Problem och motåtgärder för 10kV SF₆ gasisolering gemensam tank ringhuvud (europeisk stil) kabelanslutningar
Problem och motåtgärder för 10kV SF₆-gasisolerede gemensamma tankringhuvud (europeisk stil) kabelförbindelser
Med den omfattande användningen av kabelledningar i stadsnät, används 10kV SF₆-gasisolereda gemensamma tankringhuvud (RMUs) (europeisk stil) vidt ut som nätverksnoderna på grund av deras egenskaper med full isolering, fullständig inneslutning, underhållsfri drift, kompakt storlek och flexibel installation. Dessa europeiska SF₆-gemensamma tank-RMUs är lämpliga för kustområden med fuktiga, saltiga dimmiljöer och erbjuder hög driftsäkerhet.
Nyligen har driftstopp av RMUs visat att de flesta problem uppstår vid anslutningspunkterna mellan RMU-busshuvuden och 10kV-kablar. Detta gäller särskilt inom- och utomhus-RMUs som hanterar stora strömmar och kablar med stora sektioner. När ett fel uppstår krävs det en total avspänning och bytt av hela RMU, samt återinstallation av dess kabell T-body koppling. Detta påverkar kraftigt eldistributionens tillförlitlighet och leder till betydande ekonomiska förluster.
Anslutningen mellan RMU-busshuvuden och 10kV-kablar är en viktig driftmässig svag punkt. Denna artikel analyserar de existerande problemen och föreslår motåtgärder.
1. Problem med gemensamma tank-RMUs och trekabelförbindelser
För närvarande är 10kV SF₆-gemensamma tank-RMUs (europeisk stil) och deras associerade kabell T-body kopplingar främst europeiska varumärken. Dessa är huvudsakligen designade för enkablar, vilka är lättare att fastställa och installera, orsakar ingen torsionsmoment på busshuvuden, säkerställer bra kontakt mellan terminal och busshuvud, och minskar risken för termiska fel. I kontrast till detta, är installationen av trekablar betydligt mer komplex, vilket leder till flera problem som inte finns vid enkabelinstallationer:
- Trekabel fastpunkt är yttermanteln: De enskilda faserna kan inte fastställas oberoende. Även efter anslutning kan kablens egen vikt eller externa krafter överföra torsionsmoment till busshuvudsektionerna.
- Fassekvensjustering kräver moment: Vid installation av trekabler kräver ofta fassekvensjustering tillämpning av moment innan fastställandet. Efter installation släpper det interna spänningstillståndet från denna vrider sig gradvis, vilket genererar ett återställande moment som verkar på busshuvuden.
- Begränsad kabellkammare höjd: Den kompakta kabellkammaren hos RMUs (designad för enkabler) begränsar den tillgängliga längden för varje enskild kablfase.
- Begränsad justering efter terminering: När kabelluggen är pressad, är installationslängden fastställd. Med kortare individuella kabelkärnor (på grund av rumsbegränsningar) som är svåra att böja, kräver det ofta att man använder för mycket tryck, drag eller hevarkrafter för att få T-body kopplingen på plats. Detta riskerar att skada busshuvuden eller orsaka dålig kontakt.
2. Motåtgärder
För att hantera de ovan nämnda problemen kan motåtgärder implementeras beträffande RMU-själva, T-body kopplingarna, installationspraktiker och RMUs civila grundval.
2.1 Ring Main Unit (RMU)
2.1.1 Tillräckligt öka kabellkammarens höjd:
SF₆-gemensamma tank-RMU kabellkammare är vanligtvis små (ca H: 600mm, W: 350mm). Detta passar väl för enkabler men gör installation av T-body kopplingar, särskilt för stora sektioner (240mm² eller 300mm²), mycket svårt för trekabler. T-body kopplingens trifurcationsmanschett behöver också plats, vilket lämnar endast ~400mm för kablkärnor. Stora sektioner är stela, och tillsammans med platsbegränsningar, är det svårt att uppnå korrekt T-body positionering.
- Lösning: Även om gemensamma tank-RMUs är standardiserade, kan installationshöjden ökas genom användning av en utökning bas. Genom att höja kammarens höjd till ~800mm och säkerställa att kabellklamrens vertikala avstånd från HV-busshuvudets mittpunkt är ≥750mm, får kärnlängderna ~600mm. Detta underlättar korrekt T-body installation. I grunden låter utökningen basen separera de enskilda enfas-kärnorna efter splittring av trekabeln, vilket möjliggör anslutning liknande enkabler.
- Fördelar: (1) Minskar betydligt torsionsmomentet på busshuvuden; (2) Ökar installations tolerans, minimerar behovet av kraft; minskar gasläckagerisken; (3) Underlättar korrekt positionering av luggar och spänningskoner.
2.1.2 Beakta busshuvudsledningskapacitet vid val av RMU:
Standard 630A RMUs har ofta skruvbaserade busshuvuden med en yttre kopparrör diameter på 25mm och en trådad hål för M16 skruvar (ledningsarea ~289,6mm²). Den faktiska kontaktytan är ofta mindre på grund av passnings toleranser. När rostfria stål skruvar används (på grund av mjuk koppar), beror ledningen endast på denna slutkontakt. Inuti den segelade isoleringen är värmeavledningen dålig. Om lugg-till-busshuvud kontakten är dålig vid höga strömmar (>400A), uppstår termiska fel.
- Lösning: För RMUs som använder 240mm² eller 300mm² kablar som drivs >400A, välj modeller med 800A-rangerade busshuvuden (yttre kopparrör Ø 32mm) för att minska risken för termiska fel.
2.1.3 Förbättra temperaturövervakning av RMU-busshuvud:
Segelade gemensamma tank-RMUs kan inte öppnas för inspektion. Standard IR-thermografi kan inte mäta förenings temperaturer. Läggande av inspektionsportar komprometterar IP-graden.
- Lösning:
- Rutininspektioner: Känn manuellt kabellkammarens frontpanel temperatur för att upptäcka överhettning av T-body.
- Kritiska enheter: Avspänna periodiskt efter initial högströmsdrift för att inspektera anslutningar för tecken på överhettning.
- Bästa praxis (teknologi): Installera temperatursensorer direkt på RMU-busshuvuden eller T-body kopplingar för realtidstemperaturövervakning.
2.2 Kabell T-body koppling
2.2.1 Säkerställ kvaliteten på ledningskomponenter:
Genom att byta till rostfria stål skruvar blir ledningen beroende endast på slutkontakt, vilket ökar kraven på luggstrukturens/materialkvaliteten. Vanliga problem som hittas:
Luggkontaktytan är för smal/hålet är för stort → minskad kontaktyta.
Dålig luggmaterialkvalitet, ojämn plating.
Olika mellan lugghålets kon och dubbeländade skruv → lugg kan inte kontakta busshuvudet korrekt → ledning endast via skruv.
Kopparvätska är för tunn/liten → kan inte säkerställa parallell lugg-till-busshuvud kontakt.
Alla leder till minskad strömkapacitet och termisk felrisk.
- Lösning: Specificera T-body kopplingens ledningskomponenter tydligt:
- Luggkontaktytas bredd: 25mm eller 32mm (matcha busshuvudets ledningsarea).
- Luggmaterial: T2-koppar (>99,9% Cu, elektrolytisk, formad, annealed). Tin eller silverplätering.
- Vätska: Stor yta, ≥3mm tjock för att säkerställa god tryckkontakt.
2.2.2 Välj T-body kopplingar med mjuka material för att underlätta installation:
EPDM eller hårda plast/rubber T-body kopplingar är hårda/brita, svåra att justera under installation (särskilt stora kärnor/spänningskoner/isoleringsmaterial), och svåra att verifiera positionering. Dålig elasticitet/radial kraft riskerar långsiktig gränsskiljning och tracking.
- Lösning: Välj Silikonrubber T-body kopplingar för gemensamma tank-RMUs. Fördelar: Mjuk, elastisk → enkel positioneringsjustering; Utmärkt radial kraft och jämnhet → god tätning, förhindrar tracking; Tillräcklig mekanisk styrka för RMUs kammare.
2.3 Platsinstallation praktiker
2.3.1 Säkerställ kabelinmatningspunkt:
Säkerställ trekabelns inmatning i RMU direkt nedanför de högspännings busshuvuden med hjälp av en kabellklam. Undvik lutande eller ostödd kabelinmatning. Ostödda kablar påfört torsions/dragkrafter, vilket potentiellt kan kompromettera busshuvudets/tätningens integritet → SF₆-läckage, busshuvudsprickor, högspänningsfel.
- Positionera kärnor vertikalt och symmetriskt; minimera vrider.
- Placera grenhandsken och kabellklammen så lågt som möjligt (≥750mm vertikalt avstånd från busshuvuden).
- Platsprocess: Efter att ha dragit kabeln genom grundval i kammare, klipp bort eventuellt skadat kabelslut. Verifiera fassekvens. Justera kabelinmatningsvinkel så att kärnorna är raka mot busshuvuden. Om vinkeln är för stor, dra tillbaka kabeln till grop/grubbe, korrigera vinkeln, sedan infoga och fastsla starkt. Dubbelfastläggning: Där det är möjligt, lägg till en andra fastläggningspunkt (t.ex. fastläggningstång i kabellgruppen nedan) för att ytterligare säkerställa yttermanteln.
2.3.2 Kabelfas separation och förberedelse:
- Fastlägg grenhandsken med klam innan du trimmar kärnlängderna.
- Justera B-fas med B-busshuvud.
- Lätt böj A/C-faser utåt vid roten innan du vertikalt justerar dem med sina busshuvuden.
- Placera termineringsbolaget i busshuvudet, häng luggen löst på det.
- Klipp kärnslut till exakt den krävda längden efter att ha verifierat justeringen.
- Viktigt: Fastlägg kabel innan final trimning. Om detta inte görs resulterar det i inkonsekventa kärnlängder → busshuvud stress och dålig kontakt.
- Avspädning/rengöringsprocess:
- Följ T-body tillverkarens avspädning dimensioner exakt.
- Undvik att skada inre lager medan du avspäder yttre lager.
- Absolut förhindra longitudinella skrapmärken på kärnisolationen → förhindrar intern tracking.
- Använd tillverkarens rengöringspapper. Undvik andra lösningsmedel som industrialkohol.
- Använd polyfluoroether-baserad smörjmedel (kompatibelt med silikonrubber). Undvik silikonfett → ömsesidig upplösning → gränsskurkning → tracking risk.
2.3.3 Spänningskoninstallation:
- Säkerställ att spänningskon matchar kablstorleken → korrekt interferenspassning. För hårt: svår installation, risk för sprickning. För lös: dålig tätning, risk för ytvätsning.
- Positionera strikt enligt T-body tillverkarens instruktioner (positioner relativt till isolation och kablkärna påverkar spänningskontroll/tätning). Minimal tolerans.
- Positionera spänningskon på den vertikala delen av kabeln om möjligt → säkerställer bästa tätning.
- Förhindra att skarpa föremål skadar silikonrubberytan.
- Tillämpa jämn smörjmedelsbeläggning på interferenspassningsytor.
2.3.4 Säkerställ tillräcklig ledningskontaktyta:
Ledningsanslutningen inuti isoleringssleeven är osynlig/svår att kontrollera. Måste säkerställa:
- Luggytan är parallel med busshuvudets ledningsyta → minimerad stress på busshuvud.
- Utöverlig kontakt för att förhindra uppvärmning.
- Pressning: Pressa lugg till kärnan enligt procedur. Säkerställ att luggens ansiktsorientering är parallel med busshuvudplanet. Efter att pressformerna är helt stängda, håll trycket i 10-15 sekunder. Deburr ytor. Rengör lugg och kablkärnisolation.
- Anslutning: Placera lugg på bolaget, skjut T-body in i busshuvudet → säkerställ parallel lugg-till-busshuvud kontakt innan du åtdrar.
2.3.5 Säkerställ tillförlitlig jordning:
Skölda T-body kopplingar måste jordas korrekt med dedikerade jordningsringar/trådar anslutna till RMUs jordningsnät. Felrisken: Statisk laddning uppbygger på ytan → chockrisk.
Ytvätsning till närliggande jord → elektrisk erosion av material.
2.4 Krav för RMUs civila grundval
- RMUs grundval vanligtvis 300-500mm ovan marknivå.
- Kabellgrupps djup under grundval bör vara ≥800mm; sträva efter 1000mm om platsen tillåter.
- Syfte: Ger tillräcklig böjradie för kabelinmatning (särskilt stora sektioner), vilket möjliggör nästan vertikal inmatning → minskar stress på kabel/anslutning.
