10kV SF₆ gáz-elhelyezett közös tartályú gyűrű alakú elosztó (európai stílus) kábelek csatlakoztatásának problémái és megoldásai

Problémák és megoldások a 10 kV SF₆ gáz-izolált közös tartályú gyűrűs fővonalas egységek (európai stílus) kábeles kapcsolatainál​

A városi elosztóhálózatokban széles körben használt kábelvonallal, a 10 kV SF₆ gáz-izolált közös tartályú gyűrűs fővonalas egységek (RMU-k) (európai stílus) széles körben alkalmazott hálózati csomópontok, mivel teljesen izoláltak, teljesen bezárva vannak, karbantartásmentesek, kompaktek és rugalmasan telepíthetők. Ezek az európai stílusú SF₆ közös tartályú RMU-k alkalmasak a pácsmos, sós köd környezetben található part menti területekre, és nagy üzemeltetési megbízhatóságot nyújtanak.

Az RMU-k legutóbbi üzemeltetési hibái azt mutatják, hogy a legtöbb probléma a RMU-bushingek és a 10 kV kábelek közötti kapcsolódási pontokból ered. Ez különösen igaz a nagy áramerőségű és nagy keretszakaszú kábeleket kezelő belső és külső RMU-k esetén. Ha hiba történik, a teljes RMU-t ki kell kapcsolni és cserélni, valamint újra be kell állítani a kábel T-testkapcsolóját. Ez jelentősen befolyásolja a villamosenergia-szolgáltatás megbízhatóságát, és jelentős gazdasági veszteségeket okoz.

A RMU-bushingek és a 10 kV kábelek közötti kapcsolat egy kritikus üzemeltetési gyenge pont. Ez a cikk elemezi a jelenlegi problémákat, és megoldásokat javasol.

​1. A közös tartályú RMU-k és a háromszálas kábelek kapcsolataival kapcsolatos problémák​

Jelenleg a 10 kV SF₆ közös tartályú RMU-k (európai stílus) és a hozzájuk tartozó kábel T-testkapcsolók főként európai márkák. Ezek elsősorban egy szálas kábelekre vannak tervezve, amelyek könnyebben rögzíthetők és telepíthetők, nem gyakorolnak forgástorkot a bushingekre, biztosítják a terminál és a bushing jó kapcsolatát, és csökkentik a hőmérsékleti hibák kockázatát. Ellenben a háromszálas kábelek telepítése jelentősen bonyolultabb, ami több problémát jelent, ami nincs jelen az egy szálas telepítések esetén:

1. ​A háromszálas kábel rögzítési pontja a külső ruha:​​ Az egyes fázisok nem rögzíthetők függetlenül. Még a kapcsolat után is a kábel saját súlya vagy külső erők továbbra is forgástorkot gyakorolhat a bushing részekre.
2. ​A fázissorrendig aligítható torziós torkkal:​​ A háromszálas kábelek telepítése során a fázissorrendig aligítás gyakran tork alkalmazását igényli a rögzítés előtt. A telepítés után ez a belső stressz lassan leengedhet, és visszaforgató torkot gyakorol a bushingekre.
3. ​Korlátozott kábelkamera magasság:​​ A RMU-k (egy szálas kábelekhez tervezett) kompakt kábelkamera magassága korlátozza minden egyes kábelkeretszakasz hosszát.
4. ​Korlátozott beállítás a végződések után:​​ Amint a kábelkarika össze van varrázva, a telepítési hossz rögzített. A rövidebb egyes keretszakaszok (területi korlátozások miatt), amelyek nehéznek bizonyulnak a hajtogatásra, a T-testkapcsoló helyes behelyezéséhez gyakran túl nagy nyomó, húzó vagy hasító erőket kell alkalmazni. Ez kockázatot jelent a bushingek károsodására vagy a rossz kapcsolatra.

​2. Megoldások​

A fenti problémák megoldása érdekében megoldásokat lehet alkalmazni a RMU-nak, a T-testkapcsolóknak, a telepítési gyakorlatoknak és a RMU építészeti alapnak vonatkozóan.

​2.1 Gyűrűs fővonalas egység (RMU)​​

2.1.1 ​Adekvátan növelje a kábelkamera magasságát:​​
Az SF₆ közös tartályú RMU kábelkamerák általában kis méretűek (kb. H: 600mm, W: 350mm). Ez jól illik az egy szálas kábelekhez, de a T-testkapcsolók, különösen a nagy keretszakaszú kábelek (240mm² vagy 300mm²) telepítését nagyon nehezíti a háromszálas kábelek esetén. A T-testkapcsoló háromágú rúrra is szüksége van, így csak kb. 400mm marad a kábelkeretszakaszok számára. A nagy keretszakaszú keretszakaszok merevsége, kombinálva a helyi korlátozásokkal, a T-testkapcsoló helyes helyezését is nehezíti.

• ​Megoldás:​​ Bár a közös tartályú RMU-k standardizáltak, a telepítési magasság növelhető kiterjesztő alap segítségével. A kamera magasságának növelése kb. 800mm-re, és a kábelkarika függőleges távolságának biztosítása a magasfeszültségi bushing középpontjától ≥750mm-re, lehetővé teszi a kb. 600mm-es keretszakaszokat. Ez a T-testkapcsoló helyes telepítését teszi lehetővé. Alapvetően a kiterjesztő alap hosszabbítja a háromszálas kábel felosztása után a különálló egyes fázisokat, lehetővé téve a kapcsolatot, mint az egy szálas kábelek esetén.
• ​Előnyök:​​ (1) Jelentősen csökkenti a bushingekre gyakorolt forgástorkot; (2) Növeli a telepítési toleranciát, csökkentve a szükséges erőt; csökkenti a gázlecsókolás kockázatát; (3) Képesít a karikák és a stressz-kúpok helyes helyzetbe hozását.

2.1.2 ​Vegye figyelembe a bushing vezetőképességét a RMU kiválasztása során:​​
A standard 630A RMU-k gyakran csavarkötésű bushingekkel rendelkeznek, amelyek külső rézcsöveinek átmérője 25mm, és M16 csavarokat (vezető terület ~289,6mm²) fogadó belső szálával. A valós kapcsolati terület gyakran kisebb a passzolási toleranciák miatt. Edelstahl csavarok használata (mivel a réz puha) esetén a vezetés kizárólag a végső kapcsolaton múlik. A zárt izolációban a hővezetés rossz. Ha a karika és a bushing közötti kapcsolat rossz nagy áramerőségnél (>400A), hőmérsékleti hibák fordulhatnak elő.

• ​Megoldás:​​ 240mm² vagy 300mm² kábeleket használó, >400A-os áramerőséggel működő RMU-k esetén válasszon 800A-os bushingekkel (külső rézcső Ø 32mm) felszerelt modelleket, hogy csökkentse a hőmérsékleti hibák kockázatát.

2.1.3 ​Növelje a RMU bushingek hőmérsékleti monitorozását:​​
A zárt közös tartályú RMU-k nem nyithatók meg ellenőrzésre. A szabványos infravörös termográfia nem tudja mérni a csatlakozások hőmérsékletét. Az ellenőrzési portok hozzáadása rombolja a IP minősítést.

• ​Megoldás:​​
• Rendszeres ellenőrzések: Érintse manuálisan a kábelkamera előlapjának hőmérsékletét, hogy észlelje a T-testkapcsoló túlmelegedését.
• Kritikus egységek: Szakítsa meg időnként a kezdeti nagy áramerőségű működés után, és ellenőrizze a csatlakozásokat a túlmelegedés jeleinek keresésére.
• ​Legjobb gyakorlat (technológia):​​ Telepítse a hőmérséklet-érzékelőket közvetlenül a RMU bushingekre vagy a T-testkapcsolókon a valós idejű hőmérséklet-monitorozás érdekében.

​2.2 Kábel T-testkapcsoló​

2.2.1 ​Biztosítsa a vezető komponensek minőségét:​​
A锈蚀的不锈钢螺栓使导电完全依赖于端面接触，增加了对线夹结构/材料质量的要求。常见的问题包括： - 线夹接触面太窄/孔太大 → 接触面积减少。 - 线夹材料质量差，镀层不均匀。 - 线夹孔锥度与双头螺栓不匹配 → 线夹无法正确接触套管 → 导电仅通过螺栓。 - 铜垫片太薄/太小 → 无法确保线夹与套管平行接触。 所有这些都会导致电流容量降低和热故障风险。 **解决方案：** 明确指定T型连接器的导电组件： - 线夹接触面宽度：25毫米或32毫米（匹配套管导电面积）。 - 纬度材料：T2铜（>99.9% Cu，电解，模制，退火）。镀锡或镀银。 - 垫片：大表面，≥3毫米厚以确保良好的压力接触。 2.2.2 **选择软材质的T型连接器以简化安装：** EPDM或硬质塑料/橡胶T型连接器坚硬/脆性，在安装过程中难以调整（特别是大芯/应力锥/绝缘），并且难以验证定位。弹性/径向力不足可能导致长期界面分离和爬电。 **解决方案：** 为共箱式环网柜选择**硅橡胶**T型连接器。优点：柔软、有弹性 → 容易调整位置；优秀的径向力和均匀性 → 良好的密封，防止爬电；足够的机械强度适用于环网柜室。 **2.3 现场安装实践** 2.3.1 **固定电缆入口点：** 直接在高压套管下方使用电缆夹固定进入环网柜的三芯电缆。避免倾斜或无支撑的电缆入口。未固定的电缆会施加扭转/拉力，可能损害套管/密封完整性 → SF₆泄漏，套管开裂，高压故障。 - 垂直对称地定位芯线；尽量减少扭曲。 - 尽可能低地放置分支手套和电缆夹（从套管中心点起垂直距离≥750毫米）。 - **现场工艺：** 在将电缆穿过基础进入室后，切断任何损坏的电缆端部。验证相序。对准电缆进入角度，使芯线直线朝向套管。如果角度过大，将电缆拉回沟/坑中，校正角度，然后重新插入并牢固夹紧。**双重固定：** 如果可能，增加第二个夹紧点（例如，在电缆坑下方的固定梁上）以进一步固定外护套。 2.3.2 **电缆相分离和准备：** 1. 在修剪芯线长度之前，使用夹具固定电缆分支手套。 2. 对齐B相与B套管。 3. 在根部略微向外弯曲A/C相，然后垂直对齐它们与各自的套管。 4. 将终端螺栓放入套管中，松散地挂上线夹。 5. 在验证对齐后，精确切割芯线端部。 **关键：** 在最终修剪前固定电缆。否则会导致芯线长度不一致 → 套管应力和不良接触。 **剥皮/清洁过程：** - 严格遵循T型连接器制造商的剥皮尺寸。 - 剥除外层时避免损坏内层。 - 绝对防止芯线绝缘上的纵向划痕 → 防止内部爬电。 - 使用制造商提供的清洁纸。**避免**其他溶剂如工业酒精。 - 使用**聚氟醚基**润滑剂（与硅橡胶兼容）。**避免**硅脂 → 相互溶解 → 界面干燥 → 爬电风险。 2.3.3 **应力锥安装：** - 确保应力锥与电缆尺寸匹配 → 正确的过盈配合。太紧：安装困难，有开裂风险。太松：密封不良，表面放电风险。 - 严格按照T型连接器制造商的说明进行定位（相对于绝缘和电缆芯的位置影响应力控制/密封）。最小公差。 - 尽可能在电缆的垂直部分定位应力锥 → 确保最佳密封。 - 防止尖锐物体刮伤硅橡胶表面。 - 在过盈配合表面上均匀涂抹兼容润滑剂。 2.3.4 **确保足够的导体接触面积：** 绝缘套内的导体连接不可见/难以检查。必须确保： - 线夹表面平行于套管导电表面 → 最小化套管应力。 - **良好的接触**以防止发热。 - **压接：** 按照程序将线夹压接到芯线上。**确保线夹面的方向平行于套管平面**。压接模具完全闭合后，保持压力10-15秒。去毛刺表面。清洁线夹和芯线绝缘。 - **连接：** 将线夹放在螺栓上，将T型连接器推入套管 → 确保线夹与套管平行接触后再拧紧。 2.3.5 **确保可靠的接地：** 屏蔽T型连接器**必须**使用专用接地环/线连接到环网柜接地网。否则的风险： - 表面静电积累 → 触电危险。 - 表面放电到附近的地 → 材料电气侵蚀。 **2.4 环网柜土建基础要求** - 环网柜底座通常高于地面300-500毫米。 - **电缆坑深度应≥800毫米**；如果场地允许，争取达到**1000毫米**。 - **目的：** 提供足够的弯曲半径用于电缆入口（特别是大截面），允许近乎垂直的入口 → 减少电缆/连接的应力。