ปัญหาและมาตรการแก้ไขสำหรับการเชื่อมต่อสายเคเบิลของหน่วยควบคุมวงจรหลักแบบถังรวมที่ใช้ก๊าซ SF₆ แรงดัน 10kV (สไตล์ยุโรป)

ปัญหาและมาตรการแก้ไขสำหรับการเชื่อมต่อสายเคเบิลของวงจรวงหลักแบบถังรวม SF₆ แรงดัน 10kV (สไตล์ยุโรป)

ด้วยการใช้งานสายเคเบิลในระบบจำหน่ายไฟฟ้าในเมืองอย่างกว้างขวาง วงจรวงหลักแบบถังรวม SF₆ แรงดัน 10kV (สไตล์ยุโรป) ได้รับความนิยมเป็นจุดเชื่อมต่อเน็ตเวิร์กเนื่องจากคุณสมบัติที่ครบครัน เช่น การฉนวนที่สมบูรณ์ การปิดผนึกอย่างเต็มที่ การทำงานโดยไม่ต้องบำรุงรักษา ขนาดเล็ก และการติดตั้งที่ยืดหยุ่น วงจรวงหลักแบบ SF₆ ถังรวมสไตล์ยุโรปเหล่านี้เหมาะสมกับพื้นที่ชายฝั่งที่มีสภาพแวดล้อมชื้นและหมอกเกลือ และมีความน่าเชื่อถือในการทำงานสูง

การล้มเหลวในการทำงานของวงจรวงหลักในระยะหลังแสดงให้เห็นว่าปัญหาส่วนใหญ่มาจากจุดเชื่อมต่อระหว่างปลอกวงจรวงหลักและสายเคเบิล 10kV ซึ่งเป็นจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวงจรวงหลักภายในและภายนอกที่จัดการกระแสไฟฟ้าและสายเคเบิลขนาดใหญ่ เมื่อเกิดการล้มเหลว วงจรวงหลักทั้งหมดจะต้องถูกปิดกระแสไฟฟ้าและเปลี่ยนใหม่ และตัวเชื่อมต่อ T-Body ของสายเคเบิลต้องติดตั้งใหม่ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้าและสร้างความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมาก

การเชื่อมต่อระหว่างปลอกวงจรวงหลักและสายเคเบิล 10kV เป็นจุดอ่อนสำคัญในการดำเนินงาน บทความนี้วิเคราะห์ปัญหาที่มีอยู่และเสนอมาตรการแก้ไข

1. ปัญหาของการเชื่อมต่อวงจรวงหลักแบบถังรวมและสายเคเบิลสามแกน

ปัจจุบัน วงจรวงหลักแบบถังรวม SF₆ แรงดัน 10kV (สไตล์ยุโรป) และตัวเชื่อมต่อ T-Body ของสายเคเบิลส่วนใหญ่เป็นแบรนด์ยุโรป ออกแบบมาสำหรับสายเคเบิลเดี่ยว ซึ่งง่ายต่อการติดตั้งและไม่ทำให้เกิดแรงบิดที่ปลอกวงจร ทำให้มั่นใจได้ว่ามีการสัมผัสที่ดีระหว่างเทอร์มินอลและปลอกวงจร และลดโอกาสเกิดปัญหาความร้อน ในทางกลับกัน การติดตั้งสายเคเบิลสามแกนมีความซับซ้อนมากขึ้น ทำให้เกิดปัญหาหลายประการที่ไม่มีในสายเคเบิลเดี่ยว:

1. จุดยึดสายเคเบิลสามแกนคือชั้นนอก: แต่ละเฟสไม่สามารถยึดแยกกันได้ แม้หลังจากการเชื่อมต่อ น้ำหนักของสายเคเบิลเองหรือแรงภายนอกสามารถส่งแรงบิดไปยังส่วนปลอกวงจร
2. การจัดเรียงลำดับเฟสต้องใช้แรงบิด: ในการติดตั้งสายเคเบิลสามแกน การจัดเรียงลำดับเฟสต้องใช้แรงบิดก่อนการยึด หลังจากการติดตั้ง แรงภายในที่เกิดจากการบิดค่อยๆ คลายออก ทำให้เกิดแรงบิดที่คืนตัวซึ่งกระทำต่อปลอกวงจร
3. ความสูงของห้องสายเคเบิลจำกัด: ความสูงของห้องสายเคเบิลของวงจรวงหลัก (ออกแบบมาสำหรับสายเคเบิลเดี่ยว) จำกัดความยาวของแต่ละแกนของสายเคเบิล
4. การปรับแต่งหลังจากการยึดปลายสายเคเบิลจำกัด: หลังจากการยึดปลายสายเคเบิลด้วย Lug ความยาวของการติดตั้งจะถูกกำหนดไว้แล้ว ด้วยความยาวของแกนสายเคเบิลแต่ละแกนที่สั้น (เนื่องจากข้อจำกัดของพื้นที่) ซึ่งยากต่อการงอ การบังคับให้ตัวเชื่อมต่อ T-Body อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องมักต้องใช้แรงดัน แรงดึง หรือแรงโยกที่มากเกินไป ซึ่งอาจทำให้ปลอกวงจรเสียหายหรือการสัมผัสที่ไม่ดี

2. มาตรการแก้ไข

เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว มาตรการแก้ไขสามารถนำไปใช้กับวงจรวงหลักเอง ตัวเชื่อมต่อ T-Body วิธีการติดตั้ง และฐานรากของวงจรวงหลัก

2.1 วงจรวงหลัก (RMU)

2.1.1 เพิ่มความสูงของห้องสายเคเบิลให้เพียงพอ:
ห้องสายเคเบิลของวงจรวงหลักแบบถังรวม SF₆ มักมีขนาดเล็ก (ประมาณ H: 600mm, W: 350mm) ซึ่งเหมาะสมกับสายเคเบิลเดี่ยว แต่ทำให้การติดตั้งตัวเชื่อมต่อ T-Body สำหรับสายเคเบิลสามแกน (โดยเฉพาะขนาดใหญ่ 240mm² หรือ 300mm²) ยาก ตัวเชื่อมต่อ T-Body ต้องการพื้นที่สำหรับแขนสามแกน ทำให้เหลือพื้นที่สำหรับแกนสายเคเบิลประมาณ 400mm เท่านั้น แกนสายเคเบิลขนาดใหญ่แข็ง และภายใต้ข้อจำกัดของสถานที่ ทำให้การติดตั้ง T-Body อย่างถูกต้องเป็นไปได้ยาก

• วิธีแก้ไข: แม้ว่าวงจรวงหลักแบบถังรวมจะมีมาตรฐาน แต่ความสูงของการติดตั้งสามารถเพิ่มขึ้นโดยใช้ฐานขยาย ยกระดับห้องสายเคเบิลให้สูงประมาณ 800mm และตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะทางแนวตั้งระหว่างคลิปสายเคเบิลและศูนย์กลางปลอกวงจรแรงดันสูง ≥750mm ทำให้ความยาวของแกนสายเคเบิลประมาณ 600mm ซึ่งทำให้การติดตั้ง T-Body อย่างถูกต้องเป็นไปได้ ที่สำคัญ ฐานขยายช่วยเพิ่มความยาวของแกนสายเคเบิลแต่ละเฟสหลังจากแยกสายเคเบิลสามแกน ทำให้การเชื่อมต่อคล้ายกับสายเคเบิลเดี่ยว
• ประโยชน์: (1) ลดแรงบิดที่ปลอกวงจรอย่างมาก (2) เพิ่มความอดทนในการติดตั้ง ลดความจำเป็นในการใช้แรง ลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของก๊าซ (3) ทำให้การติดตั้ง Lug และ Stress Cone อย่างถูกต้องเป็นไปได้

2.1.2 พิจารณาความนำไฟฟ้าของปลอกวงจรในการเลือกวงจรวงหลัก:
วงจรวงหลักมาตรฐาน 630A มักมีปลอกวงจรแบบเกลียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อทองแดงภายนอก 25mm และรูเกลียวภายในสำหรับสลักเกลียว M16 (พื้นที่นำไฟฟ้าประมาณ 289.6mm²) พื้นที่สัมผัสจริงมักน้อยกว่าเนื่องจากความคลาดเคลื่อนในการติดตั้ง หากใช้สลักเกลียวสแตนเลส (เนื่องจากทองแดงอ่อน) การนำไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับการสัมผัสที่ปลายเท่านั้น ภายในฉนวนที่ปิดสนิท การระบายความร้อนไม่ดี หากการสัมผัสระหว่าง Lug และปลอกวงจรไม่ดีในกระแสไฟฟ้าสูง (>400A) จะเกิดปัญหาความร้อน

• วิธีแก้ไข: สำหรับวงจรวงหลักที่ใช้สายเคเบิลขนาด 240mm² หรือ 300mm² ที่มีกระแสไฟฟ้า >400A ควรเลือกรุ่นที่มีปลอกวงจรขนาด 800A (เส้นผ่านศูนย์กลางท่อทองแดงภายนอก Ø 32mm) เพื่อลดความเสี่ยงของปัญหาความร้อน

2.1.3 เสริมการตรวจสอบอุณหภูมิของปลอกวงจร:
วงจรวงหลักแบบถังรวมที่ปิดสนิทไม่สามารถเปิดตรวจได้ การตรวจสอบอุณหภูมิด้วยภาพความร้อนแบบมาตรฐานไม่สามารถวัดอุณหภูมิที่จุดเชื่อมต่อได้ การเพิ่มช่องตรวจสอบจะทำให้คะแนน IP ลดลง

• วิธีแก้ไข:
• การตรวจสอบประจำ: สัมผัสอุณหภูมิของแผงหน้าห้องสายเคเบิลเพื่อตรวจจับการเกิดความร้อนสูงของ T-Body
• วงจรวงหลักที่สำคัญ: ปิดกระแสไฟฟ้าเป็นระยะหลังจากการทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าสูงครั้งแรกเพื่อตรวจสอบการเชื่อมต่อสำหรับสัญญาณความร้อนสูง
• ปฏิบัติที่ดีที่สุด (เทคโนโลยี): ติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิบนปลอกวงจรหรือตัวเชื่อมต่อ T-Body ของวงจรวงหลักเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์

2.2 ตัวเชื่อมต่อ T-Body ของสายเคเบิล

2.2.1 รับรองคุณภาพของชิ้นส่วนนำไฟฟ้า:
การเปลี่ยนไปใช้สลักเกลียวสแตนเลสทำให้การนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการสัมผัสที่ปลายเท่านั้น ทำให้ต้องเพิ่มความต้องการในโครงสร้างและคุณภาพของวัสดุของ Lug ปัญหาที่พบบ่อย:

พื้นที่สัมผัสของ Lug แคบเกินไป/รูใหญ่เกินไป → พื้นที่สัมผัสลดลง

คุณภาพวัสดุของ Lug ไม่ดี การชุบที่ไม่สม่ำเสมอ

ความไม่เข้ากันระหว่างรูโค้งของ Lug และสลักเกลียวสองปลาย → Lug ไม่สามารถสัมผัสปลอกวงจรได้ดี → การนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสลักเกลียวเท่านั้น

墊片太薄或太小→無法確保接線端子與套管的平行接觸。

所有這些都會導致電流容量降低和熱故障風險。

• 解決方案：明確指定T-Body連接器的導電部件：
• 接線端子接觸面寬度：25毫米或32毫米（匹配套管導電區域）。
• 接線端子材料：T2銅（>99.9% Cu，電解質，模壓，退火）。鍍錫或鍍銀。
• 墊片：大表面，≥3毫米厚，以確保良好的壓力接觸。

2.2.2 選擇軟材質的T-Body連接器以簡化安裝：
EPDM或硬塑膠/橡膠T-Body堅硬/易碎，在安裝過程中難以調整（尤其是大芯/應力錐/絕緣），並且難以驗證位置。彈性差/徑向力不足會導致長期界面分離和跟蹤。

• 解決方案：選擇硅橡膠T-Body連接器用於共罐環網櫃。優點：柔軟，彈性好→容易調整位置；優良的徑向力和均勻性→密封良好，防止跟蹤；足夠的機械強度適應環網櫃室。

2.3 現場安裝實踐

2.3.1 固定電纜入口點：
使用電纜夾將進入環網櫃的三芯電纜直接固定在高壓套管下方。避免傾斜或無支撐的電纜入口。未固定的電纜會施加扭轉/拉力，可能損壞套管/密封→SF₆泄漏，套管裂縫，高壓故障。

• 垂直並對稱地放置芯線；最小化扭曲。
• 將分支手套和電纜夾放置在盡可能低的位置（距離套管垂直距離≥750毫米）。
• 現場流程：將電纜穿過基礎進入室內後，切斷任何受損的電纜末端。驗證相序。調整電纜入口角度，使芯線直指套管。如果角度過大，將電纜退回溝槽/坑中，校正角度，然後重新插入並牢固夾緊。雙重固定：如有必要，增加第二個夾緊點（例如，在電纜坑下的固定梁）以進一步固定外護套。

2.3.2 電纜相位分離和準備：

1. 在修剪芯線長度之前，使用夾具固定電纜分支手套。
2. 將B相與B套管對齊。
3. 在根部稍微向外彎曲A/C相，然後垂直對齊它們與各自的套管。
4. 將終端螺栓放入套管中，將接線端子鬆鬆地掛在其上。
5. 在驗證對齊後，將芯線末端切割到所需長度。

• 關鍵：在最終修剪前固定電纜。未能這樣做會導致芯線長度不一致→套管應力和不良接觸。
• 剝皮/清潔過程：
• 嚴格按照T-Body製造商的剝皮尺寸進行。
• 在剝除外層時避免損壞內層。
• 絕對防止芯線絕緣上的縱向劃痕→防止內部跟蹤。
• 使用製造商提供的清潔紙。避免使用其他溶劑如工業酒精。
• 使用基於聚氟醚的潤滑劑（與硅橡膠兼容）。避免使用硅脂→相互溶解→界面乾燥→跟蹤風險。

2.3.3 應力錐安裝：

• 確保應力錐與電纜尺寸匹配→正確的干涉配合。太緊：安裝困難，有破裂風險。太松：密封不良，有表面放電風險。
• 嚴格按照T-Body製造商的說明定位（相對於絕緣和電纜芯的位置影響應力控制/密封）。容差最小。
• 如果可能，將應力錐定位在電纜的垂直部分→確保最佳密封。
• 防止尖銳物體刮傷硅橡膠表面。
• 在干涉配合表面上均勻塗抹兼容的潤滑劑。

2.3.4 確保足夠的導體接觸面積：
絕緣套中的導體連接不可見/難以檢查。必須確保：

• 接線端子表面平行於套管導電表面→最小化套管應力。
• 優良接觸以防止發熱。
• 壓接：按照程序將接線端子壓接到芯線上。確保接線端子面向與套管平面平行。在壓接模具完全閉合後，保持壓力10-15秒。去除毛刺。清潔接線端子和芯線絕緣。
• 連接：將接線端子放在螺栓上，將T-Body推入套管→在擰緊前確保接線端子與套管平行接觸。

2.3.5 確保可靠的接地：
屏蔽的T-Body連接器必須通過專用接地環/線連接到環網櫃接地網。失敗風險：表面靜電積累→電擊危險。

表面放電到附近接地→材料電蝕。

2.4 對環網櫃土建基礎的要求

• 環網櫃底座通常高出地面300-500毫米。
• 底座下方的電纜井深度應≥800毫米；如果場地允許，應爭取達到1000毫米。
• 目的：為電纜入口提供足夠的彎曲半徑（特別是大截面），允許近乎垂直的入口→減少電纜/連接的應力。