10kV SF₆ Gaz yalıtımlı ortak tank halka anahtarı (Avrupa tipi) kablo bağlantıları için sorunlar ve önlemler
10kV SF₆ Gaz yalıtımlı ortak tank Halka Anahtarlama Ünitesi (Avrupa stili) kablo bağlantıları için sorunlar ve önlemler
Şehir dağıtım ağlarında kablo hatlarının yaygın kullanımıyla, 10kV SF₆ gaz yalıtımlı ortak tank Halka Anahtarlama Üniteleri (RMU'lar) (Avrupa stili), tam yalıtım, tam kapalılık, bakım gerektirmeme, kompakt boyut ve esnek montaj özellikleri nedeniyle ağ düğümleri olarak yaygın olarak benimsenmiştir. Bu Avrupa stili SF₆ ortak tank RMU'lar, nemli, tuzlu sisli çevresel koşullara sahip sahil bölgelerinde uygundur ve yüksek operasyonel güvenilirliği sağlar.
Son zamanlarda RMU'ların operasyonel başarısızlıkları, RMU sargıları ile 10kV kablolar arasındaki bağlantı noktalarındaki sorunlardan kaynaklandığı görülmektedir. Bu, özellikle büyük akım ve büyük kesit kabloları işleyen iç ve dış RMU'larda geçerlidir. Bir arızanın meydana gelmesi durumunda, tüm RMU devre dışı bırakılmalı ve değiştirilmeli, ayrıca kablo T-vucut bağlayıcısı yeniden kurulmalıdır. Bu, güç sağlamanın güvenilirliğini önemli ölçüde etkileyerek ciddi ekonomik kayıplara yol açmaktadır.
RMU sargıları ile 10kV kablolar arasındaki bağlantı, kritik bir operasyonel zayıf noktadır. Bu makale, mevcut sorunları analiz eder ve önlemler önerir.
1. Ortak Tank RMU'lar ve Üç Çekirdekli Kablo Bağlantılarındaki Sorunlar
Şu anda, 10kV SF₆ ortak tank RMU'lar (Avrupa stili) ve onların kablo T-vucut bağlayıcıları çoğunlukla Avrupa markalarıdır. Bunlar, genellikle tek çekirdekli kablolar için tasarlanmıştır, bu da daha kolay sabitleme ve montaj sağlar, sargılara tork uygulamaz, terminal ile sargı arasında iyi bir temas sağlar ve termal arızalar riskini azaltır. Buna karşılık, üç çekirdekli kablo montajı çok daha karmaşıktır ve tek çekirdekli montajlarda bulunmayan birçok sorunu beraberinde getirir:
- Üç çekirdekli kablo sabitleme noktası dış kaplama: Tek tek fazlar bağımsız olarak sabitlenemez. Bağlantıdan sonra bile, kablo kendi ağırlığı veya dış kuvvetler nedeniyle sargı bölümlerine tork uygulayabilir.
- Faz sıralaması hizalaması tork gerektirir: Üç çekirdekli kablo montajı sırasında, faz sıralaması hizalaması genellikle sabitlemeden önce tork uygulanmasını gerektirir. Montajdan sonra, bu bükülmenin içerdiği gerginlik yavaş yavaş serbest kalır ve sargılara geri dönen bir tork oluşturur.
- Sınırlı kablo odası yüksekliği: RMU'ların (tek çekirdekli kablolar için tasarlanmış) kompakt kablo odası yüksekliği, her bir kablo çekirdeği fazının kullanılabilir uzunluğunu sınırlar.
- Terminasyondan sonraki sınırlı ayar: Kablo lülesi sıkıştırıldığında, montaj uzunluğu sabitlenir. Kısa tek çekirdek uzunlukları (uzay kısıtlamalarından dolayı) eğilmesi zor olabilir, bu nedenle T-vucut bağlayıcısını yerine koymak genellikle aşırı itme, çekme veya kaldırmaya ihtiyaç duyar. Bu, sargıların hasar görmesine veya kötü temas oluşmasına yol açabilir.
2. Önlemler
Yukarıdaki sorunları çözmek için, RMU'nün kendisi, T-vucut bağlayıcıları, montaj uygulamaları ve RMU'nün inşaat temeli ile ilgili önlemler alınabilir.
2.1 Halka Anahtarlama Ünitesi (RMU)
2.1.1 Kablo Oda Yüksekliğini Yeterince Arttırın:
SF₆ ortak tank RMU kablo odaları genellikle küçük (yaklaşık H: 600mm, W: 350mm). Bu, tek çekirdekli kablolar için uygun olsa da, özellikle büyük kesit kablolar (240mm² veya 300mm²) için T-vucut bağlayıcılarını monte etmek üç çekirdekli kablolar için çok zordur. T-vucut bağlayıcısının üçe bölünmüş kılıfı da alan gerektirir, bu da kablo çekirdeklere yaklaşık 400mm alan bırakır. Büyük kesit çekirdekler serttir ve site kısıtlamalarıyla birlikte, doğru T-vucut pozisyonlamasını elde etmek zordur.
- Çözüm: Ortak tank RMU'lar standartlaştırılmış olsa da, montaj yüksekliği uzatma tabanı kullanılarak artırılabilir. Odanın yüksekliğini yaklaşık 800mm'ye yükselterek ve kablo klemesinin yüksek gerilim sargı merkez noktasına dikey mesafesini ≥750mm olarak tutarak, çekirdek uzunlukları yaklaşık 600mm'ye ulaşabilir. Bu, doğru T-vucut montajını sağlar. Temelde, uzatma tabanı, üç çekirdekli kablo bölündükten sonra ayrılmış tek faz çekirdeklerini uzatır, böylece bağlantıyı tek çekirdekli kablolar gibi yapmak mümkün olur.
- Avantajlar: (1) Sargılardaki torku önemli ölçüde azaltır; (2) Montaj toleransını artırır, zorlama ihtiyacını azaltır, gaz sızıntısı riskini düşürür; (3) Lülelerin ve gerilim konilerinin doğru pozisyonlanmasını sağlar.
2.1.2 RMU Seçimi Sırasında Sargı Iletkenliğini Dikkate Alın:
Standart 630A RMU'lar genellikle dış bakır tüp çapı 25mm olan ve M16 vidalar için iç delikli (iletken alan ~289.6mm²) vidalı sargılar kullanır. Gerçek temas alanı, uyum toleranslarından dolayı genellikle daha küçüktür. Paslanmaz çelik vidalar (yumuşak bakır nedeniyle) kullanıldığında, iletkenlik yalnızca bu uç temasına bağlıdır. Kapalı yalıtım içinde ısı verimsizdir. Yüksek akım (>400A) altında lüle-sargı teması kötüyse, termal arızalar oluşur.
- Çözüm: 240mm² veya 300mm² kabloları >400A'da çalıştıran RMU'lar için, iletken bakır tüp çapı Ø 32mm olan 800A dereceli sargılar kullanılarak termal arıza riski azaltılabilir.
2.1.3 RMU Sargı Sıcaklığını İzleme Konusunda İyileştirme:
Kapalı ortak tank RMU'lar açılarak kontrol edilemez. Standart kızılötesi termografi, bağlantı sıcaklıklarını ölçemez. Kontrol açıklıkları IP derecesini tehlikeye atar.
- Çözüm:
- Rutin kontroller: Kablo odası ön paneli sıcaklığı elle hissederek T-vucut'un aşırı ısınması tespit edilebilir.
- Kritik üniteler: İlk yüksek akım çalışmasından sonra periyodik olarak devre dışı bırakılarak bağlantılar aşırı ısınma belirtileri için kontrol edilebilir.
- En İyi Uygulama (Teknoloji): RMU sargılarına veya T-vucut bağlayıcılarına doğrudan sıcaklık sensörleri takılarak gerçek zamanlı sıcaklık izleme yapılabilir.
2.2 Kablo T-Vucut Bağlayıcısı
2.2.1 İletken Bileşenlerin Kalitesini Sağlayın:
Paslanmaz çelik vidaların kullanılması, iletkenliğin sadece uç temasına bağlı olması, lüle yapısı/malzemesi kalitesi üzerinde daha fazla talep oluşturur. Yaygın sorunlar şunlardır:
Lüle temas yüzeyi çok dar/ delik çok büyük → temas alanı azalır.
Lüle malzemesi düşük kalite, düzgün kaplama yok.
Lüle delik konisi ile çift uçlu vidanın uyuşmaması → lüle sargıyla doğru temas kuramaz → iletkenlik sadece vidadan geçer.
Bakır washer çok ince/küçük → paralel lüle-sargı temasını sağlayamaz.
Tüm bu durumlar, akım kapasitesini azaltır ve termal arıza riskini artırır.
- Çözüm: T-vucut bağlayıcısının iletken bileşenlerini açıkça belirtin:
- Lüle temas yüzeyi genişliği: 25mm veya 32mm (sargı iletken alanına uyuşacak).
- Lüle malzemesi: T2 bakır (>99.9% Cu, elektrolitik, dökme, yumuşatılmış). Bakır veya gümüş kaplama.
- Washer: Geniş yüzey, ≥3mm kalınlıkta, iyi basınç temasını sağlar.
2.2.2 Kolay Montaj İçin Esnek Malzemeli T-Vucut Bağlayıcı Seçin:
EPDM veya sert plastik/lastik T-vucutlar sert/brittle olup, montaj sırasında ayarlaması zordur (özellikle büyük çekirdekler/gerilim konileri/yalıtım). Pozisyonunu doğrulamak zordur. Düşük elastiklik/radyal kuvvet, uzun vadede arayüz ayrılması ve izleme riskini artırır.
- Çözüm: Ortak tank RMU'lar için Silikon Lastik T-vucut bağlayıcıları seçin. Avantajlar: Esnek, elastik → kolay pozisyon ayarlaması; Güzel radyal kuvvet ve eşgüdürlük → iyi mühürleme, izleme önleyici; RMU odaları için yeterli mekanik dayanım sağlar.
2.3 Alan Montaj Uygulamaları
2.3.1 Kablo Giriş Noktasını Güvence Altına Alın:
Üç çekirdekli kablo, RMU'ya yüksek gerilim sargılarının hemen altında bir kablo klemesi kullanarak sabitlenmelidir. Eğik veya desteklenmemiş kablo girişlerinden kaçının. Sabitlenmemiş kablolar, sargı ve mühür bütünlüğünü tehlikeye atan tork/çekme kuvvetleri uygular → SF₆ sızıntı, sargı çatlakları, yüksek gerilim arızaları.
- Çekirdekleri dikey ve simetrik olarak pozisyonlandırın; bükülmesini en aza indirin.
- Dal kılıfı ve kablo klemesini mümkün olduğunca alçakta yerleştirin (≥750mm dikey mesafe sargılardan).
- Alan Süreci: Kablo, temelden odaya çekilip zararlı ucun kesildikten sonra, faz sırasını doğrulayın. Kablo giriş açısını, çekirdeklerin sargılara doğru düz olduğunu garanti edecek şekilde hizalayın. Açı çok fazla ise, kablo hendekteki/pit'teki açıyı düzeltmek üzere geri çekin, ardından tekrar yerleştirin ve sıkıca sabitleyin. Çift sabitleme: Mümkün olduğunca, dış kaplamayı daha da güvence altına almak için ikinci bir klemleme noktası (örneğin, kablo pit'in altında bir sabitleme kiriş) ekleyin.
2.3.2 Kablo Faz Ayrımı ve Hazırlık:
- Kablo çekirdek uzunluklarını kırpılmadan önce dal kılıfını klem ile sabitleyin.
- B fazını B sargısıyla hizalayın.
- Hafifçe A/C fazlarını köklerinde dışa doğru büküp, ardından dikey olarak sargılarıyla hizalayın.
- Terminasyon vidasını sargıya yerleştirin, lüleyi gevşekçe asın.
- Hizalanmayı doğruladıktan sonra çekirdek uçlarını tam olarak gerekli uzunluğa kesin.
- Kritik: Kablo, son kesimden önce sabitlenmelidir. Bunu yapmamak, tutarsız çekirdek uzunluklarına yol açar → sargı stresi ve kötü temas.
- Soyma/Temizleme Süreci:
- T-vucut üreticisinin soyma boyutlarına karmaşık uyun.
- Dış katmanları soyarken iç katmanları zarar vermeyin.
- Mutlak olarak çekirdek yalıtımındaki longitudinal çizikleri önleyin → iç izlemeyi önler.
- Üreticiden sağlanan temizleme kağıdını kullanın. Endüstriyel alkol gibi diğer çözücülerden kaçının.
- Polifluoroeter bazlı yağ (silikon lastikle uyumlu) kullanın. Silikon yağ kullanmayın → karşılıklı çözünme → arayüz kuruması → izleme riski.
2.3.3 Gerilim Konisi Montajı:
- Gerilim konisinin kablo boyutuna uyduğunu sağlayın → doğru interferans uyumu. Çok sıkı: zor montaj, çatlak riski. Çok gevşek: kötü mühürleme, yüzey boşaltma riski.
- T-vucut üreticisinin talimatlarına göre (yalıtım ve kablo çekirdeği ile olan pozisyonları gerilim kontrolü/mühürleme etkiler) kesin pozisyonlandırmayı sağlayın. Minimum tolerans.
- Mümkün olduğunca, kablo dikey bölümünde gerilim konisini pozisyonlandırın → en iyi mühürleme sağlar.
- Sivri nesnelerin silikon lastik yüzeylerini çizmesini önleyin.
- Interferans uyumu yüzeylerine uyumlu yağın homojen bir tabakası uygulayın.
2.3.4 Yeterli Iletken Temas Alanını Sağlayın:
Yalıtım kılıfı içindeki iletken bağlantısı görünmez/zor kontrol edilir. Aşağıdakileri sağlamak gerekir:
- Lüle yüzeyi sargı iletken yüzeye paralel → sargıya uygulanan stresi minimize eder.
- Harika temas, ısıtmayı önler.
- Basma: Prosedüre göre lüleyi çekirdeğe basın. Lüle yüzeyinin sargı düzlemine paralel olduğundan emin olun. Basma matrisleri tamamen kapandıktan sonra, 10-15 saniye basıncı koruyun. Yüzeyleri düzeltin. Lüleyi ve çekirdek yalıtımını temizleyin.
- Bağlantı: Lüleyi vida üzerine yerleştirin, T-vucut'u sargıya yerleştirin → sıkılaştırmadan önce paralel lüle-sargı temasını sağlayın.
2.3.5 Güvenilir Topraklama Sağlayın:
Korumalı T-vucut bağlayıcılar, özel topraklama halkaları/ teller kullanılarak RMU topraklama ağına doğru topraklanmalıdır. Başarısızlık riskleri:Yüzeyde statik yük birikimi → şok riski.
Yakındaki toprağa yüzey boşaltma → malzemenin elektriksel aşınması.
2.4 RMU İnşaat Temeli İçin Gereksinimler
- RMU temeli genellikle yer seviyesinden 300-500mm yukarıdadır.
- Temel altındaki kablo pit derinliği ≥800mm olmalıdır; site izin verdiği takdirde 1000mm hedeflenmelidir.
- Amaç: Kablo girişine (özellikle büyük kesitler için) yeterli eğrilik yarıçapı sağlar, neredeyse dikey giriş → kablo/bağlantı üzerindeki stresi azaltır.
