanca. Esto arrisca danar os bornes ou causar un mal contacto.

2. Contramedidas

Para abordar os problemas mencionados, poden implementarse contramedidas relacionadas coa propia RMU, os conectores T, as prácticas de instalación e a base civil da RMU.

2.1 Unidade de Anel (RMU)

2.1.1 Aumentar adecuadamente a altura do compartimento de cabo:
Os compartimentos de cabo das RMUs de tanque común SF₆ son tipicamente pequenos (aprox. H: 600mm, W: 350mm). Isto é adecuado para cabos monofásicos, pero facer a instalación de conectores T, especialmente en cabos de gran sección (240mm² ou 300mm²), é moi difícil para cabos trifásicos. A manga trifurcada do conector T tamén necesita espazo, deixando só ~400mm para os núcleos de cabo. Os núcleos de gran sección son rígidos, e combinados coas restricións do sitio, lograr a correcta posición do conector T é un desafío.

• Solución: Aínda que as RMUs de tanque común estean estandarizadas, a altura de instalación pode aumentarse usando unha base de extensión. Elevar a altura do compartimento a ~800mm e asegurar que a distancia vertical do grampo de cabo ao punto central do borne de alta tensión sexa ≥750mm permite lonxitudes de núcleo de ~600mm. Isto facilita a correcta instalación do conector T. Esencialmente, a base de extensión alonga os núcleos unifásicos separados despois da división do cabo trifásico, permitindo unha conexión similar aos cabos monofásicos.
• Vantaxes: (1) Reduz significativamente o torque torsional nos bornes; (2) Aumenta a tolerancia de instalación, minimizando a necesidade de forza; reduce o risco de fuga de gas; (3) Facilita a correcta posición das mazas e conos de estrés.

2.1.2 Tener en conta a conductividad do borne durante a selección da RMU:
As RMUs estándar de 630A adoitan ter bornes de tipo parafuso con un diámetro de tubo de cobre exterior de 25mm e un orificio interno roscado para parafusos M16 (área conductiva ~289,6mm²). A área de contacto real adoita ser menor debido ás tolerancias de axuste. Cando se usan parafusos de acero inoxidable (debido ao cobre blando), a conducción depende só deste contacto final. Dentro do aislamento selado, a dissipación de calor é pobre. Se o contacto entre a maza e o borne é deficiente baixo correntes altas (>400A), ocorren fallos térmicos.

• Solución: Para RMUs que usan cabos de 240mm² ou 300mm² que circulen >400A, seleccionar modelos con bornes calificados para 800A (tubo de cobre exterior Ø 32mm) para reducir o risco de fallos térmicos.

2.1.3 Melorar o control de temperatura dos bornes da RMU:
As RMUs de tanque común selado non poden abrirse para inspección. A termografía IR estándar non pode medir as temperaturas das xuntas. Adicionar portos de inspección compromete a clasificación IP.

• Solución:
• Comprobacións rutinarias: Sentir manualmente a temperatura do panel frontal do compartimento de cabo para detectar sobrecalentamentos no conector T.
• Unidades críticas: Desenerxizar periodicamente despois da operación inicial de alta corrente para inspeccionar as conexións en busca de signos de sobrecalentamento.
• Melhor práctica (Tecnoloxía): Instalar sensores de temperatura directamente nos bornes da RMU ou nos conectores T para monitorizar a temperatura en tempo real.

2.2 Conector T de cabo

2.2.1 Garantir a calidade dos compoñentes conductivos:
O cambio a parafusos de acero inoxidable fai que a conducción dependa só do contacto final, aumentando as demandas na estrutura/calidade do material da maza. Problemas comúns atopados:

Superficie de contacto da maza demasiado estreita/orificio demasiado grande → área de contacto reducida.

08/13/2025