Problem i mere u 10kV SF₆ gasno-izolovanim zajedničkim rezervoarskim kolcima (evropskog stila) za spajanje kabela
Problem i merne za 10kV SF₆ gasno izolovane zajedničke rezervoarne kolanske jedinice (evropskog stila) vezanih za spajanje kabela
S obzirom na široku upotrebu kabelskih linija u gradske distributivne mreže, 10kV SF₆ gasno izolovane zajedničke rezervoarne kolanske jedinice (RMU) (evropskog stila) su široko prihvaćene kao čvorovi mreže zbog svojih karakteristika potpune izolacije, potpune zatvorenosti, održavanja bez održavanja, kompaktnosti i fleksibilnog montaža. Ove evropske SF₆ zajedničke rezervoarne RMU su pogodne za obale sa vlažnim, solanim maglovitim okruženjem i nude visoku operativnu pouzdanost.
Nedavne operativne kvarove RMU pokazuju da se većina problema javlja na tačkama spajanja između bushinga RMU i 10kV kabela. To je posebno istinito za unutrašnje i spoljašnje RMU koje obrađuju velike struje i kable velikog presjeka. Kada dođe do kvara, cijela RMU mora biti isključena i zamenjena, a konektor T-tijela kabela treba ponovo instalirati. To značajno utiče na pouzdanost snabdijevanja strujom i dovodi do značajnih ekonomskih gubitaka.
Veza između bushinga RMU i 10kV kabela predstavlja ključnu operativnu slabinu. Ovaj članak analizira postojeće probleme i predlaže mere.
1. Problemi sa zajedničkim rezervoarskim RMU i spajanjem trižilnih kabela
Trenutno, 10kV SF₆ zajednički rezervoarski RMU (evropskog stila) i njihovi pripadajući konektori T-tijela kabela uglavnom su evropski brendovi. Ovi su primarno dizajnirani za jednožilne kable, koji su lakše fiksirati i instalirati, ne stvaraju torzijski moment na bushinge, osiguravaju dobar kontakt između terminala i bushinga, smanjuju mogućnost termalnih grešaka. S druge strane, instalacija trižilnih kabela je značajno složenija, što dovodi do nekoliko problema koji nisu prisutni u instalaciji jednožilnih kabela:
- Fiksna tačka trižilnog kabela je vanjska omotača: Individualne faze ne mogu biti nezavisno fiksirane. Čak i nakon spajanja, vlastita težina kabela ili vanjske sile mogu prenositi torzijski moment na odsečke bushinga.
- Poređenje faza zahteva torzijski moment: Tijekom instalacije trižilnih kabela, poređenje faza često zahteva primjenu torzijskog momenta prije fiksiranja. Nakon instalacije, interni stres od ovog zakretanja postepeno se oslobađa, generišući restitucijski moment koji deluje na bushinge.
- Ograničena visina komore za kable: Kompaktna visina komore za kable RMU (dizajnirana za jednožilne kable) ograničava dostupnu dužinu svake pojedinačne faze kabela.
- Ograničena prilagodba nakon terminacije: Nakon crpanja konektora, dužina instalacije je fiksna. Sa kraćim dužinama pojedinačnih žila (zbog prostornih ograničenja) koje su teško savijati, forsiranje konektora T-tijela u poziciju često zahteva primjenu prekomjernih sila guranja, povlačenja ili koristenja klipa. To riziči oštećenje bushinga ili loš kontakt.
2. Mere
Za rešavanje gore navedenih problema, mere se mogu implementirati u vezi sa samim RMU, konektorima T-tijela, praksama instalacije i građevinskom temeljem RMU.
2.1 Kolanska jedinica (RMU)
2.1.1 Adekvatno povećanje visine komore za kable:
Komore za kable SF₆ zajedničkih rezervoara RMU tipično su male (oko H: 600mm, W: 350mm). To dobro služi jednožilnim kablama, ali čini instalaciju konektora T-tijela, posebno na kablama velikog presjeka (240mm² ili 300mm²), vrlo teškom za trižilne kable. Trifurkacioni čepić konektora T-tijela takođe treba prostor, ostavljajući samo ~400mm za žila kabela. Veliki presjeci su kruti, a uz ograničenja na lokaciji, postizanje tačne pozicije T-tijela je izazovno.
- Rešenje: Iako su zajednički rezervoarski RMU standardizovani, visina instalacije može biti povećana korišćenjem proširene baze. Povećavanjem visine komore na ~800mm i osiguravanjem vertikalne udaljenosti klipa za kable od centra HV bushinga ≥750mm, omogućava se dužina žila oko ~600mm. To olakšava tačnu instalaciju T-tijela. U suštini, proširena baza produžava razdvojene pojedinačne faze nakon podjele trižilnog kabela, omogućavajući spajanje slično jednožilnim kablama.
- Prednosti: (1) Značajno smanjuje torzijski moment na bushinge; (2) Povećava toleranciju pri instalaciji, smanjuje potrebu za silom; smanjuje rizik od curenja gasa; (3) Olakšava tačnu pozicioniranje luga i stres konusa.
2.1.2 Razmotrite provodljivost bushinga prilikom izbora RMU:
Standardni 630A RMU često imaju bolt tipa bushinge sa vanjskim prečnikom bakrene cevi od 25mm i narezanom unutrašnjom rupom za M16 bolt (provodna površina ~289.6mm²). Stvarna površina kontakta često je manja zbog tolerancija prilagođavanja. Kada se koriste nerđajući boltovi (zbog mekane bakre), provodnost se oslanja samo na ovaj krajnji kontakt. Unutar zapečaćene izolacije, toplota se loše disipira. Ako je kontakt luga i bushinga loš pri velikim strujama (>400A), javljaju se termalne greške.
- Rešenje: Za RMU koji koriste 240mm² ili 300mm² kable sa tokom >400A, izaberite modele sa bushingom od 800A (vanjski prečnik bakrene cevi Ø 32mm) kako bi se smanjio rizik od termalnih grešaka.
2.1.3 Poboljšanje nadzora temperature bushinga RMU:
Zapečaćeni zajednički rezervoarski RMU ne mogu biti otvoreni za inspekciju. Standardna IR termografska kontrola ne može meriti temperature spojeva. Dodavanje portova za inspekciju kompromituje IP ocenu.
- Rešenje:
- Redovne provere: Ručno osjetite temperaturu prednje ploče komore za kable kako biste otkrili pregrejavanje T-tijela.
- Kritične jedinice: Periodično isključite nakon prvog radnog perioda sa velikim tokom kako biste proverili spojeve na znakove pregrejanja.
- Najbolja praksa (tehnologija): Instalirajte senzore temperature direktno na bushinge RMU ili konektore T-tijela za stvarni nadzor temperature.
2.2 Konektor T-tijela kabela
2.2.1 Osigurajte kvalitet provodnih komponenti:
Prelaz na nerđajuće boltove čini provodnost zavisnom samo od krajnjeg kontakta, povećavajući zahteve na strukturu/materijal luga. Često su pronađeni problemi:
Površina kontakta luga previše uska/prevelika rupa → smanjena površina kontakta.
Loša kvalitet materijala luga, nepravilno galvaniziranje.
Neusklađenost između nagiba rupe luga i dvostruke glave boltova → lug ne može pravilno kontaktirati bushing → provodnost samo putem boltova.
Bakreni prsten previše tanki/manji → ne može osigurati paralelni kontakt luga i bushinga.
Sve to dovodi do smanjenja kapaciteta struje i rizika od termalnih grešaka.
- Rešenje: Jasan specifikacije provodnih komponenti konektora T-tijela:
- Širina površine kontakta luga: 25mm ili 32mm (usaglasiti sa provodnom površinom bushinga).
- Materijal luga: T2 bakar (>99.9% Cu, elektrolitski, lisani, blagozanjen). Galvaniziranje s bakrom ili srebrom.
- Prsten: Velika površina, ≥3mm debljine kako bi se osiguralo dobro tlakovanje.
2.2.2 Izaberite konektore T-tijela od mekog materijala kako biste olakšali instalaciju:
EPDM ili čvrste plastike/gume T-tijela su tvrde/lomljive, teške za prilagođavanje tijekom instalacije (posebno velike žile/stres konusi/izolacija), te teško verificirati poziciju. Loša elastičnost/radialna sila riziči dugoročno razdvajanje sučelja i praćenje.
- Rešenje: Izaberite Silikonovu gumu konektore T-tijela za zajedničke rezervoare RMU. Prednosti: Meke, elastične → lako prilagođavanje pozicije; Odlična radialna sila i uniformnost → dobra zapečaćenost, sprečava praćenje; Dovoljna mehanička čvrstoća za komore RMU.
2.3 Prakse instalacije na lokaciji
2.3.1 Osigurajte ulaznu tačku kabela:
Trižilni kabel koji ulazi u RMU izravno ispod HV bushinga osigurajte koristeći klip za kable. Izbegavajte nagibanje ili nepodržan ulaz kabela. Neosigurani kablovi stvaraju torzijske/povlačne sile, potencijalno kompromitiraju integritet bushinga/zapečaćenja → curenje SF₆, pukotine bushinga, HV greške.
- Pozicionirajte faze vertikalno i simetrično; minimizirajte zakretanje.
- Postavite rukav grane i klip za kable što niže moguće (≥750mm vertikalne udaljenosti od bushinga).
- Lokacijski proces: Nakon provedbe kabela kroz temelj u komoru, osecajte eventualno oštećeni kraj kabela. Verifikujte redosled faza. Poravnajte ugao ulaza kabela tako da faze budu ravne prema bushingima. Ako je ugao preveliki, povucite kabel nazad u jaz, ispravite ugao, zatim ponovo ubacite i čvrsto fiksirajte. Dvostruka fiksacija: Gdje god je moguće, dodajte drugu tačku fiksacije (npr. nosač fiksacije u jazu ispod) kako biste dodatno osigurali vanjski omotač.
2.3.2 Odvojite faze kabela i pripremite ih:
- Fiksirajte rukav grane koristeći klip prije skraćivanja dužina žila.
- Poravnajte fazu B sa bushingom B.
- Lagano savijte faze A/C van na korijen prije vertikalnog poravnanja sa njihovim bushingima.
- Ubacite bolt terminacije u bushing, raspušteno obesite lug na njega.
- Isecite krajeve žila na tačno potrebnu dužinu nakon verifikacije poravnanja.
- Ključno: Fiksirajte kabel prije finalnog skraćivanja. Ako to ne uradite, dužine žila će biti nekonstantne → stres bushinga i loš kontakt.
- Proces odlupivanja/čišćenja:
- Pridržavajte se preciznih dimenzija odlupivanja proizvođača T-tijela.
- Izbegavajte oštećenje unutrašnjih slojeva prilikom odlupivanja vanjskih slojeva.
- Apolutno sprecite longitudinalne oštrice na izolaciji žila → sprecava interno praćenje.
- Koristite čista papira proizvođača. Izbegavajte druge solvente poput industrijskog alkohola.
- Koristite polifluoreter-bazirani mazivač (kompatibilan sa silikonskom gumom). Izbegavajte silikonske masti → vzajamna dizolucija → sušenje sučelja → rizik od praćenja.
2.3.3 Instalacija stres konusa:
- Osigurajte da stres konus odgovara veličini kabela → tačan interferencijski fit. Pretesko: teška instalacija, rizik od pucanja. Preslabo: loša zapečaćenost, rizik od površinskog iskretanja.
- Pozicionirajte strogo prema uputstvima proizvođača T-tijela (pozicije u odnosu na izolaciju i žilo kabela utiču na kontrolu stresa/zapečaćenje). Minimalna tolerancija.
- Ako je moguće, pozicionirajte stres konus na vertikalni deo kabela → osigurava najbolju zapečaćenost.
- Sprečite oštre predmete da oštetite površine silikonske gume.
- Primijenite uniformnu kočnicu kompatibilnog maziva na površinama interferencijskog fita.
2.3.4 Osigurajte dovoljnu površinu kontakta provodnika:
Spoj provodnika unutar izolacionog rukava je nevidljiv/težak za proveru. Morate osigurati:
- Površina kontakta luga je paralelna sa provodnom površinom bushinga → minimalizirani stres na bushing.
- Odličan kontakt kako bi se sprecilo zagrijavanje.
- Crpanje: Crpni lug na žilo prema proceduri. Osigurajte orijentaciju površine luga paralelnu sa ravni bushinga. Nakon što se crpalne matrice potpuno zatvore, zadržite pritisak 10-15 sekundi. Deburr površine. Ocistite lug i izolaciju žila.
- Spoj: Postavite lug na bolt, ubacite T-tijelo u bushing → osigurajte paralelni kontakt luga i bushinga prije zatezanja.
2.3.5 Osigurajte pouzdanu zemlju:
Štitni konektori T-tijela mora biti pravilno zemljeni koristeći posebne prstenove/žice povezane sa zemljom mreže RMU. Rizici od neuspjeha: Nastanak statičkog naboja na površini → opasnost od udara.
Površinsko iskretanje do bližnjeg zemlja → električna erozija materijala.
2.4 Zahtevi za građevinski temelj RMU
- Temelj RMU obično 300-500mm iznad nivoa tla.
- Dubina jaza za kable ispod temelja treba biti ≥800mm; nastojte za 1000mm ako lokacija dopušta.
- Namjera: Pruža dovoljan poluprečnik savijanja za ulaz kabela (posebno za velike presjeke), omogućavajući gotovo vertikalni ulaz → smanjuje stres na kabel/spoj.
